Stratospheric Aerosol Injection: Neue Forschung entdeckt mögliche Lösung für den Eisschmelze-Effekt durch den Klimawandel

Eine neue Studie legt nahe, dass die Stratosphärenaerosolinjektion (SAI) das durch den Klimawandel verursachte Schmelzen der Eisschilde wirksam reduzieren könnte. Diese Geoengineering-Methode ist jedoch umstritten, da sie sich auf Symptome anstatt auf die zugrunde liegenden Ursachen der globalen Erwärmung konzentriert und unsichere Auswirkungen auf natürliche Systeme hat. Quelle: SciTechDaily.com

Simulationen deuten darauf hin, dass das Einbringen von Aerosolen in die Stratosphäre das Schmelzen der Eisschilde aufgrund der globalen Erwärmung mildern könnte.

Einer der vielen Auswirkungen der globalen Erwärmung ist der Anstieg des Meeresspiegels aufgrund des Schmelzens und Rückzugs der Eisdecken und Gletscher der Erde sowie anderer Quellen. Mit dem Anstieg des Meeresspiegels könnten große Gebiete dicht besiedelter Küstenländer letztendlich unbewohnbar werden, es sei denn, umfangreiche Küstenanpassungen werden vorgenommen. Um diese Möglichkeit abzuwenden, müssen die Kohlendioxidemissionen ein negatives Netto erreichen, ein Zustand, der unter den aktuellen Umständen schwer zu erreichen ist.

Simulierter Massenverlust des grönländischen Eisschildes von 1990 bis 2090, ausgedrückt als Beitrag zum Meeresspiegel, unter verschiedenen Bedingungen: RCP8.5 (rot; Worst-Case-Szenario, unaufgehaltene Erwärmung), RCP4.5 (grün; mittleres Szenario, unter den aktuellen Bedingungen möglicherweise erreichbar) und GeoMIP G4 (blau; RCP4.5 plus Injektion von 5 Millionen metrischen Tonnen Schwefeldioxid pro Jahr in die Stratosphäre von 2020 bis 2070). Quelle: Ralf Greve

Es gibt viele Vorschläge, um die Auswirkungen des Klimawandels drastisch zu mildern, und die umfangreichsten davon beinhalten Eingriffe, die bestimmte Aspekte des gesamten Globus verändern werden - die Geoengineering-Techniken. Obwohl sie einige Versprechen haben, verstehen wir die natürlichen Zyklen nicht genug, um vollständig beurteilen zu können, wie vorteilhaft solche Interventionen sein werden.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Professor John C. Moore von der Universität Lappland, Rovaniemi, Finnland, und Professor Ralf Greve vom Institut für Tieftemperaturforschung der Hokkaido-Universität hat Simulationen verwendet, um die potenziellen Auswirkungen einer Geoengineering-Technik namens Stratosphären-Aerosolinjektion auf das Schmelzen der Eisschilde zu untersuchen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Journal of Geophysical Research: Earth Surface veröffentlicht.

Ralf Greve (links) und John C. Moore (rechts), Autoren der Studie. Quelle: Ralf Greve, John Moore

"Die Stratosphären-Aerosolinjektion, oder SAI, würde künstlich Aerosole in die Stratosphäre einführen, indem Flugzeuge oder Ballons in großer Höhe verwendet werden, um einen Kühlungseffekt durch globale Verdunkelung und erhöhten Albedo - den Grad, in dem die Erde Sonnenlicht reflektiert - zu erzeugen", erklärt Moore.

Moore, Greve und Kollegen verwendeten das SICOPOLIS-Modell, um die Veränderungen des grönländischen Eisschildes für den Zeitraum von 1990 bis 2090 unter drei verschiedenen Szenarien zu simulieren: RCP8.5 (Worst-Case-Szenario, unaufgehaltene Erwärmung); RCP4.5 (mittleres Szenario, unter den aktuellen Bedingungen möglicherweise erreichbar); und GeoMIP G4 (RCP4.5 plus Injektion von 5 Millionen metrischen Tonnen Schwefeldioxid pro Jahr in die Stratosphäre von 2020 bis 2070).

Ergebnisse der SICOPOLIS-Simulationen zum Vergleich der Veränderung des grönländischen Eisschildes zwischen GeoMIP G4 und RCP4.5: Eisdicke (H). Die Stratosphären-Aerosolinjektion von Schwefeldioxid wird den größten Schutzeffekt an den Rändern (die dicker bleiben; gelb und rot) des Eisschildes haben. Quelle: John C. Moore, Ralf Greve et al. Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 27. November 2023

Die Simulationen zeigten, dass die SAI von Schwefeldioxid einen klaren Schutzeffekt auf den grönländischen Eisschild hätte. Bei RCP8.5 würde ein Eisverlust von etwa 90 mm einem Anstieg des Meeresspiegels entsprechen; bei RCP4.5 würde der Eisverlust etwa 60,6 mm Meeresspiegelanstieg betragen; aber bei GeoMIP G4 würde der Eisverlust auf etwa nur 37,6 mm Meeresspiegelanstieg begrenzt sein. Als diese Szenarien mit einem anderen Modell, Elmer/Ice, getestet wurden, waren die Ergebnisse ähnlich. Die Ränder des Eisschildes würden unter GeoMIP G4 am meisten profitieren.

"Obwohl diese Studie zeigt, dass SAI zum Schutz des grönländischen Eisschildes und potenziell aller anderen Eisdecken auf der Erde beitragen könnte, ist Geoengineering ein äußerst umstrittenes Thema", schließt Greve. "Das größte Problem besteht darin, dass es nur die Symptome der globalen Erwärmung anspricht, nicht aber die eigentlichen Ursachen, und möglicherweise sogar die erforderlichen Veränderungen zur Bewältigung der Ursachen verzögert. Darüber hinaus ist es aufgrund der immensen Komplexität der natürlichen Systeme auf der Erde unmöglich, genau vorherzusagen, welche positiven und negativen Auswirkungen eintreten könnten."

Referenz: "Reduced Ice Loss From Greenland Under Stratospheric Aerosol Injection" von John C. Moore, Ralf Greve, Chao Yue, Thomas Zwinger, Fabien Gillet-Chaulet und Liyun Zhao, 27. November 2023, Journal of Geophysical Research Earth Surface. DOI: 10.1029/2023JF007112

The study was funded by the National Key Research and Development Program of China, the State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, the Finnish Academy COLD consortium, the Japan Society for the Promotion of Science, the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan, and Hokkaido University.