KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

In einer neue Studie warnen WissenschafterInnen davor, dass sich die europäischen Flüsse nur langsam von der Verseuchung mit zu vielen Nitraten und Phosphaten erholen würden.

Manche Flüsse brauchen 40 Jahre, um sich von der Chemie zu erholen – Foto: Hanspeter Bolliger / Pixelio

Es würde viele Jahre dauern, bis sich die Verringerung der Dünger-Mengen auf die Qualität des Wassers in den Flüssen auswirken würde. In der deutschen Elbe würde es zumindest acht Jahre dauern, bis die Reduzierung der Nitrate und Phosphate einen Effekt hätte, in der französischen Loire sogar 14 Jahre.
Die WissenschafterInnen schätzen, dass manche Flüsse bis zu 40 Jahre brauchen würden, um sich von der „Überdosis“ an Nitraten und Phosphaten zu erholen. [DNR]

Kurzversion der Studie (engl. / PDF)

Zwölf Mitgliedstaaten der Europäischen Union haben 2010 die Grenzwerte für bestimmte Luftschadstoffe nicht eingehalten.

Duisburg: Luftverschmutzung macht Menschen krank – Foto: Dieter Schütz / Pixelio

Das hat die Europäische Umweltagentur (EEA) in einem Vergleich der Berichte zur sogenannten NEC-Richtlinie herausgefunden.

Die NEC-Richtlinie schreibt nationale Höchstgrenzen für Schwefeldioxid, Stickoxide, nicht methanhaltige flüchtige organische Verbindungen (NMVOC) sowie Ammoniak vor.

Besonders bei den Stickoxiden (NOx) gab es in den Mitgliedstaaten teils deutliche Überschreitungen der Grenzwerte: Deutschland, Österreich, Belgien, Dänemark, Irland, Luxemburg, Malta, die Niederlande, Spanien und Schweden meldeten zu hohe Werte. Österreich überschritt die Werte um 140 Prozent, Frankreich um 133 Prozent und Deutschland um 126 Prozent. Übertroffen wurden diese Werte von Liechtenstein (171 Prozent), das zwar Nicht-EU-Mitglied ist, aber das Göteburg-Protokoll unterschrieben hat und sich eigentlich an die dort vorgegebenen Grenzwerte halten soll.

Deutschland und Spanien überschritten außerdem die NMVOC-Werte, Finnland und Spanien meldeten zu hohe Ammoniak-Werte.

Gute Nachrichten gibt es bei Schwefeldioxid – hier hielten alle 27 EU-Mitgliedstaaten die NEC-Grenzwerte ein.

Die genannten Schadstoffe stellen eine nicht zu unterschätzende Gesundheits- und Umweltgefahr dar. Atemwegserkrankungen, die Versauerung von Böden und Gewässern und Schäden an der Vegetation zählen zu den Risiken.

Die EEA plant die Veröffentlichung zweier Berichte über die Fortschritte der Mitgliedstaaten bei der Sicherung der Luftqualität in der Mitte des Jahres. Die EU will die NEC-Richtlinie 2012 überarbeiten und gegebenenfalls neue Grenzwerte einführen, die ab 2020 gelten sollen, darunter auch erstmals eine Regelung zu Feinstaub in der Größe von 2,5 Mikrometern. Umweltverbände kritisieren, dass die Überarbeitung der Richtlinie verschoben wurde und dass die Mitgliedstaaten zu wenig tun, um die Gesundheit der EU-BürgerInnen zu schützen. Die Mitgliedstaaten sträuben sich gegen strengere Grenzwerte, weil sie schon die jetzt geltenden nicht vollständig einhalten können.

Eine EEA-Studie über die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf Gesundheit und Umwelt im Jahr 2009 hat ergeben, dass die Kosten für Europa insgesamt zwischen 102 und 169 Milliarden Euro liegen.

Weitere Infos / Statistiken zu Luftbelastungen durch Schadstoffe

Der Klimawandel und die dadurch bedingte, zunehmende Wasserverknappung für viele Regionen des Mittelmeerraumes sind bereits heute Realität.

Böden werden zunehmend versalzen – Foto: Dagmar Struß

Dieses und andere aktuelle Forschungsergebnisse stellte der internationale Forschungs-Cluster CLIWASEC auf seiner Fachtagung in München vor.

