Wasserdampf ist nicht nur eines der häufigsten Gase in der Erdatmosphäre, sondern verursacht dank seiner starken Absorption von Infrarotstrahlung für sich genommen schon die Hälfte des gesamten globalen Treibhauseffekts. Davon ausgehend könnte man annehmen, dass eine Veränderung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Oberflächentemperatur des Planeten hat. Doch das ist zu kurz gedacht, wie Forscher um Andrew Lacis von der US-Raumfahrtbehörde NASA in einem Satz von Computersimulationen demonstrierten. Sie ließen ein etabliertes Klimamodell berechnen, was passiert, wenn man die verschiedenen Treibhausgase der Atmosphäre entzieht.

Obwohl Wasserdampf den bei Weitem stärksten Beitrag zur Erwärmung der Erdoberfläche leistet, gibt es einen entscheidenden Unterschied zwischen ihm und den anderen Treibhausgasen: Im Gegensatz zu Kohlendioxid oder Methan kann Wasser bei erdähnlichen Bedingungen auskondensieren. Sein Anteil an der Atmosphäre schwankt deswegen sehr stark und auf kurzen Zeitskalen abhängig von der Temperatur. Wird es auf der Erde kälter, verschwindet ein Teil des Wasserdampfes und mit ihm der Treibhauseffekt. Kohlendioxid dagegen bleibt jahrtausendelang in der Atmosphäre.

Das führt dazu, dass der Treibhauseffekt durch den Wasserdampf allein ohne die beständigen Treibhausgase nicht stabil ist. Würde das Kohlendioxid und die anderen persistenten Treibhausgase auf einen Schlag verschwinden, wären die Folgen dramatisch. Bereits im ersten Jahr der Simulation sank die mittlere Oberflächentemperatur der Modellerde um nahezu fünf Grad. Nach 50 Jahren sank der Wassergehalt der Atmosphäre um 90 Prozent und die Temperatur fiel im Durchschnitt auf eisige minus 21 Grad Celsius – ein Rückgang um 34 Grad. Lediglich in der Nähe des Äquators blieb die Temperatur knapp über dem Gefrierpunkt des Wassers.

Die Simulation der Forscher zeigt nicht nur, dass der Treibhauseffekt des Wassers als Sekundäreffekt abhängig von dem der nichtkondensierbaren Treibhausgase ist, sondern auch, wie wichtig solche positiven und negativen Rückkopplungseffekte für das Erdklima sind. (lf)