Künstliche Beeinflussung von Wetter und Klima


Geoengineering: Grundlagen

Der Begriff Geoengineering bezeichnet vorsätzliche und großräumige Eingriffe mit technischen Mitteln in geochemische oder biogeochemische Kreisläufe der Erde. Als Ziele derartiger Eingriffe werden hauptsächlich das Stoppen der globalen anthropogenen Klimaerwärmung, der Abbau der CO2-Konzentration in der Atmosphäre oder die Verhinderung einer Versauerung der Meere genannt.

Quelle: Wikipedia.org

Künstliches Wetter: Einleitung

Prof Haber, 1968: Geoengineering


Environmental Modification Convention

Die 1977 unter dem Dach der Vereinten Nationen vereinbarte ENMOD-Konvention verbietet es den Unterzeichnerstaaten, die Umwelt in einem Konflikt gezielt zu schädigen oder eine derartige Schädigung an der Umwelt als militärischen Vorteil oder Waffe einzusetzen. Insbesondere untersagt sie jede Form von Wetterbeeinflussung zu militärischen Zwecken. Die Konvention wurde bis Juni 2015 von 77 Staaten ratifiziert, darunter Deutschland, Österreich, die Schweiz und die USA.

CO2-Emissionen pro Land

Wie die Grafik von Statista zeigt, sind die USA die zweitgrößten Klimasünder nach China, mit einem CO2-Ausstoß von 5.414 Megatonnen im Jahr 2015. Bei den Emissionen pro Kopf stehen die USA jedoch an erster Stelle, mit 17 Tonnen CO2-Ausstoß je Amerikaner pro Jahr. Zum Vergleich: In Indien beträgt der CO2-Ausstoß pro Kopf lediglich 1,5 Tonnen pro Jahr, so die aktuelle Angabe des Global Carbon Atlas.

Quelle: Statista.com

Künstliches Wetter (Geoengineering): Informationen und Regulierung

Geoengineering: Regierung will künstliche Eingriffe ins Erdklima regeln

Sollte die Menschheit die Erde durch Eingriffe kühlen? Nach SPIEGEL-Informationen arbeitet die Bundesregierung an Regeln für solches Geoengineering. Kritiker halten die Risiken für "völlig unkalkulierbar".

Auch wenn es sich nicht immer und an jedem Ort so anfühlt - die Statistiken der weltweiten Durchschnittstemperaturen sind eindeutig: Alle fünf wärmsten Jahre seit Beginn der Industrialisierung haben seit 2010 stattgefunden. Die Menschheit mit ihren Fabriken und Kraftwerken, ihren Autos und Flugzeugen, ihren Ställen und Ackerflächen heizt die Erdatmosphäre beständig auf. Vielen Teilen der Erde drohen gefährliche Folgen durch den Klimawandel.

Also ist gezieltes Gegensteuern gefragt, um die Erderwärmung wie im Klimavertrag von Paris vorgesehen auf 1,5 bis 2 Grad zu begrenzen. Doch bisher sinkt der globale Treibhausgasausstoß nicht. Im Gegenteil, im Jahr 2017 ist er sogar wieder leicht gestiegen. Auch deswegen diskutieren Experten immer wieder über gezielte Eingriffe ins Erdklima, um den Planeten zu kühlen.

Dieses sogenannte Geoengineering ist umstritten - doch manch ein Forscher fürchtet, dass ohne solche Maßnahmen die Erderwärmung ganz außer Kontrolle geraten könnte. Gleichzeitig gibt es viele Gegenargumente. Eines davon ist, dass die Menschheit bisher viel zu wenig über die möglichen Folgen von Geoengineering weiß. (Lesen Sie hier einen Kommentar zur Forschung zum Geoengineering.)

