Zunehmender Flugverkehr beeinträchtigt klare und kontrastreiche Sicht in der Atmosphäre

Durch die Emission von Wasserdampf aus den Flugzeugtriebwerken bilden sich im oberen Bereich der Troposphäre sichtbare Kondensstreifen, die in vielen Fällen in Cirruswolken übergehen. Nach einer Untersuchung von Boucher, O., Universität Lille, nahmen die Cirruswolken allein im Jahrzehnt 1982 bis 1991 weltweit über Land um etwa 1%, über den Ozeanen um 3,5% zu. Über dem Nordatlantik lag die Zunahme aufgrund des starken Flugverkehrs bei mehr als 7%, über den USA mit dem stärksten Flugverkehr bei Flugrouten bis zu 16%.  

Die dünnen Cirruswolken lassen das meiste Sonnenlicht ungehindert passieren, behindern jedoch die Rückstrahlung der am Boden entstandenen Infrarotstrahlung in den Weltraum. Damit tragen sie nach neuesten Erkenntnissen zur Klima-Erwärmung bei. Die nachfolgenden Fotos zeigen Beispiele von Kondensstreifen und ihrem Übergang in Cirruswolken an verschiedenen Tagen über dem Rheintal. Das Phänomen tritt vor allem an Tagen auf, bei denen der Himmel ohne Flugzeuge strahlend blau wäre. Die durch Flugzeuge entstehenden Kondensstreifen verbreitern sich und wandeln sich innerhalb von 20 bis 100 Minuten in Cirruswolken um. Der frühmorgens meist noch blaue Himmel geht im Laufe des Vormittags durch die Kondensstreifen in eine weißgraue Cirruswolkenbedeckung über.  

Ein zusätzlicher Effekt entsteht durch Partikelemissionen in den Abgasen der Flugzeugmotoren. Diese bilden in den ansonsten relativ reinen Luftschichten in 8-10 km Höhe Kondensationskeime, an denen sich Eiskristalle bilden. Dies begünstigt die Bildung von Cirruswolken zusätzlich. Dieser Effekt tritt auch nach Verdünnung der Flugzeugabgase fernab der Flugrouten auf. 

Cirruswolken haben neben dem Treibhauseffekt noch einen anderen Effekt, der bisher unbeachtet blieb: Sie streuen das Sonnenlicht und verändern dadurch die Sichtverhältnisse in der Atmosphäre.  

Sichtbare Cirruswolken durch den Flugverkehr bilden sich vor allem an klaren Sonnentagen, die früher (ohne Flugverkehr) von strahlend blauem Himmel und klarer und kontrastreicher Sicht in der Atmosphäre geprägt waren. Die Cirruswolken bewirken eine Streuung des Sonnenlichts an den kleinen Eiskristallen der Wolken. Dadurch wird aus parallelem Sonnenlicht diffuses Sonnenlicht (siehe Grafik), welches sowohl das tiefe Blau des Himmels in ein graublau verwandelt als auch den bei parallelem Sonnenlicht hohen Kontrast in der Atmosphäre (klare Schattenbildungen) in eine kontrastarme Sicht verändert. 

Diese ästhetische Beeinträchtigung durch den Flugverkehr wurde bisher noch nicht genauer untersucht. Es ist z.B. nicht bekannt, welche Auswirkungen der Rückgang klarer, tiefblauer, kontrastreicher Sonnentage auf die Psyche des Menschen, z.B. auf depressiv veranlagte Menschen hat. 

Die folgende Grafik zeigt die Entwicklung des Personenflugverkehrs in der Bundesrepublik Deutschland von 1960 - 2000.

Die Grafik "Änderung der Häufigkeit von Cirruswolken 1982-1991" zeigt die Ergebnisse der Studie von O. Boucher. Aufgetragen sind die prozentualen Änderungen im Jahrzehnt 1982-1991 in den verschiedenen Regionen der Erde und in den verschiedenen Jahreszeiten. Dabei ist jeweils unterschieden zwischen Durchschnittswerten der jeweiligen Region (helle Farben) und den Werten unter Flugkorridoren (satte Farben). Die höchsten Werte treten in Flugkorridoren der USA auf (z.B. +16% im Frühjahr und Frühsommer), wo der Flugverkehr am weitesten entwickelt ist.

Berücksichtigt werden muss, dass die angegebenen Änderungen nur für das Jahrzehnt 1982-1991 gelten. Wie die Grafik "Luftverkehr BRD Personen" zeigt, nahm der Flugverkehr sowohl vor 1982 als auch nach 1991 weiter deutlich zu. So liegt z.B. die Zunahme des Personenluftverkehrs in der Bundesrepublik Deutschland im Zeitraum von 1960-1997 beim 3,6-fachen der Zunahme im Jahrzehnt 1982-1991.

Der Einfluss von Kondensstreifen und daraus entstehenden Cirruswolken auf den Treibhauseffekt wurde erstmals durch Ulrike Burkhardt und Bernd Kärcher vom Institut für Physik der Atmosphäre des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen quantitativ berechnet. Dabei ergab sich, dass dieser Effekt des Flugverkehrs  innerhalb eines Jahres stärker zur Erderwärmung beiträgt als das gesamte von Flugzeugen seit Beginn der Luftfahrt ausgestoßene Kohlendioxid.

Bisher werden weder der Ausstoß von Kohlendioxid noch die Auswirkungen der Kondensstreifen des Flugverkehrs auf den Treibhauseffekt begrenzt.

Literatur:
Boucher, Olivier, Laboratoire d’Optique Atmosphérique, U.F.R de Physiqué, Université de Lille: Air traffic may increase cirrus cloudiness, Nature, Vol 397, 7.Jan.1999, p. 30f.
Burkhardt, Ulrike; Kärcher, Bernd , Global radiative forcing from contrail cirrus, Nature Climate Change 1, 54–58, 2011

Nachtrag Juli 2019: