„Künstliche Wolken“ und andere Nebenwirkungen

Um zu messen, welche Abgase beim Fliegen entstehen, verfolgt hier ein DLR-Forschungsflugzeug eine andere Maschine. So wird der Abgasstrahl untersucht. Bild: DLR
Um zu messen, welche Abgase beim Fliegen entstehen, verfolgt hier ein DLR-Forschungsflugzeug eine andere Maschine. So wird der Abgasstrahl untersucht. Bild: DLR

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Alle wollen mit dem Flugzeug fliegen – möglichst billig und gerne mal auch etwas weiter zu entfernten Zielen. Und wie ganz selbstverständlich kaufen wir auch Dinge, die per Luftfracht aus anderen Ländern zu uns transportiert werden: Klamotten und Computer aus Fernost, Obst aus Südeuropa und „Oh-das-will-ich-haben“ von „Ist-doch-egal-woher“. Dass dadurch immer mehr Flugzeuge von Land zu Land und Kontinent zu Kontinent unterwegs sind – daran denken wir natürlich erst einmal nicht. Doch das alles hat Folgen – auch für die Atmosphäre …

Kompakt & wissenswert
  • Atmosphäre
    Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle unseres Planeten. Sie besteht aus mehreren Schichten, schützt die Erde vor Auskühlung und Überhitzung und versorgt uns natürlich auch mit Atemluft.
  • Treibhauseffekt
    Ohne den natürlichen Treibhauseffekt wäre Leben auf der Erde gar nicht möglich. Durch ihn ist es auf unserem Planeten im Durchschnitt 15 Grad warm. Ohne ihn läge die Durchschnittstemperatur nur bei minus 18 Grad. Der Mensch verursacht aber zusätzliche Treibhausgase, die den natürlichen Treibhauseffekt verstärken und das Klima so aufheizen.
  • CO2
    Kohlendioxid – kurz CO2 – ist ein Treibhausgas. Vom Menschen wird es in großen Mengen freigesetzt, zum Beispiel in Kraftwerken durch Verbrennung von Kohle, Öl und Gas. Das bewirkt, dass die Erde immer wärmer wird. Das Schmelzen der Pole, Überschwemmungen, Trockenheit und Wirbelstürme sind nur einige der Folgen.

Der Luftverkehr hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen. Und durch die vielen Flüge wird unsere Atmosphäre immer mehr mit Abgasen belastet. Zeit also, etwas zu tun: nämlich erstens genauer zu erforschen, welche Folgen der Luftverkehr für das Klima hat, und zweitens möglichst sparsame und umweltfreundliche Flugzeuge zu entwickeln. Dies sind zusammengefasst die großen Herausforderungen, an denen das DLR zum Thema Luftverkehr und Umwelt arbeitet.

Die Triebwerke der vielen tausend Flugzeuge, die täglich durch die Luft fliegen, stoßen Abgase aus, die zum Treibhauseffekt und damit zur Erwärmung unseres Klimas führen. Im Vergleich zu allem anderen Schmutz und Dreck, der aus Schornsteinen der Industrie und Auspuffanlagen von Autos kommt, trägt der Luftverkehr zwar nur recht wenig zu diesen Problemen bei. Aber: Er spielt sich in einer sehr empfindlichen Schicht der Atmosphäre ab – dort, wo das Wetter entsteht. So haben beispielsweise die Kondensstreifen der Flugzeuge direkte Auswirkungen auf die Bewölkung. Denn sie bilden so etwas wie „künstliche Wolken“. Welche Folgen das für unser Klima hat, ist noch nicht vollständig geklärt. Im DLR wertet man daher Satellitenbilder und viele andere Daten aus, um diese Frage zu beantworten.

Was wiegen schon Abgase?

