Studie: Im Jahr 2020 eingeführte Emissionsvorschriften für Schifffahrtsschiffe verbessern die Luftqualität, beschleunigen aber die Erwärmung

Letztes Jahr war das wärmste Jahr seit Beginn der Wetteraufzeichnungen auf der Erde. Eine neue Studie kommt zu dem Schluss, dass ein Teil der Rekordwärme von 2023 (fast 20 %) wahrscheinlich auf die geringeren Schwefelemissionen der Schifffahrtsindustrie zurückzuführen ist. Ein Großteil dieser Erwärmung konzentriert sich auf die nördliche Hemisphäre.

Das Werkgeleitet von Wissenschaftlern des Pacific Northwest National Laboratory des Energieministeriums, wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Geophysikalische Forschungsbriefe.

Die 2020 von der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation in Kraft gesetzten Vorschriften verlangten eine Reduzierung des Schwefelgehalts des weltweit verwendeten Schiffskraftstoffs um etwa 80 %. Diese Reduzierung bedeutete, dass weniger Schwefelaerosole in die Erdatmosphäre gelangten.

Wenn Schiffe Treibstoff verbrennen, gelangt Schwefeldioxid in die Atmosphäre. Durch Sonnenlicht angeregt, kann die chemische Vermischung in der Atmosphäre die Bildung von Schwefelaerosolen fördern. Schwefelemissionen, eine Form der Verschmutzung, können sauren Regen verursachen. Die Änderung wurde vorgenommen, um die Luftqualität rund um Häfen zu verbessern.

Darüber hinaus kondensiert Wasser gerne an diesen winzigen Sulfatpartikeln und bildet schließlich lineare Wolken, die als Schiffsspurendie sich tendenziell entlang der Seeschifffahrtsrouten konzentrieren. Sulfat kann auch zur Bildung weiterer Wolken beitragen, nachdem ein Schiff vorbeigefahren ist. Aufgrund ihrer Helligkeit sind diese Wolken in einzigartiger Weise in der Lage, die Erdoberfläche durch Reflexion des Sonnenlichts abzukühlen.

Die Autoren verwendeten einen maschinellen Lernansatz, um über eine Million Satellitenbilder zu scannen und die abnehmende Anzahl von Schiffsspuren zu quantifizieren. Sie schätzten, dass die sichtbaren Spuren um 25 bis 50 % zurückgingen. Wo die Wolkenzahl zurückging, war der Erwärmungsgrad im Allgemeinen höher.

In einer weiteren Arbeit simulierten die Autoren die Auswirkungen der Schiffsaerosole in drei Klimamodellen und verglichen die Wolkenveränderungen mit beobachteten Wolken- und Temperaturveränderungen seit 2020. Etwa die Hälfte der potenziellen Erwärmung durch die Änderungen der Schiffsemissionen ist laut der neuen Arbeit in nur vier Jahren eingetreten. In naher Zukunft dürfte mit der weiteren Entfaltung der Klimareaktion eine weitere Erwärmung folgen.

Viele Faktoren – von schwankenden Klimamustern bis hin zu Treibhausgaskonzentrationen – bestimmen den globalen Temperaturanstieg. Die Autoren weisen darauf hin, dass Veränderungen der Schwefelemissionen nicht der einzige Grund für die Rekorderwärmung von 2023 sind. Ihren Erkenntnissen zufolge ist das Ausmaß der Erwärmung zu groß, um allein auf die Emissionsveränderungen zurückgeführt werden zu können.

Aufgrund ihrer kühlenden Eigenschaften kaschieren manche Aerosole einen Teil der Erwärmung durch Treibhausgasemissionen. Obwohl Aerosole große Entfernungen zurücklegen und das Klima der Erde stark beeinflussen können, sind sie viel kurzlebiger als Treibhausgase.

Wenn die Konzentration von Aerosolen in der Atmosphäre plötzlich abnimmt, kann dies zu einem plötzlichen Anstieg der Erwärmung führen. Es ist jedoch schwierig abzuschätzen, wie stark die Erwärmung sein wird. Aerosole sind eine der größten Unsicherheitsquellen bei Klimaprojektionen.

„Eine schnellere Verbesserung der Luftqualität als eine Begrenzung der Treibhausgasemissionen könnte den Klimawandel beschleunigen“, sagte der Geowissenschaftler Andrew Gettelman, der die neue Studie leitete.

„Da die Welt rasch dekarbonisiert und alle menschengemachten Emissionen, einschließlich Schwefel, reduziert, wird es immer wichtiger, das Ausmaß der möglichen Klimareaktion zu verstehen. Einige Veränderungen könnten recht schnell eintreten.“

Die Arbeit veranschaulicht auch, dass Temperaturänderungen in der realen Welt auf sich verändernde Wolken über dem Ozean zurückzuführen sein können, entweder zufällig durch Schwefel aus Schiffsabgasen oder durch einen gezielten Eingriff in das Klima, indem erneut Aerosole über dem Ozean freigesetzt werden.

Doch es bleiben noch viele Unsicherheiten. Ein besserer Zugang zu Schiffspositionen und detaillierten Emissionsdaten sowie Modelle, die potenzielle Rückkopplungen aus dem Ozean besser erfassen, könnten unser Verständnis verbessern.

Neben Gettelman ist auch der Geowissenschaftler Matthew Christensen PNNL-Autor der Arbeit.