Tiefe Wolken schwinden – das treibt die Erderwärmung an

Mit den tiefen Wolken verschwindet der Sonnenschutz der Erde

Tiefe Wolken gehen weltweit zurück. Dadurch bleibt mehr Sonnenenergie auf der Erde und das verstärkt die Erderwärmung messbar.

Weltweit nimmt die Bedeckung mit tiefen Wolken ab. Gemeint sind Wolken in den unteren Luftschichten, etwa Stratus-, Stratocumulus- und Cumuluswolken, die besonders häufig über den Ozeanen auftreten. Sie erfüllen eine wichtige Aufgabe. Sie werfen einen Teil des Sonnenlichts zurück ins All und bremsen so die Aufheizung der Erdoberfläche.

Satellitendaten für den Zeitraum von 2003 bis 2024 zeigen, dass dieser Wolkenschutz schwächer wird. Dadurch gelangt mehr Sonnenenergie ins Klimasystem. Wie das Fachjournal Atmospheric Chemistry and Physics berichtet, geht rund die Hälfte des Anstiegs beim Energieungleichgewicht der Erde in diesem Zeitraum auf den Rückgang tiefer Wolken zurück.

Paulo Ceppi, Klimaforscher vom Imperial College London, ordnet die Entwicklung als menschengemacht in CarbonBrief ein: Treibhausgase, veränderte Aerosole und wärmere Ozeane tragen zusammen maßgeblich dazu bei, dass der natürliche Schutzschirm der Erde dünner wird.

Weniger Wolken lassen mehr Sonnenenergie auf die Erde

Tiefe Wolken liegen oft über den Ozeanen und wirken dort wie ein heller Schutzschirm. Sie reflektieren einen Teil der Sonnenstrahlung zurück ins All und bremsen so die Erwärmung. Dieser Schutzschirm ist in den vergangenen zwei Jahrzehnten schwächer geworden. Satellitendaten von Juli 2003 bis Juni 2024 zeigen, dass tiefe Wolken weltweit zurückgehen. Nach Berechnungen des Teams nahm dadurch die Aufnahme von Sonnenenergie um 0,22 Watt pro Quadratmeter pro Jahrzehnt zu.

Das Energieungleichgewicht der Erde beschreibt die Differenz zwischen einfallender Sonnenstrahlung und der Wärme, die der Planet wieder ins All abgibt. Nimmt die Erde mehr Energie auf, als sie verliert, steigt ihre Temperatur. Das hat sich seit 2003 verstärkt: Im Schnitt wuchs dieses Ungleichgewicht um 0,44 Watt je Quadratmeter pro Jahrzehnt. Über gut 20 Jahre hat es sich damit mehr als verdoppelt.

„Der Rückgang der Bewölkung war für die Hälfte des Anstiegs des Energieungleichgewichts der Erde verantwortlich“, sagt Ceppi.

Tiefe Wolken und Erderwärmung verstärken sich gegenseitig

Wärmere Ozeane verändern Temperatur, Feuchtigkeit und Luftschichtung in den unteren Atmosphärenschichten. Dadurch lösen sich tiefe Wolken leichter auf. Fehlen diese Wolken, trifft mehr Sonnenlicht auf die Meeresoberfläche. Das Wasser erwärmt sich weiter, und der Effekt verstärkt sich.

Ceppi nennt niedrige Wolken deshalb „eine Art Sonnenschutz der Erde“. Wird dieser Schutzschirm dünner, verliert das Klimasystem einen kühlenden Puffer. Die Wolken reagieren also nicht nur auf die Erwärmung – sie treiben sie zusätzlich an.

Drei menschliche Faktoren beschleunigen den Trend

Besonders wichtig ist die Frage nach dem Warum. Die Auswertung kommt zu dem Ergebnis, dass hinter dem Wolkenrückgang vor allem menschengemachte Einflüsse stehen. Den größten Anteil hat die Erwärmung der Ozeane selbst. Sie erklärt rund 40 Prozent des Trends. Danach folgen Treibhausgase mit etwa 20 bis 21 Prozent und veränderte Aerosole mit rund 14 Prozent.

Aerosole sind winzige Partikel in der Luft, die unter anderem bei der Verbrennung fossiler Energieträger entstehen. Sie können die Wolkenbildung beeinflussen, weil sich an ihnen Wassertröpfchen bilden. Sinken die Aerosolmengen, etwa durch sauberere Luft, kann das regional und global auch die Wolkenbildung verändern. Zusammengenommen erklären diese drei menschengemachten Faktoren rund 74 Prozent des beobachteten Rückgangs. Natürliche Klimaschwankungen kommen nur auf rund 3 Prozent.

Sauberere Luft hat eine komplizierte Nebenwirkung

Weniger Luftverschmutzung ist für Gesundheit und Umwelt ein klarer Fortschritt. In der Atmosphäre hat sauberere Luft wie gesagt aber noch einen zweiten Effekt: Sinken bestimmte Aerosole, entstehen teils auch weniger Wolken. Damit schwächt sich der kühlende Albedo-Effekt ab, also die Fähigkeit der Erde, Sonnenlicht zurück ins All zu reflektieren.

Der Effekt wirkt mit den anderen menschengemachten Faktoren zusammen. Treibhausgase halten zusätzliche Wärme in der Atmosphäre. Wärmere Ozeane verändern Feuchtigkeit und Luftschichtung. Geringere Aerosolmengen können den Wolkenschutz weiter ausdünnen. „Der Rückgang der Bewölkung wurde in erster Linie durch den Menschen verursacht und nicht durch natürliche Schwankungen“, sagt Ceppi.

Klimamodelle werden in einem Punkt eher bestätigt

Der Rückgang niedriger Wolken liegt innerhalb der Spannweite heutiger Klimamodelle. Der Effekt ist dort also grundsätzlich bereits enthalten. Zugleich bleibt offen, warum das Energieungleichgewicht der Erde zuletzt insgesamt stärker gestiegen ist. Tiefe Wolken erklären einen wichtigen Teil, aber nicht alles. Auch hohe Wolken, Wasserdampf sowie Veränderungen an Eis- und Meeresoberflächen dürften mitwirken. Ceppi fasst zusammen:

Unsere Ergebnisse bedeuten, dass sich die jüngste Erwärmung noch sicherer menschlichen Aktivitäten zuordnen lässt.

Kurz zusammengefasst:

Tiefe Wolken kühlen die Erde, weil sie Sonnenlicht zurück ins All werfen. Seit 2003 nimmt diese Wolkendecke weltweit ab, wodurch mehr Energie im Klimasystem bleibt und sich die Erde zusätzlich erwärmt.
Der Rückgang tiefer Wolken erklärt rund die Hälfte des Anstiegs beim Energieungleichgewicht der Erde. Den größten Anteil daran haben menschengemachte Faktoren wie wärmere Ozeane, Treibhausgase und veränderte Aerosole.
Klimamodelle erfassen diesen Wolkeneffekt grundsätzlich bereits. Offen bleibt aber, warum das Energieungleichgewicht der Erde insgesamt zuletzt noch stärker gestiegen ist als erwartet.

Übrigens: Nicht nur tiefe Wolken zeigen, wie komplex das Klimasystem reagiert – auch neue Eisfunde aus der Antarktis machen deutlich, dass frühere Klimaveränderungen nicht allein mit CO₂ zu erklären sind. Die Daten reichen drei Millionen Jahre zurück und zeigen, dass auch Ozeane, Eisschilde und andere Prozesse kräftig mitwirkten – mehr dazu in unserem Ar tikel.