Wer erzeugt wie viel CO2? Hier ein Vergleich. Bild: DLR
Wer erzeugt wie viel CO2? Hier ein Vergleich. Bild: DLR

Abgase – das klingt immer nach leichten und flüchtigen Verunreinigungen der Luft. Was wiegen schon Abgase? Doch das Problem ist leider – im wörtlichen Sinne – viel „gewichtiger“ und die Rechnung ganz einfach: 1 Kilogramm Kerosin – also Flugbenzin – erzeugt bei der Verbrennung ungefähr 3 Kilogramm Kohlendioxid (CO2). Im Jahr 2002 wurden weltweit insgesamt 218 Millionen Tonnen Kerosin verbraucht. Demnach wurden in diesem Zeitraum durch den Luftverkehr gigantische 654 Millionen Tonnen CO2 ausgestoßen.

Das ist zwar nur ein Anteil von ungefähr 2 Prozent an der gesamten weltweiten CO2-Produktion – doch wie in vielen anderen Bereichen muss man auch hier noch eine Menge verbessern. Vor allem: Die Triebwerke der Zukunft müssen weniger Kraftstoff verbrauchen und weniger Schadstoffe produzieren. Zwar hat es in den vergangenen Jahren schon große Fortschritte gegeben, aber die Ingenieure sind sicher: Das können wir noch besser!

Auf dem Weg zum „flüsternden Flugzeug“

Moderne Triebwerke sind leiser und schadstoffärmer. Bild: Rolls-Royce
Moderne Triebwerke sind leiser und schadstoffärmer. Bild: Rolls-Royce

Flugzeuge geben nicht nur Abgase ab, sondern auch noch etwas anderes: Zu ihren „unerwünschten Nebenwirkungen“ gehört auch der Lärm. Gerade die Anwohner in der Nähe von Flughäfen werden zustimmen: Da muss ebenfalls etwas geschehen! Zwar fliegen moderne Flugzeuge heute bereits viel leiser als alte Maschinen – auch hier ist der Fortschritt spürbar oder vielmehr hörbar. Doch auch beim Fluglärm sehen die Experten noch Möglichkeiten zur Verbesserung. Sie wollen das „flüsternde Flugzeug“ entwickeln. Dazu untersuchen sie, wie Triebwerke noch leiser laufen können – und sie prüfen außerdem ganz andere Schallquellen am Flugzeug. Denn anders als beim Start, wenn der Pilot „Vollgas“ gibt, um abzuheben, sind die Triebwerke bei der Landung nicht das Hauptproblem – da laufen sie nämlich fast im Leerlauf. Vielmehr entscheidet beim Landeanflug die Form des Flugzeugs darüber, ob es leise durch die Luft gleitet oder laut über unsere Köpfe hinweg rauscht. Und auch diesen sogenannten Umströmungslärm kann man mit einigen „Tricks“ weiter senken.

Warteschleifen? Nein danke!

Umweltfreundliche Anflugverfahren sollen Lärm reduzieren und Treibstoff einsparen. Bild: DLR
Umweltfreundliche Anflugverfahren sollen Lärm reduzieren und Treibstoff einsparen. Bild: DLR

Das alles betrifft Verbesserungen am Flugzeug selbst. Doch davon unabhängig kann man Sprit und Abgase und Lärm noch auf ganz andere Weise reduzieren: zum Beispiel indem man dafür sorgt, dass ein Flugzeug ohne große Umwege landen kann. Denn gerade zur Rush-Hour – also bei Hochbetrieb – müssen Flugzeuge oft viele „Warteschleifen“ in der Luft drehen, bevor die Landebahn endlich frei ist und sie eine Landegenehmigung erhalten. Das kostet die Passagiere Zeit und Nerven – und es kostet natürlich auch Treibstoff und verursacht zusätzlichen Lärm. Daher versucht man in der Flugführung, den anfliegenden Verkehr durch neuartige Verfahren besser zu regeln. Der Towerlotse kann dann eine Maschine nach der anderen – wie an einer Perlenschnur aufgereiht – zur Landung anweisen. Im Idealfall führt die Einflugschneise dabei über dünn besiedeltes Gebiet – und das auch noch so, dass die Flugzeuge den Flughafen im leisen Gleitflug anfliegen.