Umwelt: Schifffahrt verursacht stärkere Gewitter – Mehr Blitze durch Aerosole

Es raucht und blitzt

Dort wo viele Seeschiffe fahren, treten stärkere Gewitter auf, haben Wissenschaftler entdeckt. Ab dem nächsten Jahr könnte sich dies durch strengere Vorschriften für Kraftstoffe ändern.

Aerosole, die durch Schiffe in die Luft geblasen werden, fungieren als Kondensationskeime und sorgen für stärkere Gewitter mit mehr Blitzen. © Josep Castells

Ab dem 1. Januar 2020 müssen Reedereien auf Kraftstoffe umsteigen, die weniger als 0,5 Prozent Schwefel enthalten, das schreibt die Internationale Seeschifffahrts-Organisation (IMO) vor. Bisher war im verwendeten Schweröl noch ein siebenmal höherer Schwefelanteil von bis zu 3,5 Prozent erlaubt. Zum Vergleich: Für PKW-Diesel liegt der Grenzwert bei 0,001 Prozent Schwefel. Eine Studie kam 2018 zu dem Ergebnis, dass diese Änderung weltweit etwa 150.000 Todesfälle und 7,6 Millionen Asthmafälle bei Kindern verhindern würde. So weit so erfreulich. Und was hat das mit Segeln zu tun?

Eine Studie, die Blitze rund um den Globus kartierte, fand heraus, dass Blitzeinschläge fast doppelt so oft direkt über stark befahrenen Schifffahrtsrouten im Indischen Ozean und im Südchinesischen Meer auftreten als in direkt daran angrenzenden Seegebieten. Wie bitte? Blitze werden von Schiffen verursacht? Ja genau.

Natürlicherweise treten Blitze vermehrt im Bereich des Äquators auf und werden zu den polaren Regionen hin weniger. Die Blitzintensivität kann als Maß für die Stärke eines Gewitters genutzt werden, da Blitze nur in Gewitterwolken auftreten. Der in der Untersuchung gefundene lokale Unterschied in der Blitzaktivität lässt sich aber nicht durch Wetterveränderungen erklären, so die Autoren der Studie. Sie kamen zu dem Schluss, dass die im Schiffsabgas ausgestoßenen Partikel die Form der Sturmwolken über dem Meer verändern.

Wie kann das sein?

Alle Verbrennungsmotoren emittieren Abgase, die mikroskopisch kleine Partikel von Ruß und Verbindungen von Stickstoff und Schwefel enthalten. Diese Partikel, die als Aerosole bezeichnet werden, bilden den für Großstädte typischen Smog und Dunst. Die Aerosole wirken auch als sogennate Wolkenkondensationskeime. Sie sind die Samen, aus denen sich Wolken bilden. Wasserdampf kondensiert um Aerosole in der Atmosphäre und bildet so Tröpfchen, die anschließend zu Wolken werden.

Wassermoleküle benötigen also Aerosole, um zu Wolken zu kondensieren. Wo die Atmosphäre nur wenige Aerosolpartikel hat – zum Beispiel über dem Ozean – haben Wassermoleküle weniger Partikel zur Verfügung, so dass Wolkentropfen groß sind. Wenn der Luft mehr Aerosole zugegeben werden, wie zum Beispiel aus dem Schiffsabgas, haben Wassermoleküle zahlreiche Partikel zur Verfügung: Es bilden sich mehr, aber dafür kleinere Wolkentropfen. Da diese Tropfen leichter sind, wandern diese höher in die Atmosphäre, und mehr von ihnen erreichen die Gefrierlinie. Es entsteht mehr Eis, und es bilden sich die typischen Cumulonimbus- oder Gewitterwolken. Sturmwolken werden elektrisiert, wenn Eispartikel miteinander und mit aufgetauten Tröpfchen in der Wolke kollidieren, wobei die elektrische Ladung entsteht. Blitze sind dann die Art und Weise, wie diese aufgebaute elektrische Spannung neutralisiert wird.

Frachtschiffe, die die Ozeane überqueren, geben kontinuierlich Abgase ab und erhöhen den Aerosolgehalt der Luft.

Oben erkennt man die Verteilung und Häufigkeit der Blitze, unten die durch die Schifffahrt verursachten Emissionen. Im Bereich der Malakka-Straße und im Südchinesischen Meer verlaufen Blitze und Emissionen fast identisch.
© Thornton et el/Geophysical Research Letters/AGU

Die Wissenschaftler betrachteten die Positionen von 1,5 Milliarden Blitzen aus den Jahren 2005 bis 2016. Verglichen wurden die Blitzpositionsdaten mit Karten der Abgasfahnen von Schiffen aus einer globalen Datenbank der Schiffsemissionen. So fand das Team heraus, dass im Durchschnitt fast doppelt so viele Blitzeinschläge über den beiden großen Schifffahrtsrouten durch die Straße von Malakka und in das Südchinesische Meer niedergehen, als in benachbarten Meeresgebieten mit ähnlichem Klima.

Die meisten Schiffe, die den nördlichen Indischen Ozean durchfahren, folgen einem schmalen, fast geraden Weg etwa 6 Grad nördlich, zwischen Sri Lanka und der Insel Sumatra. Östlich von Sumatra fahren Schiffe nach Südosten durch die Straße von Malakka, umrunden Singapur und nehmen Kurs Nord-Ost in das Südchinesische Meer. Die Aerosolpartikel-Emissionen auf diesen Schifffahrtsrouten sind zehnmal höher als in anderen Schifffahrtsrouten der Region und gehören zu den höchsten weltweit.

Wenn sich nun demnächst, wie von der IMO vorgeschrieben, ab 2020 der Schwefelgehalt des Schweröls im Seeschiffsverkehr deutlich verringert, wird dies auch Einfluss auf den Aerosolgehalt der Luft und damit auf die Gewitterstärke nehmen. Segler, die in den genannten Seegebieten in Südostasien unterwegs sind, können sich also darauf freuen, vielleicht bald weniger starken Gewittern zu begegnen.

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