Die vom Forschungsnetzwerk seit Anfang 2010 durchgeführten Untersuchungen lassen erkennen, dass die betroffenen Länder in Zukunft mit einer deutlichen Temperaturzunahme insbesondere der Minimum- und Nachttemperaturen in allen Jahreszeiten rechnen müssen. Außerdem ist trotz häufigerer Starkregenereignisse eine deutliche Abnahme der Niederschlagsmenge zu erwarten. Dies wird in Verbindung mit einem steigenden Meeresspiegel zu stärkeren Überschwemmungen, zunehmender Versalzung des küstennahen Grundwassers sowie fortschreitendem Verlust fruchtbarer Böden führen. Am Beispiel des besonders gefährdeten westlichen Nil-Deltas erläuterten die Wissenschaftler, wie diese massiven Veränderungen zu ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Konflikten führen können. Die Folgen eines Klimawandels, die auf die Kernsektoren der regionalen Wirtschaft im Mittelmeerraum wirken (z.B. Landwirtschaft, Energie, Tourismus), werden zudem auch in anderen, mit dem Mittelmeerraum ökonomisch und politisch vernetzten Ländern spürbar werden – unter anderem in Bayern.

Westliches Nil-Delta: Blick in die Zukunft des gesamten Mittelmeerraums

Bereits heute lassen sich die ökologischen, ökonomischen und sozialen Folgen des Klimawandels im Bereich des westlichen Nil-Deltas beobachten. Seit der Inbetriebnahme des Assuan-Staudamms liefert der Nil deutlich weniger Sediment in das Delta. Dadurch fehlen nicht nur wichtige Nährstoffe für die Landwirtschaft, sondern vor allem der Nachschub für die Sicherung der stark erosionsanfälligen Küstenlinie. Seit einigen Jahrzehnten steigt der Meeresspiegel messbar an. Die Förderung von Erdgas und die starke Entnahme von Grundwasser für die Trinkwasserversorgung und landwirtschaftliche Bewässerung führen gleichzeitig dazu, dass sich der Boden deutlich senkt. Beide Effekte zusammengenommen führen zu einem schnelleren Landverlust. Neben der Degradation durch Küstenerosion erzeugen diese Prozesse zusätzlich eine beschleunigte Versalzung der grundwasserleitenden Gesteinsschichten (Aquifere) im Nil-Delta und damit eine nahezu irreversible Kontamination wertvoller Wasserreserven. Messungen ägyptischer Projektpartner von der Universität Zagazig belegen, dass die Versalzung mittlerweile viele Kilometer in das Nil-Delta vorgedrungen ist.

In Verbindung mit der nach wie vor praktizierten, veralteten Bewässerungsstrategie führt dies zu einem dauerhaften Verlust ehemals fruchtbarer Böden, also wertvoller landwirtschaftlicher Anbaugebiete. Unter erheblichem Wasserbedarf soll nun versucht werden, den Verlust durch Neukultivierungen in den westlich angrenzenden Wüstenregionen zu kompensieren. Im Stadtgebiet von Alexandria bewirken die massiven Wasserentnahmen und das nachrückende Salzwasser eine Destabilisierung des Untergrundes und schädigen somit die Infrastruktur – zahlreiche Wohngebäude, Bahnlinien und Straßen sind diesem fortschreitenden Prozess bereits zum Opfer gefallen. Die Folge sind teure Sanierungsmaßnahmen und im Extremfall Umsiedlungen der Bevölkerung.

Auswertungen von Klimaprojektionsdaten für die Mitte des 21. Jahrhunderts lassen für diese Region bei insgesamt reduziertem Niederschlag eine sehr wahrscheinliche Temperaturzunahme von 1,9 bis 2,8 Grad Celsius erwarten. Dies wird dazu führen, dass durch die erhöhte Verdunstung auf den Agrarnutzflächen ein noch größeres Wasserdefizit entsteht, das nur durch vermehrte Bewässerung ausgeglichen werden kann und somit zur fortschreitenden Wasserverknappung beiträgt. Mittelfristig werden die Menschen die Art und Weise, wie sie ihre Felder bewirtschaften, an die neuen klimatischen Bedingungen anpassen müssen. Ein erster Schritt dorthin muss die Entwicklung deutlich effizienterer Bewässerungsstrategien sein, aber es wird bereits heute in Ägypten über den Umbau der Landwirtschaft nachgedacht. So soll etwa der extrem wasserzehrende Anbau von Reis durch Getreidearten wie Gerste und Weizen ersetzt werden, die mit deutlich weniger Wasser auskommen.

