Die Reduzierung der Luftverschmutzung während der Pandemie-Sperre eröffnet eine Möglichkeit, die Himalaya-Gletscher zu schützen, heißt es in einer Studie

Eine Reduzierung der Luftverschmutzung auf ein ähnliches Niveau wie während der Coronavirus-Pandemie könnte die Gletscher im Himalaya schützen und verhindern, dass sie bis zum Ende des Jahrhunderts verschwinden. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forschungsteam, das die Situation während des COVID-19-Lockdowns im Jahr 2020 analysiert.

Die sauberere Luft hat dafür gesorgt, dass sich weniger Ruß auf den Gletschern abgelagert hat, was zu einer um 0,5 bis 1,5 mm geringeren Schneeschmelze pro Tag führt. Der rasche Rückgang der Gletscher und der Verlust der Schneedecke stellen bereits eine Bedrohung für die nachhaltige Wasserversorgung von Milliarden Menschen in Asien dar, die in den Einzugsgebieten von Flüssen wie Indus, Ganges und Jangtse leben.

Wenn der Ausstoß von Luftschadstoffen wie Ruß mindestens auf das Niveau der Lockdowns gesenkt werden könnte, könnte die Schneeschmelze um bis zur Hälfte reduziert werden. Eine Umstellung auf saubere Energieversorgung und emissionsärmere Verkehrsträger würde daher erhebliche Vorteile für eine nachhaltige Wasserversorgung, Landwirtschaft und Ökosysteme in weiten Teilen Asiens bringen, schreiben die Forscher im Fachblatt Atmosphärenchemie und Physik.

Die Berge des Hindukusch-Himalaya (HKH) und das Hochland Tibets in Zentralasien bilden die größte schneebedeckte Region außerhalb der Pole. Das Schmelzwasser dieser Gletscher speist Flüsse in Indien und China, die die Landwirtschaft, die Wasserkrafterzeugung und die Wirtschaft dieser Länder antreiben.

Die Himalaya-Schneeschmelze im Frühling versorgt rund 4 Milliarden Menschen in Südasien und Ostasien mit rund der Hälfte des jährlichen Süßwassers. Doch die Ressourcen schwinden: Die globale Erwärmung hat im Vergleich zur Kleinen Eiszeit im Mittelalter bereits zu einem Verlust von etwa 40 % der Himalaya-Gletscherfläche geführt.

Mit Ausnahme einiger Karakorum-Gletscher ist auch dort die Schneemasse in den letzten 30 Jahren deutlich zurückgegangen. Modellsimulationen für Extremszenarien zeigen, dass die Schneeschmelze im Himalaya bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zum Verschwinden der dortigen Gletscher führen könnte. Das sind besorgniserregende Nachrichten für die Wasserversorgung von mehreren Milliarden Menschen.

Dass die Gletscher immer dünner werden, ist zum Teil auf den Klimawandel mit höheren Lufttemperaturen und veränderten Niederschlägen zurückzuführen – also auf langfristige Ursachen, deren Bekämpfung Jahrzehnte dauern wird. Aber auch kurzfristige Faktoren wie die Verteilung und Ablagerung lichtabsorbierender Partikel wie Staub und Ruß (Black Carbon (BC)) spielen beim Gletscherschmelzen eine große Rolle.

Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass Ruß den Schnee auf Gletschern stärker zum Schmelzen bringt als Treibhausgase in der Atmosphäre. Der steigende Energiebedarf des dicht besiedelten Südasiens hat in den letzten Jahrzehnten zu einem starken Anstieg der Emissionen von Treibhausgasen und Rußpartikeln geführt, was zu einer zunehmenden Verdunkelung und Schneeschmelze führte.

Die wirtschaftliche Abschwächung durch die Lockdown-Maßnahmen während der Corona-Pandemie führte im Jahr 2020 in dieser Region zu einem drastischen Rückgang des Personen- und Güterverkehrs, der Industrieemissionen und des Energieverbrauchs. Dadurch ging auch die Luftbelastung mit Treibhausgasen und insbesondere Ruß deutlich zurück.

Satellitenbeobachtungen zeigten saubereren Schnee mit fast einem Drittel weniger lichtabsorbierender Verschmutzung während des Lockdowns in Asien zwischen März und Mai 2020. Dies führte im Jahr 2020 zu einem Rückgang der Schneeschmelze um 25 bis 70 mm – im Vergleich zum 20-Jahres-Durchschnitt der Monate von März bis Mai im westlichen Himalaya. Die Veränderungen der Schneeaufnahme und der Oberflächenalbedo sorgten somit dafür, dass rund 7 Kubikkilometer Schmelzwasser im Indus-Einzugsgebiet verblieben.

Das internationale Forscherteam aus Indien, Deutschland und Großbritannien analysierte mithilfe globaler Simulationen detailliert die Auswirkungen der verringerten Luftverschmutzung über hohen Bergen in Zentralasien während der COVID-19-Sperren zwischen März und Mai 2020. Sie verwendeten die ECHAM6-HAMMOZ-Chemie -Klimamodell, aktualisiert mit einer verbesserten Ruß-Schnee-Parametrisierung, um die Koronazeit mit typischen Luftverschmutzungsbedingungen zu vergleichen.

Die Corona-Simulationen wurden mit einem COVID-19-Emissionsinventar durchgeführt, bei dem die Emissionen auf Basis der Mobilitätsdaten von Google und Apple berechnet wurden. In die neue Studie flossen auch verschiedene Beobachtungsdaten ein. Die Schneebedeckung und die atmosphärische Opazität wurden mithilfe von MODIS-Spektraldaten der NASA bestimmt.

