Mögliche Folgen von Solar Radiation Management (SRM)

Computerbasierte Erdsystemmodelle wurden zur Simulation möglicher Ausirkungen von SRM auf das Klima verwendet. Im Vergleich der Ergebnisse verschiedener Modelle lassen sich robuste Folgen erkennen, wenn die Ergebnisse von wenigstens 75% der Modelle übereinstimmen. Schmidt et al (2012) und Kravitz et al (2013) vergleichen die Ergebnisse von 4 bzw 12 Erdsystemmodellen. Dabei wurden die Klimaauswirkungen (Strahlungsantrieb) von einer gegenüber dem Jahr 1850 um das vierfache erhöhten CO2 Konzentration, durch eine Verringerung der auf den Erdboden auftreffenden Sonnenstrahlung ausgeglichen. Im Modell wird dabei die Annahme von riesigen Spiegeln im All durch eine Verringerung der Solarkonstante simuliert. Diese idealisierte Annahme hat einen sehr starken Strahlungsantrieb, wodurch mögliche Folgen deutlicher herausgehoben werden.

Die Simulation zeigt, dass es möglich ist, das globale Mittel der Temperatur auf einem vorindustriellen Wert zu halten. Dieses gilt aber nicht für regionale Werte, da ein Anstieg der Temperaturen in höheren Breiten über geringere Temperaturen in den Tropen ausgeglichen werden muß. Dadurch wird der Temperaturunterschied zwischen den Tropen und Polargebieten verringert, mit Folgen für die großräumige Dynamik der Atmosphäre. Eine weitere, von allen Modellen berechnete Auswirkung ist eine Abnahme des Niederschlages im globalen Mittel. Diese zeigt sich besonders in Veränderungen des Niederschlages über Nord- und Südamerika, sowie dem nördlichen Eurasien. Allgemein läßt sich sagen, dass ein durch Geoengineering bestimmtes Klima von einem natürlichen Klimazustand abweicht.

Jones et al (2013) zeigen die Auswirkungen eines plötzlichen Aussetzten von Geoengineering. Darin zeigen die Modelle übereinstimmend eine schnelle Temperaturzunahme nach der Beendigung des Geoengineering auf 60 - 100% des Vergleichswertes ohne Geoengineering innerhalb der ersten fünf Jahre. So schnell könnte die Natur, Pflanzen und Tiere, sich nicht an die Klimaänderungen anpassen. Niemeier et al (2013) vergleichen die Auswirkungen verschiedener Ansätze zum Geoengieering miteinander. Dazu wurden Simulationen mit der Annahme von Schwefelemissionen in der Stratossphäre, Seesalzemissionen über den tropischen Ozeanen und Spiegel im All miteinander vergleichen. Die Ergebnisse, von nur einem Modell, zeigen, dass die oben beschriebene Abnahme des Niederschlages bei angenommenen Spiegeln im All sich bei Geoengineering mit Schwefelemissionen  (SAI) noch verstärken dürften.

Ein sehr wichtiger Aspekt in der Diskussion um SAI sind gesellschaftliche Auswirkungen (Pfrommer et al, 2019). Wer hat die Hand am Thermostat? Welches Klima wollen wir, passend für Indonesien, Europa oder Russland? Man muß auch bedenken, dass SAI immer globale Auswirkungen hat. Niemeier und Tilmes (2017) disktieren diesen Aspekt etwas genauer. Zudem bleibt anzumerken, dass sehr unsicher ist, welche Schwefelmenge zu welcher Abkühlung führt. Die Abbildung zeigt die Ergebnisse verschiedener Modelle, welche die Strahlungsauswirkungen (radiative forcing, RF) für verschiedene Injektionsmengen berechnet haben. RF ist propotional zu Temperaturänderungen am Boden. Die Ergebnisse weichen stark voneinander ab, die resultierende Abkühlung ist also sehr verschieden.

Das Umweltbundesamt gibt in seiner Broschüre "Großtechnische Eingriffe in globale Umweltprozesse – eine Alternative im Klimaschutz?" einen Überblick über die wichtigsten Ideen zum Geo-Engineering und legt Kriterien zu deren Bewertung vor. Ebenso hat das Kiel Earth Institute im Jahr 2011 eine Opens external link in current windowSondierungstudieClimate engineering erstellt.

 

Literatur:

Jones, A., J. M. Haywood, K. Alterskjær, O. Boucher, J. N. S. Cole, C. L. Curry, P. J. Irvine, D. Ji, B. Kravitz, J. E. Kristjánsson, J. C. Moore, U. Niemeier, A. Robock, H. Schmidt, B. Singh, S. Tilmes, S. Watanabe, and J.-H. Yoon, The impact of abrupt suspension of solar radiation management (termination effect) in experiment G2 of the Geoengineering Model Intercomparison Project (GeoMIP), Journal of Geophysical Research, submitted.

Kravitz et al.: Climate model response from the Geoengineering Model Intercomparison Project (GeoMIP), JGR, DOI: 10.1002/jgrd50646, 2013

Schmidt, H. et al.: Solar irradiance reduction to counteract radiative forcing from a quadrupling of CO2: climate responses simulated by four earth system models, Earth Syst. Dynam., 3, 63-78, doi:10.5194/esd-3-63-2012, 2012.