Für die Studie wurden nicht nur Emissionen von Kohlendioxid (CO2) und Stickoxiden (NOx) miteinberechnet, sondern auch die Wirkung von Kondensstreifen und Kondensstreifen-Zirren, also Wolken aus Eiskristallen. Sie entstehen laut dem an der Studie beteiligten Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) "durch Flugzeugtriebwerke in großer Höhe bei passenden meteorologischen Bedingungen". Beachtung fanden in der Studie auch klimarelevante Emissionen wie Wasserdampf, Ruß, Aerosol- und Sulfat-Aerosolpartikel in den Abgasfahnen von Flugzeugtriebwerken.
IPCC liefert neue Metrik für Luftverkehr-Berechnung
Die für die Studie verwendetet Metrik wurde 2013 vom Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) eingeführt und soll eine umfassendere Berechnung der Klimawirkung des Luftverkehrs ermöglichen. Die Methode wird als "effektiver Strahlungsantrieb" (effective radiative forcing, ERF) bezeichnet und zeigt die Zunahme oder Abnahme des Gleichgewichts zwischen der von der Sonne erzeugten Energie und der von der Erde abgegebenen Energie - und zwar seit der Zeit vor der Industrialisierung. Dadurch konnten sich die Forscher auf das Strahlungsbudget der Erdatmosphäre fokussieren. Zudem können auch räumlich ungleich verteilte Effekte in der Rechnung berücksichtigt werden, wie zum Beispiel Kondensstreifen-Zirren, die global unterschiedlich auftreten und vom Flugverkehr sowie den Wetterbedingungen abhängen.
Flugverkehr - CO2-Emissionen und Kondensstreifen-Zirren
Durch die ERF-Metrik fanden die Forscher heraus, "dass der Einfluss der Kondensstreifen-Zirren weniger als die Hälfte der zuvor geschätzten Klimawirkung entfaltet, aber immer noch den größten Beitrag des Luftverkehrs zur globalen Erwärmung beisteuert", fasst Professor Robert Sausen vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen zusammen und fügt an: Kondensstreifen-Zirren reflektierten zwar solare Strahlung in den Weltraum, was kühlend wirke. Andererseits verringerten sie die Wärmeabstrahlung der Erde, was das Klima erwärme. "Im globalen Mittel dominiert der erwärmende Effekt."
Der zweitgrößte Einfluss auf die Klimaerwärmung durch den Luftverkehr entsteht durch die Kohlendioxid-Emissionen. Doch während Kondensstreifen-Zirren eher kurzlebig sind, beeinflussen CO2-Emissionen das Klima langfristig: Kohlendioxid ist ein Treibhausgas. Es hält sich viele Jahrhunderte lang und verteilt sich mit der Zeit gleichmäßig über die Erde.
Wie die Luftfahrt klimafreundlicher gemacht werden soll
Zum einen sollen Biotreibstoffe, Wasserstoff- und hybrid-elektrische Antriebe den Flugverkehr sauberer machen: Die Nutzung von Biotreibstoffen führe zu einer geringeren Emission von Ruß und damit zu einem kleineren Klimaantrieb aufgrund der Kondensstreifen-Zirren, sagt Ulrike Burkhardt vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen. Die Nicht-CO2-Effekte sollen durch eine Optimierung bei Flugrouten und -höhen verringert werden. Dadurch könnten Regionen und Flughöhen vermieden werden, in denen die Temperatur und die Luftfeuchte die Entstehung von Kondensstreifen begünstigen. Die Studie zur Wirkung des Luftverkehrs aufs Klima wurde am 3. September 2020 im "Journal Atmospheric Environment" veröffentlicht.
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