Ergänzt wurden diese Daten durch Sonnenphotometermessungen von zwei Stationen des Aerosol Robotic Network (AERONET) in Lahore (Pakistan) und Duschanbe (Tadschikistan). Die AERONET-Messungen in Duschanbe waren Teil des gemeinsamen deutsch-tadschikischen CADEX-Projekts von 2014 bis 2016, in dem die Akademie der Wissenschaften Tadschikistans und TROPOS gemeinsam Mineralstaub über Zentralasien analysierten.

Die ECHAM6-HAMMOZ-Modellsimulationen zeigen, dass der COVID-Lockdown im Frühjahr 2020 zu einer saubereren Atmosphäre über den Bergen des Hindukusch-Himalaya und dem Hochland Tibets geführt hat. „Die optische Aerosoldicke (AOD), also die atmosphärische Opazität, über dieser Region ist im April 2020 im Vergleich zu vor der Pandemie um rund 10 % zurückgegangen. Dies wird durch Messungen des Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) der NASA gestützt, die ebenfalls zeigen.“ eine Reduzierung der AOD im Vergleich zum Durchschnitt der letzten 20 Jahre“, berichtet Dr. Suvarna Fadnavis vom Indian Institute of Tropical Meteorology (IITM).

Der Rußrückgang wurde auch bei den bodengestützten Messungen des Aerosol Radiative Forcing Over India Network (ARFINET) beobachtet: über der indischen Gangesebene (>50 %), Nordostindien (>30 %), den Himalaya-Regionen (16 %). –60%) und Tibet (70%).

Die Verringerung der anthropogenen Luftverschmutzung führte dazu, dass sich in weiten Teilen der Hochgebirge Zentralasiens weniger Ruß auf dem Schnee ablagerte. Laut dieser Studie gab es im Frühjahr 2020 pro Kilogramm Schnee rund 25 bis 350 Mikrogramm weniger Ruß, was bis zu einem Drittel der dortigen Rußkonzentration im Schnee entspricht. Allerdings sind dem Modell zufolge auch in einigen Gebieten am Hindukusch, im östlichen Himalaya und im Kunlun-Gebirge die Rußkonzentrationen im Schnee sporadisch angestiegen.

Die scheinbar paradoxen Unterschiede sind darauf zurückzuführen, dass Ruß nicht nur an der Oberfläche, sondern vor allem in der Atmosphäre mit der Sonnenstrahlung interagiert. Dies führt zu komplexen Anpassungen der atmosphärischen Zirkulation und damit zu Veränderungen im Transport und der Deposition von Luftschadstoffen.

„Unsere Simulationen zeigen, dass der Rückgang der Rußkonzentration im Schnee und die allgemeine Verringerung der Luftverschmutzung und der damit verbundenen Strahlungseffekte den kurzwelligen Strahlungsantrieb an der Oberfläche im März bis Mai 2020 um bis zu 2 Watt pro Quadratmeter reduzierten, was zu … „weniger Erwärmung der Atmosphäre. Diese geringere Erwärmung der Schneedecke und der troposphärischen Säule ist der kombinierte Effekt von weniger Ruß im Schnee und den Veränderungen der atmosphärischen Konzentrationen von Sulfat und Ruß“, erklärt Dr. Bernd Heinold vom TROPOS.

„Im Modell konnten wir zeigen, dass der Rückgang der Luftverschmutzung die Schneeschmelze im Frühjahr 2020 um 0,5 bis 1,5 Millimeter pro Tag reduzierte und damit das abfließende Schmelzwasser im Jahr um bis zur Hälfte reduzierte.“ Die Verringerung der vom Menschen verursachten Verschmutzung während des COVID-19-Lockdowns kam den Hochgebirgen Zentralasiens daher in vielerlei Hinsicht zugute: erhöhtes Reflexionsvermögen der Schneeoberfläche, verringerte Schneeschmelze und erhöhte Schneedecke sowie eine Zunahme des gespeicherten Wassers aufgrund von reduzierter Oberflächenwasserabfluss.

„Unsere Ergebnisse machen deutlich, dass von den beiden Prozessen, die den Rückgang der Himalaya-Gletscher verursachen – globaler Klimawandel und lokale Luftverschmutzung –, insbesondere eine Reduzierung der Luftverschmutzung kurzfristig helfen könnte“, sagt Prof. Ina Tegen vom TROPOS .

„Selbst wenn wir den CO2-Ausstoß sofort stoppen würden, würden die Temperaturen zunächst nicht sinken. Unsere Ergebnisse bestätigen jedoch, wie wichtig es ist, kurzlebige Klimatreiber wie Ruß und ihre ergänzende Rolle bei der CO2-Minderung zu reduzieren. Die Luftverschmutzung auf ein ähnliches Niveau zu senken wie während.“ Die COVID-19-Sperren im Jahr 2020 könnten die Himalaya-Gletscher schützen, die andernfalls bis zum Ende des 21. Jahrhunderts vom Verschwinden bedroht wären.“

Seit dem Jahr 2000 haben die Gletscher im Himalaya jedes Jahr fast einen halben Meter Eis verloren. Wenn die Luftverschmutzung auf das Niveau reduziert werden könnte, das beispielsweise während der Corona-Pandemie herrschte, könnte die Schneeschmelze um bis zur Hälfte reduziert werden. Maßnahmen zur Luftreinhaltung kämen daher nicht nur der Gesundheit von Milliarden Menschen in Asien zugute, sondern auch der Wasserversorgung, der Landwirtschaft und den Ökosystemen in weiten Teilen Asiens.