Ausstoß von Treibhausgasen Die Stratosphäre schrumpft um 400 Meter

In den vergangenen 40 Jahren ist die zweite Schicht der Atmosphäre fast einen halben Kilometer schmaler geworden. Das könnte potenziell auch gefährlich für Satelliten und GPS werden.
Nasa-Aufnahme der Atmosphäre in rund 350 Kilometer Höhe

Nasa-Aufnahme der Atmosphäre in rund 350 Kilometer Höhe

Foto: Space Frontiers / Getty Images

Dieser Artikel gehört zum Angebot von SPIEGEL+. Sie können ihn auch ohne Abonnement lesen, weil er Ihnen geschenkt wurde.

Der Ausstoß von Treibhausgasen hat nicht nur gravierende Folgen für die globalen Temperaturen, sondern verändert auch die Erdatmosphäre selbst. Deren zweite Schicht, die in rund 20 Kilometern Höhe beginnt, schrumpft merklich. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Forscherteam.

In den vergangenen 40 Jahren ist die Stratosphäre demnach 400 Meter dünner geworden – jedes Jahrzehnt etwa 100 Meter, schreiben die Fachleute in der Fachzeitschrift »Environmental Research Letters «. Dabei hat sich die erdnahe Troposphäre nach oben hin ausgedehnt, während sich die darüberliegende Stratosphäre gleichzeitig verdichtet habe.

Bis 2080 könnte die rund 30 Kilometer dicke Stratosphäre noch mal um einen Kilometer dünner werden.

»Mittlerweile ist klar, dass wir durch die menschengemachten Treibhausgas-Emissionen nicht nur die Erdoberfläche erwärmen, sondern auch die Troposphäre«, erklärt Studienautor Ulrich Foelsche von der Universität Graz gegenüber dem SPIEGEL. »Diese dehnt sich dadurch aus, und die Grenze zur Stratosphäre verschiebt sich nach oben.«

Tropopause als Klimawandel-Indikator

Für die Forscher ist die Verschiebung der Atmosphärengrenzen ein Indikator für den menschengemachten Klimawandel. Tropopause nennen Wissenschaftler die scharfe Grenze, die die unterste Schicht der Atmosphäre von der darüber liegenden, fast unbeweglichen Stratosphäre trennt. Über den Erdpolen befindet sie sich in etwa neun Kilometer Höhe, nahe des Äquators ist sie rund 18 Kilometer von der Erdoberfläche entfernt.

Die Troposphäre erwärmt sich und drückt nach oben

Die Troposphäre erwärmt sich und drückt nach oben

Foto: Petr Pisoft

Die schrumpfende Stratosphäre kommt laut den Forschern von zwei Seiten unter Druck. Die darunter liegende Troposphäre drückt nach oben, gleichzeitig verdichtet sich die Stratosphäre. »Die Treibhausgase absorbieren nicht nur Infrarotstrahlung, sie emittieren sie auch«, so Foelsche. In den oberen Atmosphärenschichten führe das dazu, dass mehr Wärme abgegeben werde. Dadurch kühlten sie sich ab – und zögen sich zusammen.

Eine Rolle hat dabei auch die Ausdünnung der Ozonschicht gespielt. Je weniger Ozon in der Stratosphäre ist, desto weniger kann es UV-Strahlung der Sonne absorbieren – und die Luftschicht dadurch erwärmen. In den Siebzigerjahren stellte sich heraus, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die früher als Kälte- oder Treibmittel verwendet wurden, die Ozonschicht schädigen. Seit dem Verbot von FCKW im Montrealer Vertrag von 1989 schließt sich das Ozonloch wieder.

»Wir konnten aber zeigen, dass der Einfluss der Treibhausgase dominiert«, so Foelsche. »Deshalb wird der Prozess trotzdem weitergehen, auch wenn sich die Ozonschicht erholt.«

Indikator für den Einfluss des Menschen

Die Verschiebung der Schichten sei auch ein schlagendes Argument gegen krude Klimawandel-Theorien , die die Sonne für den Klimawandel verantwortlich machen. »Wäre die Sonne ›schuld‹ am Klimawandel, würde sich die Stratopause – also die obere Grenze der Schicht – systematisch nach oben verschieben und nicht nach unten«, so Foelsche. Die »Stratosphärenkontraktion« sei ein klarer Indikator, dass es sich um anthropogene Effekte handele.

Der Mensch verändert die Atmosphäre und ihr natürliches Gleichgewicht, das dem Planeten Schutz bietet

Der Mensch verändert die Atmosphäre und ihr natürliches Gleichgewicht, das dem Planeten Schutz bietet

Foto: Modelist / imago images/Modelist

Für die neue Studie arbeiteten acht Forschungsinstitutionen in fünf Ländern zusammen. Sie errechneten die Schrumpfung unter anderem anhand von komplexen Atmosphären- und Klimamodellen sowie Satellitenbeobachtungen seit den Achtzigerjahren.

Schon vor rund 20 Jahren beobachteten Forscher das erste Mal die Verschiebung der Stratosphäre und führten das damals noch neben dem Ausstoß von Treibhausgasen oder Aerosolen auch auf Sonnenaktivitäten oder Vulkanausbrüche zurück.

Mehr Weltraumschrott

Was die schrumpfende Stratosphäre für Auswirkungen auf Satelliten oder GPS habe, muss erst noch genauer untersucht werden. So könnten die Veränderungen die Genauigkeit globaler Ortungssysteme wie GPS oder Galileo beeinträchtigen. Möglich sei auch, dass die Bewegung in den Schichten langfristig Folgen für die Übertragung von Funksignalen habe.

»Wenn die oberen Atmosphärenschichten weniger stark ausgedehnt sind, bedeutet das, dass sich die Lebensdauer von niedrig fliegenden Satelliten systematisch verlängert«, so Foelsche. Gleichzeitig würde sich aber auch der Weltraumschrott länger in der Atmosphäre halten.

Die Wiedergabe wurde unterbrochen.