„Aktuelle Untersuchungen gehen davon aus, dass der Meeresspiegel im 21. Jahrhundert im östlichen Mittelmeer um 50 bis 60 Zentimeter ansteigen wird“, erklärt Prof. Dr. Ralf Ludwig, Prodekan der Fakultät für Geowissenschaften an der LMU München und Koordinator des Forschungsprojekts CLIMB. „Das hätte gravierende Folgen: Allein im Nil-Delta könnten 300 Quadratkilometer Landwirtschafts- und Siedlungsfläche verloren gehen und küstennahes Grundwasser weiträumig versalzen.“ Ohne massive Anpassungsmaßnahmen könnte diese Entwicklung bis zu 1,5 Millionen Menschen allein im Großraum Alexandria zu einer Umsiedlung zwingen. CLIWASEC hat zudem ermittelt, dass die massiven zu erwartenden Veränderungen unmittelbar bis zu 200.000 Arbeitsplätze bedrohen würden.

Die Region des westlichen Nil-Deltas ist aufgrund ihrer spezifischen geografischen und geologischen Gegebenheiten besonders gefährdet, weshalb CLIWASEC hier die Auswirkungen des Klimawandels anhand einer Fallstudie untersucht. In diesem Rahmen beschäftigt sich das Projekt CLIMB primär mit den Folgen des Meeresspiegelanstiegs und der Salzwasserintrusionen für die Infrastruktur und Bodendegradation, WASSERMed analysiert die sozioökonomischen Konsequenzen einer Veränderung in der Landwirtschaft und CLICO untersucht die erforderlichen Umsiedlungen und das damit verbundene Konfliktpotential.

Konsequenzen für andere Länder und Regionen – Beispiel Bayern

Die beschriebenen Entwicklungen werden sich mit hoher Wahrscheinlichkeit auch auf Länder und Regionen auswirken, die nicht so stark von den Folgen des Klimawandels betroffen, aber mit den Mittelmeeranrainern ökonomisch und politisch vernetzt sind. Dazu zählt auch Bayern.

Die zu erwartenden Schwierigkeiten in der Landwirtschaft im Mittelmeerraum werden zu häufigeren Ernteausfällen bzw. zu Lieferengpässen von dortigen Waren führen. Andere Länder und Regionen wie Bayern könnten diese Ausfälle gegebenenfalls kompensieren, wenn sie ihre Landwirtschaft innerhalb vernünftiger Rahmenbedingungen frühzeitig auf die Mitversorgung der südlichen Regionen einstellen. Gleichzeitig muss die Akzeptanz gefördert werden, dass durch einen notwendigen Umbau der Landwirtschaft nicht länger alle Produkte zu jeder Jahreszeit verfügbar sein werden.

Zudem könnte die bayerische Expertise im Bereich der erneuerbaren Energien und der Umwelttechnik einen großen Beitrag zur Verbesserung der Ressourcenwirtschaft und des Umweltschutzes in den betroffenen Regionen leisten. Eine verstärkte Nutzung der Sonnenenergie zur Stromerzeugung würde die Abhängigkeit der Mittelmeeranrainer vom Erdgas verringern und somit Wasserressourcen und Böden schonen. Auch seine Kompetenz im Bereich der Trinkwasseraufbereitung könnte Bayern für beide Seiten gewinnbringend einsetzen.

Jedes Jahr werden weltweit über 13 Millionen Hektar Tropenwald zerstört. Eine der Hauptursachen ist Brandrodung.

Kleinbauer mit Teakbäumen auf seiner Anbaufläche in Ghana – Foto: Jobst Schröder – vTI/WFW

Wissenschaftler des Thünen-Instituts für Weltforstwirtschaft in Hamburg haben jetzt für eine Region im westafrikanischen Ghana ein Konzept entwickelt, mit dem die dort ansässigen Kleinbauern zu aktiven Schützern der Wälder werden.
Für viele Kleinbauern ist die Brandrodung ein einfaches Mittel, um Wälder zu roden und anschließend auf diesen Flächen Ackerbau zu betreiben. Allerdings geraten diese Feuer häufig außer Kontrolle und entwickeln sich zu Großbränden mit drastischen Folgen für die noch vorhandenen Wälder. Gemeinsam mit einem ghanaischen Holzverarbeitungsunternehmen, das in der Ashanti-Region ein Wald-Rehabilitierungsprojekt durchführt, suchten die Forstexperten des Hamburger Thünen-Instituts nach Wegen, die Brandrodung zu verringern und gleichzeitig die wirtschaftliche Situation der Dorfbevölkerung zu verbessern.

