Unterschiedliche Auswirkungen anthropogener Aerosolemissionen

Ähnliche räumliche Muster der globalen Klimareaktion auf Aerosole aus verschiedenen Regionen

Anthropogene Aerosole sind ein wesentlicher Treiber des Klimasystems und wegen ihrer kurzen Lebensdauer besonders interessant für die Untersuchung als Klimakräfte. Das bedeutet, dass ihr Strahlungsantrieb sehr inhomogen ist, was das Klima je nach Quellregion unterschiedlich beeinflussen kann. Es bedeutet auch, dass politische Entscheidungen das Potenzial haben, den Aerosolzwang sehr schnell zu ändern – so ein Autorenteam vom Imperial College London in der Zeitschrift npj Climate and Atmospheric Science.

Die anthropogene Aerosolforcierung ist räumlich heterogen, meist lokalisiert um industrialisierte Regionen wie Nordamerika, Europa, Ost- und Südasien. Emissionsminderungen in jeder dieser Regionen werden das Klima an verschiedenen Orten forcieren, was unterschiedliche Auswirkungen auf das regionale und globale Klima haben könnte. Hier zeigen wir, dass die Entfernung von Schwefeldioxid (SO2) aus einer dieser Regionen der nördlichen Hemisphäre in einem globalen Kompositions-Kklimamodell zu einer signifikanten Erwärmung auf der gesamten Hemisphäre führt, unabhängig von der Emissionsregion. Obwohl das Temperaturverhalten auf diese regional begrenzten Kräfte je nach Emissionsregion stark variiert, zeigt es ein bevorzugtes räumliches Muster, unabhängig vom Ort des Vortriebs. Mit Hilfe der empirischen orthogonalen Funktionsanalyse zeigen wir, dass die Struktur der Antwort an bestehende Modi der internen Klimavariabilität im Modell gebunden ist. Dies hat Auswirkungen auf die Bewertung der Auswirkungen der Emissionsminderungspolitik und unser Verständnis davon, wie das Klima auf heterogene Einflüsse reagiert.

Regionale Aufschlüsselung wichtig für politische Entscheidungen

Viele frühere Studien haben wertvolle Erkenntnisse über die Auswirkungen historischer Aerosolveränderungen auf das Klima geliefert, aber für die Bewertung politischer Entscheidungen wäre es auch nützlich, die einzelnen Beiträge verschiedener Regionen zu verstehen, da zukünftige Emissionsveränderungen wahrscheinlich nicht überall historische Trajektorien widerspiegeln werden. Eine solche regionale Aufschlüsselung könnte auch aussagekräftiger sein, um das Verhalten des Klimasystems zu verstehen, wenn es durch örtliche Einflüsse angetrieben wird, so dass die Auswirkungen historischer Emissionen von verschiedenen Orten entflochten werden können.

Bisher haben jedoch nur sehr wenige Studien versucht, die Empfindlichkeit des Klimas gegenüber unterschiedlichen Zwangsverteilungen systematisch zu untersuchen. Wichtige Arbeiten, die in den letzten Jahren von einer Modellierungsgruppe durchgeführt wurden, haben die klimatischen Reaktionen auf das Treiben in verschiedenen Breitengraden untersucht; allerdings sind die anthropogenen Aerosolemissionen innerhalb der nördlichen Hemisphäre bei weitem nicht einheitlich – auch in zonaler Richtung gibt es große Inhomogenitäten. Insbesondere die großen Industrieregionen Nordamerika, Europa und Ostasien liegen alle in den nördlichen mittleren Breiten. Es ist daher dringend erforderlich zu verstehen, wie die Empfindlichkeit des Klimas von der Längs- und Breitenlage eines Aerosolzwangs abhängt, indem geografisch mehr lokalisierte Regionen als Breitengrade oder historische Veränderungen der nördlichen Hemisphäre untersucht werden.

[note Durchschnittliche Aerosol-optische Dicke 2005–2010, gemessen bei 550 nm mit MODIS des Satelliten Terra. Giorgiogp2 – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org] Abgesehen von den physikalischen Erkenntnissen hat eine solche Aufschlüsselung der Klimareaktion nach Regionen das Potenzial, für politische Anwendungen aussagekräftiger zu sein, da Emissionsminderungsstrategien regional festgelegt und nicht über die gesamte Hemisphäre oder sogar innerhalb eines bestimmten Breitengrades harmonisiert werden. Politische Maßnahmen können auch nicht direkt die atmosphärischen Kräfte- oder Konzentrationsverteilungen skalieren, sondern nur die tatsächlichen Emissionen aus dieser Region, und so hat die Untersuchung von Reaktionen in Abhängigkeit von realistischen regionalen Emissionen wieder das Potenzial, direkter anwendbar zu sein als einige frühere regionale Studien, in denen atmosphärische Konzentrationen skaliert wurden.

->Quelle:

Matthew Kasoar, Dilshad Shawki, Apostolos Voulgarakis: Similar spatial patterns of global climate response to aerosols from different regions; in: npj Climate and Atmospheric Science, volume 1, Article number: 12 (2018), nature.com/articles/s41612-018-0022-z