Klimawirkung des Luftverkehrs

#

Bei der Verbrennung von Kerosin entsteht nicht nur das Treibhausgas Kohlendioxid und Wasserdampf. Auch Stickoxide (NOxNOxStickstoffoxide gehören zu den reaktiven Stickstoffverbindungen und können zu negativen Umweltwirkungen führen, etwa zur Ozonbildung.), Schwefeldioxid (SO2) und Rußpartikel gehören zu den Verbrennungsprodukten, die das Klima beeinflussen können. Ebenso wie die Kondensstreifen hinter dem Flugzeug, die manchmal entstehen, wenn das Flugzeug sehr hoch fliegt und es sehr kalt ist.

#

Luftverkehrsemissionen in der Übersicht

Quelle: LTO-Angaben 2014 für nationale/internationale Flüge, Umweltbundesamt (UBA)
#

Die KlimawirkungKlimawirkungBeschreibt den Einfluss der Emissionen, die beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen entstehen, auf den Klimawandel. des Luftverkehrs ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig: Art und Menge der Emissionen, Wetterbedingungen, Tageszeit und Emissionsort, die Verweildauer und die geografische Ausbreitung der Emissionen bestimmen das Ausmaß der Klimawirkung. Während die Klimawirkung des Kohlendioxids fundiert wissenschaftlich untersucht ist, gibt es z. B. bei der Abschätzung der Klimawirkung der Kondensstreifen sowie Zirruswolken und der Stickoxide noch weiteren Forschungsbedarf.

Die Fluggesellschaften unterstützen aktiv unterschiedliche Forschungsprojekte zur Klimawirkung des Luftverkehrs, zum Beispiel mit Forschungsflügen. Dabei sammeln sie wertvolle Daten, aus denen sich wichtige Erkenntnisse ziehen lassen. Zusätzlich arbeiten die Hersteller stetig an der Entwicklung sparsamerer und emissionsärmerer Triebwerke. Rein elektrische Antriebe wären während des Flugs sogar komplett emissionsfrei und würden somit auch keine Kondensstreifen bilden. Auch an dieser Form des Fliegens wird intensiv geforscht.

#

Kompliziert: Klimawirkung berechnen

Die Emissionen des Luftverkehrs, also Kohlendioxid, Stickoxide, Wasserdampf, Kohlenmonoxid, unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffe und Partikelemissionen wie Ruß können sich auf das Klima auswirken. Die Emissionen beeinflussen die atmosphärischen Konzentrationen von Kohlendioxid (CO2CO2Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas, Bestandteil der Luft und Treibhausgas. Es wird u.a. bei der Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzt.), Ozon (O3), Methan (CH4), Wasser (H2O) sowie Aerosolen. Über die Bildung von Kondensstreifen besteht auch Einfluss auf die Bewölkung. Eine starke Bewölkung beeinflusst das Klimasystem der Erde. Welche Auswirkung die Emissionen genau haben, also wie sehr sie die Erde erwärmen oder auch abkühlen, ist von vielen Faktoren abhängig. Deshalb ist auch noch Forschungsarbeit notwendig, um die KlimawirkungKlimawirkungBeschreibt den Einfluss der Emissionen, die beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen entstehen, auf den Klimawandel. verstehen und exakt berechnen zu können.

Gut erklären lässt sich das am Beispiel NOx. Diese Stickoxide, Stickstoffoxide oder nitrosen Gase sind verschieden stark oxidierte Formen des Stickstoffs. Sie entstehen, wenn fossile Kraftstoffe verbrannt werden. In der Atmosphäre wirken sie wie ein Katalysator, das heißt, sie befördern andere chemische Prozesse, ohne sich selber dabei zu verändern. Konkret bedeutet dies: NOxNOxStickstoffoxide gehören zu den reaktiven Stickstoffverbindungen und können zu negativen Umweltwirkungen führen, etwa zur Ozonbildung. trägt dazu bei, dass Sauerstoff (O2) zu Ozon (O3) umgewandelt wird. Ozon gilt als Treibhausgas, weil es die Abstrahlung von Wärme von der Erde ins Weltall bremst und so zur Erderwärmung beiträgt. Aber: Bei dem Prozess der Ozonbildung wird zugleich Methan abgebaut, das wiederum auch ein starkes Treibhausgas ist. Bei der Bildung eines Treibhausgases wird also ein anderes Treibhausgas abgebaut.

Die Klimawirkung des Luftverkehrs hängt nicht nur von der Stärke und der Zusammensetzung der Emissionen ab, sondern auch von deren Effektivität und der Emissionsregion: Aufgrund ihrer unterschiedlichen Verweildauer – die Lebensdauer von CO2CO2Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas, Bestandteil der Luft und Treibhausgas. Es wird u.a. bei der Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzt. beträgt ca. 50 bis 100 Jahre, während Ozon nur einige Wochen in der oberen Troposphäre verbleibt und Kondensstreifen aus Wasser sogar schon binnen weniger Minuten oder Stunden verschwinden – haben die verschiedenen klimarelevanten Faktoren auch eine unterschiedliche Klimawirksamkeit.