Nach SPIEGEL-Informationen arbeitet die Bundesregierung nun an Vorgaben, die zumindest die Forschung am sogenannten marinen Geoengineering regeln sollen. Dabei geht es um das gezielte Einbringen von Substanzen ins Meer, die dort für ein verstärktes Wachsen von Algen sorgen. Dabei könnte so viel Kohlenstoff gebunden werden, dass sich eine positive Wirkung fürs Klima ergäbe. Auch über ein gezieltes Zurückdrehen der Ozeanversauerung mit Hilfe von Mineralstoffen wird debattiert.

Quelle: Spiegel.de

Säure-Rätsel: Die gefährliche Wandlung der Ozeane

Eine unsichtbare Veränderung hat die Meere befallen: Das Treibhausgas CO2 lässt das Wasser saurer werden, Kalkschalen lösen sich auf. Forscher sprechen von einem der größten Umweltprobleme der Welt.

Hamburg - Das Problem ist gewöhnlich unsichtbar. Doch im Herbst 2011 blieben an der Westküste der USA die Netze der Austernfischer plötzlich leer. Was war geschehen? Der pH-Wert, ein Maß für den Säuregehalt, lag erheblich niedriger als sonst, das Meerwasser war saurer geworden. Tiefenwasser war an die Küste geströmt. Das haben die Austern nicht vertragen.

Der Vorfall war nur ein Vorgeschmack auf das, was noch kommt, warnt der Uno-Klimarat in seinem neuen Sachstandsbericht. Weltweit werden die Ozeane saurer.

Ursache ist das Treibhausgas Kohlendioxid CO2, das aus Autos, Fabriken, Heizungen und Kraftwerken in die Luft gelangt. Gut zwanzig Millionen Tonnen CO2 pro Tag nehmen die Ozeane auf.

Im Wasser wandelt sich das Gas zu Säure. Manchen Meerestieren wie Korallen oder Austern und anderen Krustentieren fällt es in saurerem Wasser schwerer, ihre Schalen aufzubauen. Andere Organismen aber scheinen regelrecht aufzublühen. Was geht vor?

Die Warnungen des Uno-Klimarat klingen dramatisch:

Seit Beginn der Industrialisierung seien die Ozeane deutlich saurer geworden.

Die Versauerung schreite vermutlich so schnell voran wie seit Millionen Jahren nicht. (Diese Einschätzung ist allerdings umstritten).

Besonders das Wachstum von Korallen könnte in einigen Jahrzehnten erheblich gehemmt werden.

Besonders gefährdet sind Krustentiere in Polarregionen; in kühlem Wasser löst sich mehr CO2.

Indirekte Auswirkungen auf den Lebensraum Ozean könnten gravierend sein: Kleinstlebewesen mit ihren Kalkskeletten bilden eine Basis der Nahrungskette. Mit ihrem Verschwinden ginge die Lebensgrundlage vieler größerer Meeresbewohner verloren.

"Die Versauerung hat uns Meeresforscher überrascht", sagt Verena Tunnicliffe von der University of Victoria in Kanada. Zunächst hatten die Forscher angenommen, dass die Ozeane eine verstärkte Zunahme des CO2 "wegpuffern", also ausgleichen könnten.

Ein Irrtum. Allmählich erkennen die Wissenschaftler das Ausmaß der Umweltveränderung.

Die Zersetzung

Meereswasser ist basisch, doch seit Beginn der Industrialisierung ist der durchschnittliche pH-Wert von 8,2 auf rund 8,1 gefallen, also deutlich saurer geworden. Würde sich die CO2-Menge in der Luft gegenüber der vorindustriellen Zeit verdoppeln - was bis Ende des Jahrhunderts geschehen könnte - könnte der pH-Wert im Meer auf 7,9 sinken. Eine CO2-Verdreifachung würde den Wert sogar auf gut 7,7 treiben.

Wie problematisch ist die Entwicklung also?

Zahlreichen Organismen fällt es mittlerweile schwerer, ihre Schalen, Skelette oder Gehäuse aufzubauen, heißt es im Uno-Klimareport. (Hier finden Sie eine Auswahl betreffender Studien).

Gleichzeitig bergen manche Experimente Überraschungen: "Die meisten Pflanzen, inklusive Algen, reagieren zunächst positiv auf erhöhte CO2-Menge", heißt es im Uno-Report.

