Wie Kondensstreifen das Klima beeinflussen

Kondensstreifen am Himmel.  Bild: K.-A.
Kondensstreifen am Himmel. Bild: K.-A.

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Ihr kennt das vielleicht: Man schaut zum Himmel und sieht dort die hellen Kondensstreifen von Flugzeugen. Eigentlich schön anzusehen – man könnte richtig Fernweh bekommen. Doch Kondensstreifen sehen zwar harmlos aus und bestehen nur aus Wasserdampf, tragen aber offenbar zur Klimaerwärmung bei.

Die Reiseflughöhe der Flugzeuge liegt in der oberen Troposphäre – in dieser sensiblen Schicht der Atmosphäre entsteht unser Wetter. Bild: DLR
Die Reiseflughöhe der Flugzeuge liegt in der oberen Troposphäre – in dieser sensiblen Schicht der Atmosphäre entsteht unser Wetter. Bild: DLR

Moderne Verkehrsflugzeuge fliegen in einer Höhe von rund 10.000 Metern – manchmal sogar noch etwas höher. Damit dringen sie in Schichten der Atmosphäre vor, die sehr empfindlich sind. Die Triebwerke hinterlassen dort oben – in einer für unser Klima sehr wichtigen Region – Abgase und erzeugen je nach Temperatur auch Kondensstreifen. Die entstehen, wenn Wasserdampf hinter den Triebwerken zu kleinen Wassertropfen kondensiert. Bei etwas höheren Temperaturen nimmt die Luft diese Feuchtigkeit einfach auf und die Kondensstreifen verschwinden nach kurzer Zeit wieder. Besonders kalte Luft von etwa minus 50 Grad aber – wie sie in größeren Flughöhen häufig vorherrscht – kann weniger Feuchtigkeit aufnehmen. Dann halten sich die Kondensstreifen oft mehrere Stunden lang, werden vom Wind verweht und bilden so zusätzliche Wolken.

„Künstliche Wolken“

Das Foto wurde von Astronauten aufgenommen und zeigt Kondensstreifen im Südosten Frankreichs. Bild: NASA
Das Foto wurde von Astronauten aufgenommen und zeigt Kondensstreifen im Südosten Frankreichs. Bild: NASA

Unter bestimmten Bedingungen können sich also aus Kondensstreifen allmählich künstliche Wolken entwickeln – um genau zu sein sogenannte Zirruswolken. Auf Satellitenbildern erkennt man das besonders entlang der häufig benutzten Flugrouten.

In den letzten Jahren untersuchten Atmosphärenforscher ganz intensiv die folgenden Fragen: Tragen Kondensstreifen dazu bei, dass sich die Erde weiter aufwärmt? Halten sie gewissermaßen als große Dunstschleier das Licht und die Wärme der Sonne davon ab, wieder von der Erde in den Weltraum zu entweichen? Dann würden sie den sogenannten Treibhauseffekt verstärken, der unser Klima aufheizt? Oder haben sie vielleicht sogar die umgekehrte Wirkung? Reflektiert die helle Oberfläche der Wolken das Sonnenlicht so stark, dass ein Teil direkt wieder in den Weltraum abgestrahlt wird? Dann würden die Kondensstreifen der Erwärmung unseres Planeten entgegen wirken? Ganz einfach gesagt: Wirken die Wolken wie das Glasdach eines Treibhauses oder wie ein Spiegel? Und welcher dieser Effekte ist wie groß und stark? Inzwischen scheint klar zu sein: Kondensstreifen tragen zu einer Erwärmung des Klimas bei – möglicherweise sogar genau so stark wie das von Flugzeugen ausgestoßene CO2.

HALO – das Forschungsflugzeug für das Klima

Messung von Abgasen hinter einem anderen Flugzeug. Bild: DLR
Messung von Abgasen hinter einem anderen Flugzeug. Bild: DLR

Klimamodelle, Berechnungen per Computer, Messungen und Satellitenbilder – viele Untersuchungsmethoden werden herangezogen, um all diese Fragen zu beantworten. Die Piloten von Forschungsflugzeugen und die Atmosphärenforscher fliegen sogar bei manchen Messflügen hinter anderen Verkehrsflugzeugen her, um die Abgase der Triebwerke direkt an Ort und Stelle zu analysieren: eben da, wo sie entstehen.

Darüber hinaus gibt es in der DLR-Forschungsflotte seit kurzem auch ein Flugzeug, mit dem die Wissenschaftler Messflüge in extremen Flughöhen durchführen können: HALO. Die Abkürzung steht für „High Altitude and Long Range Research Aircraft“ und bedeutet übersetzt etwa „Forschungsflugzeug für große Höhen und große Reichweite”. Bei einer Flughöhe von über 15 Kilometern kann der „Überflieger” mehr als 8.000 Kilometer weit fliegen – und zwar ohne Tankstopp. Dabei kann er gleichzeitig Messgeräte von drei Tonnen Gewicht mitnehmen. So sind ganz neue Messungen möglich, von denen die Wissenschaftler weitere Erkenntnisse erwarten.

Kompakt & wissenswert
  • Was sind Zirruswolken?
    Zirruswolken sind weiße, seidig schimmernde Eiswolken, die sich in großer Höhe bilden und oft in Form von dünnen „Fäden” vorkommen. Wissenschaftler untersuchen, welche Auswirkungen sie auf das Klima haben.
  • Was ist die Troposphäre?
    Die Atmosphäre der Erde setzt sich aus verschiedenen Schichten zusammen. Die unterste davon ist die Troposphäre. In ihr spielt sich der Großteil des Wetters ab. Deshalb wird sie auch „Wetterschicht” genannt.

Und parallel dazu arbeitet das DLR auch an der Entwicklung neuer, besonders abgasarmer Triebwerke. Denn während man die Atmosphäre und die Folgen des Luftverkehrs für das Klima untersucht, kann man gleichzeitig natürlich auch schon umweltfreundlichere Triebwerke entwickeln.

Das DLR-Forschungsflugzeug HALO ist für Messungen in extremen Flughöhen konzipiert. Bild: DLR
Das DLR-Forschungsflugzeug HALO ist für Messungen in extremen Flughöhen konzipiert. Bild: DLR