Wie Kondensstreifen das Klima beeinflussen

Kondensstreifen am Himmel. Ob sie so harmlos sind, wie sie aussehen, weiß man noch nicht. Bild: K.-A.
Kondensstreifen am Himmel. Ob sie so harmlos sind, wie sie aussehen, weiß man noch nicht. 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 und vom Flug in den Urlaub träumen. Doch bevor wir vom Thema abkommen: Kondensstreifen sehen zwar harmlos aus, sind es vielleicht auch – vielleicht aber auch nicht. Genau das ist eine der vielen Fragen, die man zurzeit zum Thema Luftverkehr und Umwelt untersucht. Denn manche Wissenschaftler befürchten, dass diese künstlichen Wolken zur Erwärmung unseres Klimas beitragen können. Sicher ist man sich da aber noch nicht …

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 unter Umständen eben 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 -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.

Die große Frage ist nun: Tragen diese zusätzlichen Wolken 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?

Auf diesem Satellitenbild sieht man Kondensstreifen entlang der Flugrouten über dem Ärmelkanal. Bild: NASA, GSFC, LaRC, JPL, MISR Team
Auf diesem Satellitenbild sieht man Kondensstreifen entlang der Flugrouten über dem Ärmelkanal. Bild: NASA, GSFC, LaRC, JPL, MISR Team

Keine einfachen Fragen! Denn die Atmosphäre ist mit all ihren Abläufen und Zusammenhängen ein kompliziertes Gebilde – und die Forschung muss hier noch viele offene Punkte untersuchen. Erst dann kann man Empfehlungen abgeben, ob Flugzeuge beispielsweise besser etwas niedriger fliegen sollten. So würden wahrscheinlich weniger Kondensstreifen entstehen, weil die Umgebungsluft in geringerer Höhe nicht so kalt ist. Dafür wäre die Luft aber andererseits nicht ganz so dünn wie weiter oben – und das würde mehr Luftwiderstand und daher mehr Abgase bedeuten, die ja neben den Kondensstreifen auch noch entstehen und ein Problem bilden.

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. Da hat es in den letzten Jahren schon viele Fortschritte gegeben.

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