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Russ – das böse Aerosol?

02.09.2010 von

Aerosole — auch Feinstaub genannt — wirken teilweise dem Treibhauseffekt entgegen, indem sie Sonnenlicht zurück in den Weltraum spiegeln. Aber sie gefährden auch die Gesundheit (siehe mein Beitrag vom 12.2.2010 hier). Und: Es gibt auch Aerosole, die zu einer Erwärmung führen!

Russ führt zu Erwärmung

Einige Aerosole, allen voraus der Russ, absorbieren Sonnenlicht, nehmen es also auf. Das führt zu einer Erwärmung. Lokal kann diese Erwärmung dazu führen, dass Wolkentröpfchen verdunsten, weil die relative Luftfeuchtigkeit sinkt, wenn die Temperatur steigt. Zudem kann diese Erwärmung in der Atmosphäre die Bildung von Kumuluswolken einschränken oder gar unterbinden, weil wärmere Luftschichten wie eine Sperrschicht wirken können. Das führt erstmal zu einer weiteren Erwärmung, kann aber letztendlich, falls sich Wolken bilden, auch zu einer Abkühlung führen — je nachdem wo in der Atmosphäre der Russ ist.

Eis-Albedo-Rückkoppelung

Die Ablagerung von Russ auf Schnee/Eis führt zudem zu einer Erhöhung seiner Albedo. Albedo ist ein Mass für den Anteil des Sonnenlichts, der in den Weltraum reflektiert wird. Die erhöhte Albedo hat zur Folge, dass mehr Sonnenlicht absorbiert (aufgenommen) wird und der Schnee schneller schmilzt. Da unter dem Schnee meist ein dunklerer Untergrund zum Vorschein kommt, wird somit eine helle Fläche durch eine dunklere ersetzt. Dies führt zu noch mehr Absorption von Sonnenlicht und einer weiteren Temperaturerhöhung. Diese positive Rückkopplung wird auch Eis-Albedo-Rückkopplung genannt.

Russ vermindern — für Gesundheit und Klima

Da Russ ebenso wie die Treibhausgase zu einer Erwärmung führt, ist dessen Reduktion für das Klima erstrebenswert. Es gibt deshalb auch Stimmen, die sagen, dass man sich doch lieber um die Reduktion von Russ kümmern sollte als um diejenige von CO₂. Das sei einfacher, da mit einfacheren Massnahmen möglich. Zum Beispiel könnten Dieselautos mit Partikelfiltern ausgerüstet werden. Massnahmen gegen Russ würden auch schneller greifen, weil Russ (wie andere Aerosole auch) nur zirka eine Woche in der Atmosphäre überlebt, bevor er wieder ausgewaschen wird.

Da Russ auch gesundheitsschädigend ist, wären somit zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen. Warum also passiert das nicht? Oder ist es doch nicht so einfach?

Russreduktion alleine genügt nicht

Es ist deshalb nicht so einfach, weil Russ nie alleine ausgestossen wird, sondern immer zusammen mit organischen Verbindungen. Diese organischen Verbindungen streuen primär Sonnenlicht — womit ein Teil des erwärmenden Effekts von Russ wieder zunichte gemacht wird. Wie gross der erwärmende Netto-Effekt von Russ ist, ist noch nicht klar; bezüglich der Wirkung dieser organischen Verbindungen sind noch viele Fragen offen.

Trotzdem geschieht schon etwas: Unter anderem werden zunehmend Dieselautos mit Partikelfiltern ausgerüstet. Langfristig aber kann alleine durch Russreduktion die globale Erwärmung nicht verhindert oder hinreichend abgeschwächt werden. Um eine Reduktion der langlebigen Treibhausgase kommen wir nicht umhin!

Zur Autorin

Ulrike Lohmann ist Professorin für Atmosphärenphysik an der ETH Zürich. Persönliches Zitat und Biografie

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Kommentare (9) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

@ Holzherr

„Doch das Geld wird nicht gemäss der Bedeutung einer Kohlendioxquelle ausgegeben…“

Wie Recht Sie haben. Ungefähr 30 Euro kostet die die Einsparung einer Tonne CO2 mittels Effizienz-Verbesserungen in einem Braunkohlekraftwerk.
Dagegen schlägt die Vermeidung einer Tonne CO2 durch die Investitionen in Photovoltaik mit gut 600 Euro zu Buche.

World gone wrong!

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 2 Daumen runter 0

Zitat: Es gibt deshalb auch Stimmen, die sagen, dass man sich doch lieber um die Reduktion von Russ kümmern sollte als um diejenige von CO?. Das sei einfacher, da mit einfacheren Massnahmen möglich.

Zu diesen Stimmen, die Massnahmen gegen Russ, nicht aber CO2 empfehlen, gehören die Autoren des Hartwell-Papiers (siehe http://eprints.lse.ac.uk/27939/2/HartwellPaper_German_translation.pdf), zu denen auch der in diesem Blog schon besprochene Mike Hulme gehört (siehe http://blogs.ethz.ch/klimablog/2010/08/26/klimadiskussionen-welcher-typ-sind-sie/). Dieses Papier, Zitat erklärt radikale und praktikable Wege zur Reduzierung der von Menschen verursachten, nicht-CO2-basierten Klimaveränderungen.

