Lange Zeit emittierte der Schiffsverkehr besonders viel Schwefeldioxid, das die Erde zumindest zeitweise kühlte, dafür aber andere negative Effekte hat.
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Es klingt zunächst paradox: In den vergangenen Jahren ist die Schifffahrt immer sauberer geworden – zumindest was ihre Auswirkungen auf die Luftverschmutzung betrifft. Gleichzeitig könnte sich genau dadurch die Erde stärker erwärmt haben, wie eine aktuelle Studie zeigt. Wie passt das zusammen?

Jedes Jahr verbrennen Frachtschiffe gewaltige Mengen an Schweröl, was nicht nur klimaschädliches CO2, sondern auch Schwefeldioxid freisetzt. Dieses wird in der Luft dann zu sogenannten Sulfataerosolen. Sulfataerosole, die beispielsweise auch bei Vulkanausbrüchen entstehen, tragen in zu hoher Konzentration zu saurem Regen bei. Andererseits haben sie aber auch eine kühlende Wirkung: Die Partikel reflektieren Sonnenlicht direkt in das Weltall zurück, verändern die Wolkenbildung und machen Wolken heller, wodurch sie ebenfalls mehr Sonnenlicht reflektieren.

Der Effekt der anthropogenen Aerosolpartikel war laut Studien in der Vergangenheit groß genug, um zumindest über einen kurzen Zeitraum einen Teil der Klimaerwärmung durch Treibhausgase abzuschwächen. "Ohne vom Menschen verursachte Aerosolpartikel wäre die durch den Anstieg der Treibhausgase verursachte Erwärmung der Erdatmosphäre im Vergleich zu 1750 im Mittel um etwa 0,5 Grad Celsius stärker ausgefallen", sagt Bernadett Weinzierl, Aerosolphysikerin an der Universität Wien, zum STANDARD.

Weniger Schwefelgehalt in Treibstoff

Kühlende Sulfataerosole aus dem Schiffsverkehr sind in den vergangenen Jahren jedoch deutlich weniger geworden. Denn zu Beginn 2020 traten die neuen Regeln der internationalen Seeschifffahrtsorganisation in Kraft. Schiffe mussten den Schwefelgehalt in ihrem Treibstoff von 3,5 auf 0,5 Prozent senken. Das sollte die Luftqualität verbessern und dadurch Herzinfarkte, Lungenkrebs, Asthma und andere Erkrankungen reduzieren sowie die Ozeanversauerung und sauren Regen verhindern. Seit den neuen Regeln sind die Schwefeldioxidemissionen durch den internationalen Schiffsverkehr um 80 Prozent gesunken.

Der weniger gute Nebeneffekt der besseren Luft: Die kühlende Wirkung der Sulfataerosolpartikel aus dem Schiffsverkehr wurde ebenfalls reduziert. Dadurch wird die durch menschliche Treibhausgase – insbesondere Kohlendioxid und Methan – verursachte Klimaerwärmung deutlicher sichtbar. Laut einer aktuellen Studie rund um den Geophysiker Tianle Yuan von der Universität Maryland in den USA, die im Fachjournal Communications earth & environment erschienen ist, habe sich durch die fehlenden Sulfataerosole in der Atmosphäre die Sonneneinstrahlung, die von den Weltmeeren absorbiert wird, um 0,2 Watt pro Quadratmeter erhöht. Rund 80 Prozent der beobachteten Zunahme der von der Erde gespeicherten Wärme seit 2020 lasse sich damit erklären.

Temporärer Schock

Diese Entwicklung stimme auch mit der beobachteten Erwärmung der letzten Jahre überein und dürfte die Erderwärmung auch in den kommenden Jahren noch weiter vorantreiben. Erst nach sieben bis zehn Jahren dürfte sich laut Studienautoren "ein neues Gleichgewicht einpendeln".

Besonders stark sei die Erwärmung in der Nordhalbkugel aufgetreten, wo auch die meisten Schiffe verkehren. Denn Sulfataerosole wirken meist nur relativ kurz in der Atmosphäre und deshalb meist vor allem dort am stärksten, wo sie entstehen. Fallen sie plötzlich weg, könne dies zu einem "starken temporären Schock" für den Wärmehaushalt des Planeten in bestimmten Regionen führen, schreiben die Forschenden.

Nicht überraschend

"Ich halte die Ergebnisse der Studie für plausibel", sagt Weinzierl. Dass eine Reduktion von Aerosolpartikeln in der Luft zu einer stärkeren Erwärmung führen kann, sei seit längerem bekannt, die Ergebnisse der Studie seien für sie daher nicht überraschend. "Das führt leider häufig dazu, dass Bestrebungen, die Luft sauberer zu machen, auch die Erderwärmung vorantreiben." Da die Lebensdauer von Aerosolpartikeln normalerweise nur ein paar Wochen betrage und die Aerosolverteilung lokal sehr inhomogen sei, sehe man den Effekt eines Wegfalls sehr schnell und lokal stärker.

Wie stark der "Sulfataerosol-Effekt" auf die globale Erwärmung wirklich ist, müsse aber weiter untersucht werden. Der in der Studie betrachtete Zeitraum von etwa vier Jahren sei sehr kurz und die Größe des Effekts damit mit höheren Unsicherheiten verbunden als bei der Betrachtung von längeren Zeiträumen. "2023 und 2024 waren beziehungsweise sind zudem auch El-Niño-Jahre, wodurch es häufiger zu Wetterextremen kommt."

Künstlicher Eingriff

Umgekehrt zeigen die Ergebnisse der Studie laut den Forschenden aber auch, dass sich die Erde mit künstlich freigesetzten Aerosolen kühlen ließe. Denn im Prinzip seien auch die Aerosole aus der Schifffahrt so etwas wie ein Langzeit-Geoengineering-Projekt gewesen. Die Erdatmosphäre mithilfe solcher Aerosole, die mehr Sonnenstrahlung reflektieren, aktiv zu kühlen, wird von Forschenden seit Jahren kontrovers diskutiert.

Das Problem: Noch sind die Auswirkungen einer solchen Maßnahme nicht hinreichend bekannt, weshalb auch die Forschenden der Studie solchen Eingriffen kritisch gegenüberstehen. Zudem könnte Geoengineering zu neuen Abhängigkeiten führen. " Solche Eingriffe sind komplex mit unabsehbaren Folgen für das Klimasystem", sagt Weinzierl. Hört man plötzlich damit auf, künstlich Aerosolpartikel in der Luft zu verteilen, wird sich die Erde sehr schnell wieder erhitzen – was dramatische Folgen für das Ökosystem haben könnte.

Eigentliches Problem lösen

"Sich nur auf Geoengineering zu verlassen, ohne die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, ist in etwa so, als würde man in einem Raum die Heizung ständig auf dem Maximum laufen lassen und zur Kühlung ein Fenster öffnen, anstatt die Heizung runterzudrehen", sagt Weinzierl. Dennoch sei es wichtig, sich mit dem Thema zu beschäftigen, um Geoengineering-Risiken künftig besser zu quantifizieren.

Kurzfristig muss die Welt für sauberere Luft tatsächlich ein wenig zusätzliche Erwärmung in Kauf nehmen. "Wir müssen uns bewusst sein, dass jeder Weg, für den wir uns entscheiden, Vorteile und Nachteile hat", sagt Weinzierl. Die Luftqualität zu verbessern sei dennoch immer wichtig. "Letztlich müssen wir das eigentliche Problem lösen und unsere Treibhausgasemissionen senken." (Jakob Pallinger, 1.6.2024)