Die heimliche Königin der Meere ist die winzige Kalkalge Emiliania huxleyi. Sie ist so häufig, dass sie ungefähr die Hälfte der Masse aller Kalkorganismen im Ozean ausmacht. Und die Alge scheint sich in saurem Wasser wohl zu fühlen. Analysen haben gezeigt, dass Emiliania huxleyi wesentlich größere Schalen produzierte, nachdem Wasser im Labor mit CO2 angesäuert worden war. Auch Seepocken und viele Algen florieren in saurerem Wasser.

CO2 wirke also nicht nur zersetzend, sondern regelrecht als Energiespender, heißt es im Uno-Klimabericht: Aus CO2 und Sonnenlicht betreiben Pflanzen ihren Stoffwechsel. "CO2 funktioniert wie Treibstoff", sagt Maria Cristina Gambi, Meeresforscherin an der Stazione Zoologica Anton Dohrn in Neapel. Manche Organismen würden deshalb eher profitieren von der Zufuhr des Treibhausgases, resümiert der Uno-Klimarat. Viele Kalkalgen-Schalen seien seit Beginn der Industrialisierung um 40 Prozent gewachsen - und das im Zuge der fortschreitenden Versauerung.

Manche Organismen blühen auf

Vielerorts leben Organismen schon heute in saurerem Milieu: "In vielen Gewässern liegt der pH-Wert von Natur aus so niedrig, wie es weltweit für die Zukunft vorhergesagt wird", sagt Ian Joint von der Marine Biological Association von Großbritannien. Im Ozean in wenigen hundert Metern Tiefe, oder in manchen Seen bespielsweise.

Und am Marianengraben siedeln unmittelbar neben Fontänen aus sauren Gasen üppige Muschelkolonien. Können Organismen in sauren Meeren womöglich doch bestehen? "Allein der ph-Wert scheint keine Barriere für Bakterien und Plankton zu sein", sagt Joint.

"In Regionen mit saurerem Wasser florieren Lebewesen, die an das spezielle Milieu angepasst sind", entgegnet Ulf Riebesell vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Die Versauerung würde viele Lebewesen treffen, die das neue Milieu nicht tolerieren könnten.

Auch die bedeutendsten Korallen aber, die Steinkorallen der Ordnung Scleractinia, würden die Versauerungskrise wohl überstehen - allerdings ziemlich nackt. Experimente über ein Jahr haben gezeigt, dass sie selbst bei extrem niedrigen pH-Werten von 7,3 leben können.

Zwar lösten sich die Skelette der Koralle auf, ihre Weichteile aber blieben intakt und mit dem Boden verbunden. Und als das Wasser entsäuert worden war, bauten sie ihre Skelette wieder auf. Der Versuch könnte womöglich erklären, warum die Korallen auch schwere Umweltkrisen der Erdgeschichte überleben konnten.

Wie die Meereswelt auf die Versauerung reagieren werde, sei im Einzelnen ungewiss, folgert Sam Dupont von der Universität Göteburg. Selbst verwandte Arten reagierten unterschiedlich auf höheren Säuregehalt. Die Hoffnung also ist, dass die Artenvielfalt erhalten bleibt, sofern neue Organismen in die Nischen stoßen, die andere wegen der Versauerung geräumt haben.

"Manche Lebewesen sind tolerant, aber die sensiblen werden leiden", fürchtet Riebsell. "Wir kennen die Empfindlichkeit der Organismen nicht", ergänzt Maria Cristina Gambi.

Es scheint letztlich eine Frage der Energie: In saurerem Wasser benötigen Lebewesen mehr Energie für den Aufbau ihrer Skelette. "Manche können den Mehraufwand wohl kompensieren, aber sie geraten vermutlich in Nachteil zu anderen Organismen, die mit weniger Energie auskommen."