Wenn die Klimaveränderung aber nicht CO2 basiert ist, wie das Mike Hulme annimmt, dann muss oder könnte es mindestens der Russ sein, der unser Klima erwärmt.

Doch Mike Hulme und das Hartwell-Papier liegt hier völlig falsch. Der globalen Erwärmung liegt der Treibhausgasanstieg zugrunde und Russ verstärkt diesen Effekt lediglich etwas.

Muss gegen Russ explizit etwas getan werden, etwa im Rahmen des Post-Kyoto-Prozesses? Ich denke nicht, denn Russ ist ein klassicher Umweltschmutz und wird über kurz oder lang sowieso zurückgedrängt. Das zeigt die Geschichte. Auch hier in Europa war bis in die späten 1970-ern die Luft in Industriegebieten russgeschwängert. Umweltgesetze haben die Luftqualität inzwischen deutlich verbessert. Das gleiche wird auch in China passieren, denn schlechte Luftqualität verträgt sich nicht mit der guten Lebensqualität, die auch die Chinesen immer mehr anstreben.

Allerdings stimmt es, dass die Massnahmen um Russ zu eliminieren viel einfacher sind als diejenigen um die Kohlendioxid-Emissionen zu reduzieren. Weniger CO2 bedeutet letzlich weniger Verbrauch von fossilen Rohstoffen. Zusätzlich muss CO2, das beim Verbrennen von beispielsweise Kohle entsteht, abgeschieden und gespeichert werden (CarbonCapture&Storage), denn es kann kaum erwartet werden, dass man alle bestehenden Kohlekraftwerke stilllegt. Doch die Forschung auf diesem Gebiet ist recht bescheiden. Kommerziell soll CCS erst ab 2025 zur Verfügung stehen. Das fällt mir als Beobachter auf: Es wird viel Geld ausgegben für angeglichen Klimaschutz, zum Beispiel bei Einspeisevergütungen. Doch das Geld wird nicht gemäss der Bedeutung einer Kohlendioxquelle ausgegeben. Kohlekraftwerke sind bedeutende CO2-Quellen, aber die Geldquellen für CO2-Abscheidung (CCS) sind bescheiden. Also wird auch das Resultat der CO2-Reduktionen insgesamt bescheiden sein.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

@Kommentar von Roger Meier. 03.09.2010, 15:24

Zitat: Sie zeigen mir nur Plots nur von der Nordhemisphäre. In der Südhemisphäre hat die Eisbedeckung im gleichen Mass ZUGENOMMEN.

Das spricht doch eher für eine Rolle von Russ beim Abschmelzen des Arktiseises als dagegen. Russteilchen lagern sich in der Nähe der Russquelle stärker ab als weiter entfernt davon und die Russquellen liegen nun mal vor allem auf der Nordhalbkugel.

@Kommentar von Roger Meier. 03.09.2010, 12:58

Zitat Da es um den Äquator rum eh kein Eis und Schnee gibt, geht es um den Albedo an den Polen. Und hier ist die absorbierte Sonnen-Energie sowieso winzig im Vergleich zum Rest der Welt. Somit ist der Einfluss des Albedos auf die Erd-Mitteltemperatur winzig.

Was für eine falsche Schlussfolgerung! Nord- und Südpol werden ein halbes Jahr lang voll von der Sonne beschienen. Zugegeben, die Sonne steht auch im Polsommer tief, trotzdem wird nicht wenig Sonnenenergie deponiert. (soviel ich mich erinnern kann ist es fast 1/3 der Energie, die der Äquator erhält). Zudem ist der Albedo-Unterschied zwischen offenem Wasser und Eis riesig, jedenfall um Faktoren grösser als der Unterschied beispielsweise zwischen Savanne und Wald.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 4 Daumen runter 1

Kommentar von Roger Meier. 03.09.2010, 15:24
??
Herr Dittmar!
„Sie zeigen mir nur Plots nur von der Nordhemisphäre.“
Cherry-Picking nennt man ihr Vorgehen.

nein! Ihres!

den plot haben sie ja schon gelinkt muss also nicht doppelt kommen!

Aber mal ernsthaft .. was erwarten Sie fuer die Eisbedeckung wenn es auf der Nordhalbkugel deutlich waermer geworden ist und auf der Suedhalbkugel praktisch gleich geblieben ist?

von wegen Cherry picking!

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 2 Daumen runter 1

??
Herr Dittmar!

Sie zeigen mir nur Plots nur von der Nordhemisphäre. In der Südhemisphäre hat die Eisbedeckung im gleichen Mass ZUGENOMMEN. Beachten Sie meinen Plot mir der globalen Eisbedeckung!