Die Lösung war ein zusammen mit den Beteiligten entwickeltes agroforstliches Konzept, das auf die Situation vor Ort abgestimmt war. Um die zu schützenden Wälder wurde eine Randzone ausgewiesen, in der die Kleinbauern ertragreiche Fruchtbäume wie Orangen, Mangos, Cashews oder Ölpalmen in Mischkultur mit ihren gewohnten Feldfrüchten wie Yam, Mais oder Erdnuss anbauen konnten. „Wer Bäume pflanzt, um sie später zu nutzen, brennt sie nicht nieder“, sagt Forstwissenschaftler Dr. Jobst Schröder, einer der deutschen Experten des Projekts. Und tatsächlich: Um diese Bäume nicht zu gefährden, wurden keine Feuer mehr gelegt. Dass sich dieses Konzept für die Beteiligten rechnet, zeigte sich bereits im dritten Jahr nach der Pflanzung, in dem besonders bei Mango gute Ernten erzielt wurden. Mittlerweile haben die Kleinbauern die überregionale Vermarktung ihrer Früchte selbst organisiert, was ihnen zusätzliche Einnahmen verschafft.

Eine andere Variante des Konzepts beruht darauf, Setzlinge von Waldbäumen, insbesondere Teak, auf den Feldern anzubauen. Bei dieser Variante schließen die Kleinbauern und der holzverarbeitende Betrieb einen Vertrag. Die Kleinbauern verpflichten sich zum Mitanbau von Teak auf ihren Feldern, der holzverarbeitende Betrieb garantiert den Ankauf des Holzes und deckt damit einen Teil seines Rohstoffbedarfs. Um den Bedarf an jungen Teakpflanzen zu decken, legten die Dorfbewohner in Eigenregie Baumschulen an, in denen sie Setzlinge anzogen und verkauften. Diese Idee machte Schule. Nach zwei Jahren hatten sich auch in anderen Dörfern Kooperativen mit eigenen Baumschulen gebildet.

Auch die an die Felder grenzenden Savannenwälder waren durch Feuer und die Gewinnung von Holzkohle bedroht. Die lokale Bevölkerung gewinnt aus den Früchten der dort vorkommenden Sheanuss-Bäume (Vitellaria paradoxa) seit jeher zum Eigenbedarf ein butterähnliches Fett. Heute werden Sheanuss-Produkte jedoch auch auf dem Weltmarkt als Kosmetikartikel stark nachgefragt. Diese Entwicklung wurde von der lokalen Bevölkerung erkannt. Vornehmlich Frauengruppen organisierten sich, die die Früchte in größerem Umfang als bisher sammeln, verarbeiten und vermarkten. Zwar entsprach die Qualität der Fette anfangs nicht den geforderten Ansprüchen der Kosmetikindustrie. Inzwischen gelang es aber, die Qualität der Rohbutter so zu verbessern, dass Aufkäufer internationaler Firmen aufmerksam wurden und sich über Langzeitverträge bestimmte Liefermengen sicherten.

Mit dieser Entwicklung sahen die Menschen in der Projektregion den Wald plötzlich mit anderen Augen. Mit den neuen Einkommensquellen stiegen das Ansehen und der Wert der Naturressource, mit der man fortan vorsichtiger umgeht und Wildfeuer zu vermeiden sucht. Zudem erhalten Frauen, die im ländlichen Afrika selten Zugang zu Einkommensquellen besitzen, die Möglichkeit, eigene Einkünfte zu erwirtschaften.

Das Projekt des Thünen-Instituts zeigt, dass Waldschutzmaßnahmen im Tropenwald erfolgreich sein können, wenn die lokale Bevölkerung eingebunden und unterstützt wird. Das Konzept in Ghana wurde mit Unterstützung des Zentrums für Internationale Migration und Entwicklung (CIM), der Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) und der Stiftung Walderhaltung in Afrika umgesetzt.

Nach Ende des Rechnungsabschlussverfahrens hat die Europäische Kommission von den Mitgliedstaaten 54,3 Millionen Euro vorschriftswidrig eingesetzter Agrarbeihilfen zurückgefordert.