Das Laborproblem

Das Versauerungsproblem werde erst "seit Kurzem" und "unzulänglich" erforscht, heißt es im Uno-Report; man beginne es erst zu verstehen: Das Manko vieler Beobachtungen sei, dass sie sich auf Laborstudien stützten. Ihre Gültigkeit müsse in Freilandstudien überprüft werden", räumt Ulf Riebesell ein. Die Erkenntnisse stammten vor allem aus "großen Plastikbeuteln", veranschaulicht Scott Doney von der Woods Hole Oceanographic Institution in den USA die Laborsituation.

Oft wurde der pH-Wert einfach gesenkt, meist mit Salzsäure, was die Ergebnisse verfälscht - denn der Düngeeffekt von CO2 zum Beispiel wird dabei unterschlagen.

"Uns fehlen die großen Studien im Meer", sagt Riebesell. Erste Freilandexperimente im Ozean stimmten wenig hoffnungsvoll. Vor Norwegen haben die Forscher Experimente durchgeführt. Die Versauerung hätte den Kalkalgen schwer zugesetzt: "Sie fielen aus dem System, waren nicht mehr konkurrenzfähig."

Das Rätsel der Kreidezeit

Zweifel am Alarmismus säen scheinbar Erkenntnisse über die Epoche der Dinosaurier. Ausgerechnet im Erdzeitalter, als die Erde ein "Super-Treibhaus" war, die Luft also deutlich mehr CO2 enthielt als heute, fühlten sich Kalk-Organismen in den Meeren besonders wohl. Mächtige Kreide-Ablagerungen wie die Klippen von Dover und die Rügener Kreidefelsen bezeugen die Hochzeit der Schalentiere während der warmen Kreidezeit vor mehr als 65 Millionen Jahren.

Abgesehen von den Kalkorganismen - welche Auswirkungen hat die Versauerung auf die übrige Lebenswelt? Der Uno-Klimabericht konstatiert zwar mangelhafte Kenntnisse, trotzdem vertreten viele Forscher die sogenannte Nullhypothese, die den Forschungsstand darstellen soll: Demnach dürften die meisten biologischen Prozesse von dem Wandel unberührt bleiben.

Diese These sei schwer zu widerlegen, weil die Meereswelt "hoch anpassungsfähig" sei, sagt Verena Tunnicliffe. "Wir wissen nicht, wie das Ökosystem Ozean auf die Versauerung reagieren wird", betont Christopher Sabine vom Pacific Marine Environmental Laboratory.

Auch Fische und Säugetiere würden von der Versauerung betroffen, meint Timothy Wootton von der University of Chicago. "Nahezu jede chemische Reaktion wird vom pH-Wert beeinflusst, es gibt also vermutlich diverse biologische Effekte", fürchtet er.

"Wir wissen nicht genau, was geschehen wird", resümiert Ulf Riebesell. "Aber sicher ist, der Ozean wird sich verändern, und negative Folgen sind zu erwarten." "Auch in einem versauerten Ozean wird es Leben geben", sagt Verena Tunnicliffe. "Aber zu welchem Preis?"

Die Wissenschaft steht am Anfang bei der Erforschung des vielleicht bedeutendsten Umweltproblems. Es verbirgt sich in einem Meer von Unwissen.

Quelle: Spiegel.de

Geoengineering: Das gefährliche Experiment mit dem Klima

CO2-Speicher unter der Erde, künstliche Vulkanausbrüche, Aufhellung von Wolken. Geoengineering-Ideen sollen die Klimakatastrophe stoppen - doch die Risiken sind hoch.

Vor zwei Jahren einigten sich 197 Staaten bei der Weltklimakonferenz in Paris, die Temperaturerhöhung deutlich unter zwei Grad zu halten. Dennoch steigen die globalen CO2-Emissionen und verstärken den Klimawandel. Viele Forscher entwickeln deswegen Techniken, die in das Klima eingreifen - das sogenannte Geoengineering. Sie unterscheiden zwei Methoden: die Reflektion der Sonnenstrahlen durch eine künstliche Atmosphäre oder das Filtern von CO2 aus der Luft.

