Stuttgart - Es ist ein Teufelskreis: Wenn es blitzt, entstehen in höheren Luftschichten Stickoxide, die den Klimawandel beschleunigen. Wird es jedoch wärmer, steigt einer neuen Studie zufolge die Gefahr von Gewittern - und damit auch von Blitzen.

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  Von Alexander Mäder

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Eigentlich geht es Ulrich Schumann um die Frage, in welchem Ausmaß der Flugverkehr zum Klimawandel beiträgt. Flugzeuge stoßen nicht nur Kohlendioxid aus, sondern auch Stickoxide und Wasserdampf. Diese haben ebenfalls einen negativen Einfluss auf das Klima. Die Stickoxide sind in hohen Luftschichten sogar schädlicher als am Boden, weil sie dort zehnmal langsamer abgebaut werden.

Um einen Vergleichsmaßstab zu haben, untersucht Schumann zunächst die natürliche Produktion von Stickoxiden durch Blitze. Auf den Flugverkehr entfallen derzeit 0,7 Millionen Tonnen Stickoxide. Blitze hingegen erzeugen Schätzungen zufolge weltweit jedes Jahr etwa fünf Millionen Tonnen.

Pro Sekunde blitzt es 45 Mal auf der Welt

Hier sieht Schumann zudem die Gefahr einer positiven Rückkopplung, wie Klimaforscher einen Teufelskreis nennen. Denn der Klimawandel könnte Gewitter häufiger werden lassen, was wiederum die Produktion von Stickoxiden ankurbeln würde. Derzeit blitzt es in jeder Sekunde etwa 45 Mal auf der Welt - am häufigsten in den Tropen, am seltensten an den Polen.

Um zu untersuchen, wie sich die Luft in Wolken zusammensetzt, ist Schumann, der das Institut für Physik der Atmosphäre in der Nähe von München leitet, zusammen mit einem Kollegen vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz in Wolken geflogen.

Bei dieser Forschung spielt der Zufall eine große Rolle, denn Gewitter sind schwer vorauszusagen. In Brasilien hatten die Forscher Glück und konnten in unmittelbarer Nähe eines Gewitters nachweisen, dass Blitze Stickoxide erzeugen. Bei anderen Flügen, etwa in Australien, fanden sie immerhin einige Minuten nach den Blitzen erhöhte Konzentrationen von Stickoxiden in der Luft. Die Stickoxide führen später dazu, dass sich Ozon bildet. Ozon ist ein Treibhausgas, wenn auch kein ganz so wirksames wie Kohlendioxid.

Blitze in unseren Breiten sind besonders klimaschädlich

Das Forscherteam hat bei den bisherigen Flügen auch festgestellt, dass Blitze in unseren Breiten klimaschädlicher sind als die in den Tropen. Denn stärkere Winde in den nördlichen Breiten treiben die positiven und negativen elektrischen Ladungen auseinander, so dass die Blitze, die anschließend die Ladungen wieder ausgleichen, länger sein müssen. Obwohl es in Deutschland deutlich weniger blitze als in Südamerika, werde hierzulande durch Gewitter ähnlich viel Stickoxid produziert wie dort, sagt Schumann.

Das Umweltbundesamt geht davon aus, dass die Passagierzahlen im Flugverkehr in Zukunft deutlich zunehmen werden. "Der Flugverkehr macht einen Großteil der Minderungsbemühungen in anderen Sektoren zunichte", heißt es in einem Bericht der Behörde.

Doch nicht nur der Boom der Luftfahrtbranche belastet das Klima. Durch den Temperaturanstieg dürften auch Gewitter häufiger werden und damit mehr Stickoxide auf natürlichem Weg produziert werden. Der Weltklimarat IPCC hat im vergangenen Jahr schon gewarnt: "Der Niederschlag wird sich in Zukunft voraussichtlich auf heftige Einzelereignisse konzentrieren."

Problem El Nino

Nun berichten der Brite Richard Allan und sein amerikanischer Kollege Brian Soden im Wissenschaftsmagazin "Science", dass der Anstieg der Niederschlagextreme womöglich noch unterschätzt wird. Die beiden Forscher haben Satellitendaten für den tropischen Pazifik ausgewertet. Vor der Küste Süd- und Lateinamerikas wird das Wasser alle paar Jahre sehr warm, das Phänomen wird El Nino genannt. Dadurch gibt es auf dem amerikanischen Kontinent mehr Regengüsse und Überschwemmungen. Für Allan und Soden ist El Nino ein Testfall für andere Regionen der Erde, die sich künftig erwärmen werden.

Als die beiden Forscher die Niederschlagsdaten auswerteten, entdeckten sie einen starken Zusammenhang zwischen hohen Temperaturen und heftigen Regenfällen. Für die Wissenschaftler ist der Befund angesichts seiner sozialen und ökonomischen Konsequenzen so brisant, dass sie ihre Messungen noch einmal auf Fehler überprüfen wollen.