#

Ausbreitung und Verweildauer von Emissionen

Quelle: Bundesverband der Deutschen Luftverkehrswirtschaft (BDL) nach Angaben von Lee et al.: Aviation and flobal climate change in the 21st century, 2009

Beim Luftverkehr wird stets auch die Minderung der KlimawirkungKlimawirkungBeschreibt den Einfluss der Emissionen, die beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen entstehen, auf den Klimawandel. angemahnt. Dabei lässt sich genau diese nur schwer in Zahlen erfassen. Kritiker bedienen sich in der Regel einer simplen Methode: Sie belegen das Maß der CO2-Emission mit dem Faktor 2 oder größer, um die Klimawirkung anzugeben. Dieser Faktor wird mit der Berechnung des sogenannten Strahlungsantriebs, auch Radiative Forcing (RF) genannt, begründet. Der Radiative Forcing Index (RFI) ist ein Maß für die vergangenheitsbezogene Veränderung des Klimasystems der Erde durch den Menschen seit Beginn der Industrialisierung. Diese Methode ist geeignet, um eine Abschätzung der Klimawirkung von langlebigen Treibhausgasen wie zum Beispiel CO2 zu generieren. Für kurzlebige Emissionen wie Stickoxide und Kondensstreifen eignet er sich nicht, weil diese sich über die Zeit unterschiedlich in der Atmosphäre verhalten. Denn Kondensstreifen entstehen nicht immer – und wenn doch, gibt es große Unterschiede in der Verweildauer oder auch der daraus entstehenden Zirruswolken. Diese Unterschiede fließen bei der Verwendung des RFI nicht mit ein.

Eine andere Methode, um die Klimawirkung in Zahlen zu fassen, ist das Absolute Treibhauspotential (AGWP), das vor allem die zeitliche Bewertung für unterschiedliche TreibhausgaseTreibhausgaseSie tragen zum Treibhauseffekt bei, da sie thermische Infrarotstrahlung absorbieren und wieder ausstrahlen. mit einbezieht. Diese Metrik berücksichtigt die Stärke der Störung des Klimasystems der Erde und die atmosphärische Lebenszeit der emittierten Stoffe. AGWP ist somit eine vorwärts orientierte Metrik. Aus Sicht der Luftfahrtbranche ist diese Methode besser geeignet, da man die Klimawirkung und die Gesamtbelastung der Umwelt individuell für jeden Flug bestimmen könnte, da Wirkungsgrad und -dauer der einzelnen emittierten Stoffe berücksichtigt werden.

Mehr
#

Wirkungskette: Von der Emission zur Klimawirkung

#

Kondensstreifen: Entstehung und Klimawirkung

Flugzeuge erreichen im Reiseflug bei Mittel- und Langstreckenflügen eine Höhe von über zehn Kilometern. In dieser Höhe ist die Luft zum Teil kälter als minus 40 Grad Celsius. Sie kann deutlich weniger Wasser aufnehmen als warme Luft. Der Wasserdampf, der bei der Verbrennung von Kerosin entsteht, kann also nicht von der Atmosphäre aufgenommen werden. Das Ergebnis ist kondensierter Wasserdampf in Form von Wassertropfen und dann Eiskristallen, die künstliche Wolken in Streifenform am Himmel formen – die Kondensstreifen.

Unter Umständen können sich aus den Kondensstreifen sogenannte Zirruswolken entwickeln, die dafür sorgen, dass sich die Erdatmosphäre erwärmt. Das hängt damit zusammen, dass ein großer Teil der Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, normalerweise wieder zurück in den Weltraum reflektiert wird. Die Zirruswolken verhindern aber zum Teil die Abstrahlung der am Boden reflektierten Sonnenstrahlung zurück in die Atmosphäre. Die Bewölkung wirkt dann wie eine Glocke, die die Wärme auf der Erde hält. Die einzelnen Zusammenhänge werden zurzeit intensiv erforscht.

In Deutschland ist es vor allem das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das die Wirkung von Kondensstreifen wissenschaftlich untersucht. Dazu setzen die Mitarbeiter eine ganze Reihe von Methoden und Technologien ein. Satellitendaten gehören genauso dazu wie Klimamodelle und auch ein ganz besonderes Flugzeug mit dem Namen HALO. Dieses Forschungsflugzeug kann sehr hoch und gleichzeitig auch sehr weit fliegen. Nach diesen Eigenschaften ist es auch benannt: High Altitude and Long Range Research Aircraft. Mit diesem fliegenden Labor sind Messungen in der Atmosphäre möglich, die es bisher noch nicht gab. Aus den Ergebnissen versprechen sich die Wissenschaftler auch neue Erkenntnisse zur KlimawirkungKlimawirkungBeschreibt den Einfluss der Emissionen, die beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen entstehen, auf den Klimawandel. der Kondensstreifen.