Künstliche Vulkanausbrüche

Der kanadische Physiker David Keith von der Harvard-Universität will die erste Methode schon innerhalb der nächsten zwei Jahre testen. Schwefelpartikel sollen in die Atmosphäre eingebracht werden und die Sonnenstrahlen zurück ins All reflektieren. Vorbild dafür sind Vulkanausbrüche, wie die Eruption des Vulkans Pinatubo auf den Philippinen. 1991 schleuderte der Vulkan 17 Millionen Tonnen Schwefelpartikel in die Luft. Die Folge: Die Durchschnittstemperatur auf der Erde sank um ein halbes Grad.

Viele Wissenschaftler sind jedoch skeptisch. Andreas Oschlies vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel sieht darin "keine Methode, die ich für ernsthaft diskussionswürdig halte." Die Temperatur könnte zwar relativ leicht gesenkt werden, aber die Nebenwirkungen sind groß. So könnte etwa der indische Monsun ausbleiben und Millionen Menschenleben bedrohen.

Leere Erdgas-Reservoirs als CO2-Speicher

Die Befürworter verstehen den globalen Sonnenschirm als Notfalllösung, wenn die Temperatur zu stark steigt. Doch viele Fragen sind offen: Wie hoch ist zu hoch? Wer ruft den Notfall aus? Und wer entscheidet über die künstliche Temperatur? Da ein Staat alleine Schwefelpartikel ausbringen könnte, die Auswirkungen aber global sind, drohen internationale Konflikte.

Eine andere Methode filtert CO2 aus der Luft und speichert es unterirdisch. Diskutiert wird die Idee, schnell wachsende Bäume anzupflanzen, die Kohlendioxid speichern. Später sollen die Bäume dann zur Energiegewinnung genutzt werden. Das dabei wieder freigesetzte CO2 würde zum Beispiel in ehemalige Erdgas-Lagerstätten gepumpt. Doch auch hier meldet Oschlies Zweifel an: "Wir müssten zweimal die Fläche Indiens bepflanzen, um das Zwei-Grad-Ziel zu erreichen."

Skepsis ist groß

In Deutschland wird an Geoengineering lediglich geforscht, um die Risiken einzelner Methoden zu bewerten. Auch bei Oschlies ist die Skepsis angesichts der Eingriffe in das Klima groß, "aber ohne Geoengineering werden wir die extrem ambitionierten Pariser Klimaziele nicht mehr erreichen", erklärt der Forscher. Es sei unrealistisch, dass der CO2-Ausstoß in den nächsten 20 oder 30 Jahren auf null gesenkt werde. Er wünscht sich daher "mehr Ehrlichkeit in der Debatte über Klimaziele und Geoengineering."

Lili Fuhr, Referentin für internationale Umweltpolitik bei der Heinrich-Böll-Stiftung, will das nicht gelten lassen: "Wir sind noch längst nicht an dem Punkt des Klimawandels, wo Geoengineering der einzige Weg aus der Katastrophe ist." Sie fordert die Politik stattdessen auf, die Wirtschaft endlich klimafreundlich zu gestalten und ihr nicht durch Geoengineering noch mehr CO2-Emissionen zu ermöglichen.

Ist Geoengineering unausweichlich?

Heißt es also Geoengineering oder Emissionsreduktion? Stefan Schäfer vom Potsdamer Institut für Nachhaltigkeitsstudien sieht nicht unbedingt einen Widerspruch: "Geoengineering kann, wenn überhaupt, nur als Ergänzung zur Reduktion von Emissionen dienen." Tatsächlich sei der Klimawandel aber bereits sehr weit fortgeschritten, sodass zumindest Methoden zur Speicherung von CO2 für die Pariser Ziele notwendig werden könnten.

Eingriffe in das Klima sind längst keine Utopie mehr. Damit die Menschheit nicht irgendwann auf gefährliche Experimente angewiesen ist, müssen die Staaten ihre Klimaschutzanstrengungen bei der anstehenden Weltklimakonferenz weiter intensivieren.

Quelle: ZDF.de


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