Cherry-Picking nennt man ihr Vorgehen.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 2

„Eis-Albedo-Rückkopplung:
Schauen wir uns die globale Eisausdehnung mal an:
http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/global.daily.ice.area.withtrend.jpg
Ich sehe keinen Zusammenhang mit einer Erwärmung. Ist die Eis-Albedo-Rückkopplung etwas, was sich tatsächlich global belegen lässt?“

wie ist es dann bei diesen Plots von der gleichen Website kann man da einen Trend erkennen? (ich schon!). War bestimmt keine Absicht die Plots zu ignorieren oder war es etwa nur ein Test fuer die blogger?

http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/seasonal.extent.1900-2007.jpg

http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/seaice.anomaly.arctic.png

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 3 Daumen runter 1

@Kommentar von Roger Meier. 03.09.2010, 12:58
@Kommentar von Roger Meier. 02.09.2010, 12:41

Schwarzer Russ (black soot) auf Schnee und Eis erhöht die Abschmelzrate. Viele Himalaya-Gletscher dürften überhaupt nicht abschmelzen, wenn man nur die Eis-Temperaturen dieser hochgelegenen Gletscher in Betracht zieht. Einzelne tun es dennoch mit beängstigender Geschwindigkeit. Und Russ ist verantwortlich dafür.

Hier ein paar Links:

Russ und globale Erwärmung

http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2003/1223blacksoot.html

– According to a computer simulation, black soot may be responsible for 25 percent of observed global warming over the past century.
– Hansen cautioned, although the role of soot in altering global climate is substantial, it does not alter the fact greenhouse gases are the primary cause of climate warming during the past century.
– NASA’s Terra and Aqua satellites are observing snow cover and reflectivity at multiple wavelengths, which allows quantitative monitoring of changing snow cover and effects of soot on snow.

Russ und die Himalaya-Gletscherschmelze

http://e360.yale.edu/content/digest.msp?id=2264

„Aerosols and black carbon from air pollution may be responsible for as much as 90 percent of the melting taking place in Himalayan glaciers, according to a new study. The study, conducted by scientists at the Lawrence Berkeley National Laboratory, said that soot and pollution not only soak up heat and warm the atmosphere, but the deposition of black carbon on snow and ice absorbs sunlight, further hastening glacial melt. “

Russ und tibetische Gletscher

http://www.nasa.gov/topics/earth/features/carbon-pole.html

„Black soot deposited on Tibetan glaciers has contributed significantly to the retreat of the world’s largest non-polar ice masses, according to new research by scientists from NASA and the Chinese Academy of Sciences. Soot absorbs incoming solar radiation and can speed glacial melting when deposited on snow in sufficient quantities. “

„Tibet’s glaciers are retreating at an alarming rate,“ said James Hansen, coauthor of the study and director of NASA’s Goddard Institute for Space Studies (GISS) in New York City. „Black soot is probably responsible for as much as half of the glacial melt, and greenhouse gases are responsible for the rest.“

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 3 Daumen runter 0

Oh, da fehlt ein Teil von meinem Posting.

Jedenfalls sollte diese Rückkopplung nicht nur postuliert werden, sondern auch aufgezeigt werden.

Es müsste geklärt werden:
Wie gross ist der Einfluss des Albedos AN DEN POLEN auf die Temperatur. Da es um den Äquator rum eh kein Eis und Schnee gibt, geht es um den Albedo an den Polen. Und hier ist die absorbierte Sonnen-Energie sowieso winzig im Vergleich zum Rest der Welt. Somit ist der Einfluss des Albedos auf die Erd-Mitteltemperatur winzig.

Führt eine Erwärmung tatsächlich zu weniger Eisbedeckung? Ich suche schon lange einen Hinweis darauf, ich habe diesbezgl. schon Prof. Rahmstorf gefragt. Er meinte ja, belegte dies aber nicht. Ein Blick auf die totale Meereisausdehnung (Arktis UND Antarktis) in den letzten Jahren gibt keinen Hinweis darauf! Die Forschung weist eher darauf hin, dass Winde und Strömungen einen grossen Einfluss darauf haben (das Eis wird in z.T. wärmere Gewässer getrieben). Also auch hier keine Hinweise auf eine Existenz eines solchen Rückkopplungseffekt!

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 3

Letztendlich geht es darum, auf was die politischen und kommerziellen Ressourcen konzentriert werden: Auf das Russ-Problem, das tatsächlich ein Problem ist und gelöst werden kann, oder auf das Klima-Problem, das kein real existierendes Problem ist. Auch lässt sich der CO2-Ausstoss nur durch die Vernichtung Wirtschaft deutlich senken.

Eis-Albedo-Rückkopplung:
Schauen wir uns die globale Eisausdehnung mal an:

http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/global.daily.ice.area.withtrend.jpg

Ich sehe keinen Zusammenhang mit einer Erwärmung. Ist die Eis-Albedo-Rückkopplung etwas, was sich tatsächlich global belegen lässt?

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 3

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