EU fordert vorschriftswidrig eingesetzte Subventionen zurück – Foto: Dagmar Struß

Die Summe fließt wieder in den EU-Haushalt, weil die EU-Länder beispielsweise die  Auszahlung von Zuschüssen an Landwirte  nicht ausreichend kontrolliert hatten. Den höchsten Betrag, nämlich fast 30 Millionen Euro, muss Großbritannien zurückzahlen, das die Anforderungen an landwirtschaftliche Betriebe unter anderem bei der Betriebsführung und dem ökologischen Zustand unzureichend umgesetzt hatte. Italien und die Niederlande stehen auf den Plätzen zwei und drei. Deutschland muss lediglich 36.000 Euro zurückzahlen.

Die EU-Mitgliedstaaten sind für die Verwaltung des Großteils der Agrarsubventionen zuständig. Sie die Anträge der Landwirte auf Direktzahlungen überprüfen und die Verwendung der Gelder kontrollieren. Die EU-Kommission prüft jährlich in mehr als 100 Fällen, um festzustellen, ob die Mitgliedstaaten ihrer Kontrollpflicht nachkommen und sich um mögliche Mängel wirklich kümmern.

EU-Kommission zur Rückforderung von Agrarsubventionen

Quelle: DNR

Die EU-Kommission hat in dieser Woche dem Europäischen Parlament und dem EU-Ministerrat zwei Berichte über die Degradation der europäischen Böden vorgelegt.

Bundesregierung blockiert Bodenschutz – Foto: Dagmar Struß

Demnach gehen täglich 275 Hektar fruchtbarer Boden durch Flächenversiegelung verloren.

Der zuständige EU-Umweltkommissar Janez Potocnik forderte die Mitgliedstaaten und das EU-Parlament auf, die Verhandlungen über eine EU-weite Bodenschutzregelung fortzusetzen. Nur dann könnten auch in Zukunft die Erzeugung hochwertiger Nahrungsmittel und sauberes Grundwasser gesichert, intakte Naherholungsgebiete erhalten und der Ausstoß von Treibhausgasen verringert werden, sagte Potocnik.

Die Bodendegradation verhindert, die biologische Vielfalt zu erhalten und den Klimawandel zu stoppen. Daher hatte die EU-Kommission 2006 eine Bodenrahmenrichtlinie vorgeschlagen. Unter anderem durch den Widerstand Deutschlands liegt sie dezeit auf Eis. Umweltverbände und Politiker forderten die Bundesregierung dazu auf, die Bodenrahmenrichtlinie nicht länger zu blockieren.

Der Klimawandel hat Folgen für Wälder, Felder, Flüsse – und damit für den Menschen, der atmet, isst, trinkt.

Foto: Dagmar Struß

Zur genaueren Abschätzung dieser Folgen startet jetzt ein umfassender Vergleich von Computersimulationen aus aller Welt. Erstmals werden dabei verschiedene betroffene Sektoren in einem gemeinsamen Rahmen betrachtet, von den Ökosystemen über die Landwirtschaft bis hin zu Wasserhaushalten und Gesundheit. Die Modelle werden von mehr als zwei Dutzend Forschungsgruppen etwa aus den USA, China, Deutschland, Österreich, Kenia und den Niederlanden bereitgestellt. Welche ihrer Ergebnisse breit abgesichert sind, wo es Ungewissheiten gibt und warum, das ermittelt jetzt ein Team von Wissenschaftlern. Koordiniert wird das Projekt vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und dem International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA).

Erste Ergebnisse werden innerhalb von 12 Monaten zur Verfügung stehen, zur Vorbereitung des fünften Berichts des Weltklimarats, der 2014 fertig gestellt wird. Die Simulationen werden auf den neuesten Klimaszenarien basieren, die eine große Bandbreite möglicher Zukunftsszenarien abdecken.