Im Zusammenhang mit den Kondensstreifen wird von Verschwörungstheoretikern vereinzelt auch das Wort Chemtrails verwendet. Sie sehen Kondensstreifen als ein Zeichen für den Einsatz von Chemikalien, um die Menschen und deren Gesundheit zu beeinflussen. Diese Theorie ist grundlegend falsch und wurde bereits mehrfach widerlegt. Mehr dazu finden Sie in unseren Häufigen Fragen.

Mehr
#

Die Schichten der Erdatmosphäre

Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
#

Lufthansa: Seit Jahrzehnten Unterstützung für die Klimaforschung

Seit mehr als 20 Jahren unterstützt die Lufthansa Klimaforschungsprojekte wie IAGOS, das In-service Aircraft for a Global Observing System, das zivile Verkehrsflugzeuge nutzt, um global und kontinuierlich Atmosphärendaten zu sammeln. Dafür setzt das Unternehmen zwei Flugzeuge ein.

Die Messdaten aus Verkehrsflugzeugen liefern für die Wissenschaft wertvolle Erkenntnisse, weil die Flugzeuge in einer Höhe fliegen, die für Satelliten zu niedrig und für Wetterballone oder die Beobachtung vom Boden zu hoch ist. Außerdem ist die Tropopause in rund zehn Kilometern Höhe, in der Flugzeuge normalerweise fliegen, für die Wolkenbildung, das Wetter und das Klima besonders wichtig.

Die beiden Airbus-Modelle der Lufthansa mit den Namen „Viersen“ und „AIKO“ sammeln Daten von atmosphärischen Spurenstoffen in Reiseflughöhe. Die Flugzeuge wurden dazu mit speziellen Messgeräten ausgestattet. Die gesammelten Daten werden nach der Landung an das Forschungszentrum CNRS in Toulouse übermittelt und können dann von zahlreichen Forschungseinrichtungen weltweit genutzt werden. Der Airbus A340-300 „Viersen“ ist dafür schon seit 2011 im Einsatz. IAGOS knüpft an die Erfolge des Vorläuferprogramms MOZAIC an, das bereits 1994 startete.

Die Fluggesellschaft leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Aufbau einer weltweiten Messinfrastruktur für die Beobachtung der Erdatmosphäre mit Hilfe der zivilen Luftfahrt. Auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung ist von dem Projekt überzeugt, denn durch die kontinuierliche und globale Erfassung von Atmosphärendaten wird eine wichtige Wissenslücke geschlossen, um genauere Klimavorhersagen zu treffen.

#

Forschungsprojekt IAGOS

Eine Messsonde am Lufthansa Forschungsflugzeug Viersen

Quelle: Lufthansa Group

Ein weiteres Projekt, in dem sich die Lufthansa engagiert, ist CARIBIC (Civil Aircraft for the Regular Investigation of the Atmosphere based on an Instrument Container). Der Lufthansa Airbus A340-600 „Leverkusen“ wird regelmäßig mit einem Luftfrachtcontainer beladen, in den ein automatisches Labor eingebaut ist. Das Labor beinhaltet 18 Geräte, mit denen während des Fluges chemisch-physikalische Analysen durchgeführt werden können. Pro Einsatz können 116 Luftproben genommen werden. Seit 2005 ist das fliegende CARIBIC-Labor regelmäßig in Betrieb und hat bisher wertvolle Messdaten von über zwei Millionen Kilometern Flugstrecke liefern können.

Mehr
Klimaschutz im Luftverkehr Alles, was Sie wissen sollten
Klimaneutral fliegenKlimakiller Nr. 1?

Der Luftverkehr ist der größte Klimakiller? Stimmt nicht!

Verbrauch FlugzeugVerbrauch senken

Flugzeuge sind immer effizienter unterwegs durch innovative Technik, bessere Auslastung und ein intelligentes Miteinander aller Partner.

Klimaneutral fliegenKlimaneutral fliegen

Neue Verfahren zur Kerosinherstellung, alternative Antriebe sowie klimaoptimierte Flugverfahren werden in Zukunft ein nahezu klimaneutrales Fliegen ermöglichen.

CO2 Ausstoß FlugzeugCO2 kompensieren

Der Luftverkehr kompensiert CO2 über den Kauf von Zertifikaten oder durch die Finanzierung nachhaltiger Klimaschutzprojekte.

Nach oben