„Wir wollen besser verstehen, wie sich die Klimafolgen unterscheiden bei einer globalen Erwärmung von zwei Grad gegenüber der von drei Grad“, sagt  Katja Frieler von der Koordinationsgruppe des Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project, kurz ISI-MIP. Die internationale Staatengemeinschaft hat sich die Begrenzung auf zwei Grad als Ziel gesetzt. Der ungebremste Ausstoß von Treibhausgasen führt die Welt aber auf den Weg zu drei Grad und mehr. Der scheinbar kleine Unterschied könnte drastische Auswirkungen haben. „Diese werden von den Modellen auf der Grundlage von Beobachtungsdaten und gegenwärtigem Prozessverständnis berechnet“, so Frieler. „Wir prüfen, inwieweit die verschiedenen Modelle hier übereinstimmen, und quantifizieren die verbleibenden Unsicherheiten.“

„Das Projekt wird eine Lücke im Bericht des Weltklimarats schließen helfen“

Der globale Modellvergleich stellt dabei den Menschen in den Mittelpunkt. Wassermangel in einer Region Afrikas zum Beispiel könne den Bauern das Bewässern erschweren, schlechte Ernten könnten dann zu Mangelernährung führen und damit zu einer höheren Anfälligkeit für Krankheiten, erklärt Frieler. Der Vergleich könnte helfen, mögliche regionale Brennpunkte zu identifizieren.

„Das Projekt wird eine schmerzliche Lücke im Bericht des Weltklimarats schließen helfen“, sagt Hans Joachim Schellnhuber, Direktor des PIK. Bislang gab es umfassende Modellvergleiche zur Physik des Klimasystems und zur Ökonomie des Klimaschutzes sowie vereinzelt zu sektorspezifischen Klimafolgen. Dass dies nun auch für alle Klimafolgen zusammen angepackt werde, sei ein ebenso ehrgeiziges wie nötiges Vorhaben, so Schellnhuber. „Es stärkt ganz entscheidend das Fundament des 2014 anstehenden Berichts des Weltklimarats.“

Chris Field von der Carnegie Institution for Science in Stanford, Kalifornien, zeigt sich begeistert von dem Projekt. „Als Vorsitzender der IPCC-Arbeitsgruppe II begrüße ich die Initiative sehr, dieses Vorhaben auf den Weg zu bringen.“ Er wisse zu schätzen, dass die Wissenschafter sehr schnell Ergebnisse vorlegen wollen, die dann noch in den fünften Sachstandsbericht einbezogen werden können. Die Resultate, die ISI-MIP erreichen will, „werden einen echten Unterschied für den Bewertungsprozess machen.“ Die Arbeitsgruppe II des IPCC befasst sich mit den Folgen des Klimawandels.

„Die Zeit ist reif für diesen Vergleich“

Ottmar Edenhofer vom PIK, Vorsitzender der Arbeitsgruppe III des IPCC, begrüßt das Projekt ausdrücklich. „Eine gute Folgenanalyse ist auch für die Bewertung von Vermeidung und Anpassung von großer Bedeutung“, sagt Edenhofer. „Sie ermöglicht uns Kosten-Nutzen-Abschätzungen, die entscheidend sind, um Entscheidungsträgern die Informationen zu geben, die sie brauchen. Deshalb befürworten wir den Vergleich von Modellen zu Klimafolgen sehr.“ Die Arbeitsgruppe III des IPCC konzentriert sich auf die Vermeidung des Klimawandels.

„Die Zeit ist reif für diesen Vergleich“, sagt Pavel Kabat, Direktor des IIASA. „Ein sektorübergreifender Ansatz mit einer ganzen Reihe von Modellen für Aussagen über Folgen des Klimawandels stand bisher nicht zur Verfügung. Das ISI-MIP Projekt ist in dieser Hinsicht eine bedeutende und positive Entwicklung. Wir haben Zugang zu hoch entwickelten Modellen, einer großen Zahl hochwertiger Daten aus vielen Sektoren und Regionen und die Dringlichkeit, eine in hohem Maße integrative Analyse unseres derzeitigen Wissens über globale Folgen des Klimawandels zu liefern. Wir sind überzeugt, dass dieses Projekt solch eine Analyse liefern kann.“

Moderne Kohlekraftwerke entziehen ihren Abgasen Schwefel und Stickstoff und reduzieren die Abgabe umweltgefährlicher Säuren damit deutlich.

Mit Ultraleichtflugzeug werden Aerosole direkt in Höhe der Abluftfahnen von Kraftwerken untersucht – Foto: Sylwester Arabas

Einen bislang unbeachteten klimarelevanten Nebeneffekt dieser Technologie haben nun Wissenschaftler des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) nachgewiesen: Die Reinigung führt zu einer Vervielfachung der Emissionen ultrafeiner Partikel, welche die Wolkenbildung so beeinflussen können, dass es zu geringeren und selteneren, dann jedoch heftigeren Niederschlägen kommt.

Mit komplexen technischen Verfahren entfernen moderne Kohlekraftwerke Schadstoffe aus ihren Abgasen: So minimiert die Rauchgaswäsche Schwefeldioxid auf wenige Prozent, die Selektive Katalytische Reduktion (SCR) setzt Stickstoffdioxid (NO2) zu Stickstoff und Sauerstoff um. Ein geringer Anteil, etwa zwei Prozent, des verbleibenden Schwefels wird dabei jedoch direkt in Schwefelsäure umgewandelt.

„Deren Masse fällt bei der Gesamt-Schwefelbilanz nicht ins Gewicht, allerdings verteilt sich diese geringe Masse auf eine extrem hohe Anzahl ultrafeiner Schwefelsäuretröpfchen: bis zu 50.000 Partikel pro Kubikzentimeter noch nach 50 Kilometern in der Abluftfahne“, sagt Wolfgang Junkermann vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU). Ein einzelnes Kraftwerk gibt dabei dabei so viele Partikel (Aerosole) in die Luft ab wie der Verkehr auf mehreren tausend Kilometern Autobahn. Mit nur wenigen Nanometern Durchmesser (ein Nanometer = ein Millionstel Millimeter) seien diese sogar noch kleiner als die feinen Aerosole aus Autoabgasen.

Der „Blue Plume“ (dt. „blaue Abluftfahne“) genannte Effekt ist Kraftwerks-Ingenieuren zwar bekannt, seine Auswirkungen auf die Umwelt sind bislang jedoch wenig untersucht. „Es ist sehr schwierig, diese ultrafeinen Aerosole in der Luft nachzuweisen und eindeutigen Quellen zuzuordnen“, so Junkermann. Die Forscher des IMK-IFU setzen deshalb ein Ultraleichtflugzeug – das kleinste bemannte Umweltforschungsflugzeug der Welt – ein, mit dem sie direkt in Höhe der Abluftfahnen die Emissionen und das Anwachsen der Aerosole verfolgen. Dabei haben sie bei Messungen in Deutschland, der Inneren Mongolei, Australien und Finnland beobachtet, dass die Schwefelsäuretröpfchen in der Atmosphäre innerhalb weniger Stunden zu Wolkenkondensationskernen anwachsen. „Die hohe, zusätzliche Anzahl dieser Kerne führt bei der Ausbildung von Wolken zu einer Verteilung des verfügbaren Wassers auf viele, aber kleinere Wolkentröpfchen. Damit verzögert sich zunächst die Bildung von Regentropfen“, erläutert Klimaforscher Junkermann „und die Wahrscheinlichkeit von Starkregen nimmt zu“. Anstelle gleichmäßiger, regional verteilter Regenfälle könne es einerseits zu längeren Trockenperioden, andererseits jedoch zu heftigeren Niederschlägen kommen. Wo diese dann schließlich fallen, sei nicht vorhersehbar. Das hänge von der Windrichtung und -geschwindigkeit in zwei bis fünf Kilometern Höhe ab und könne auch mehr als 1000 Kilometer entfernt sein.

Klimarelevant, so Wolfgang Junkermann, sei das in zweierlei Hinsicht: „Die Umverteilung des Niederschlags ist für die Landwirtschaft in regenarmen Gebieten ein Desaster. Zudem wirkt sich die längere Verweilzeit von Wasserdampf in der mittleren Atmosphäre möglicherweise negativ auf die Strahlungsbilanz und damit auf den Treibhauseffekt aus.“ Die Zusammenhänge zwischen lokalen Emissionen, regionaler Auswirkung auf Wolken und Niederschlag sowie auch auf die Energiebilanz der Atmosphäre seien bisher nur unzureichend untersucht und erfordern weitere Experimente und Modellrechnungen. Die KIT-Wissenschaftler wollen mit ihrem „fliegenden Aerosol-Labor“ hierzu Daten für Prozess-Studien liefern, die mit Bodenstationen, Satelliten und großen Forschungsflugzeugen nicht erhoben werden können.

Originalpublikation
Junkermann, W., Vogel, B., and Sutton, M.A., The climate penalty for clean fossil fuel combustion, Atmospheric Chemistry and Physics, 11, 12917-12924, 2011