In der Diskussion um den Klimawandel ist Kohlendioxid als Treibhausgas bekannt, das der Erde einheizt. Seine Rolle in den oberen Atmosphärenschichten, der Thermosphäre, ist dagegen eine ganz andere: Hier wirken die Moleküle kühlend. Modelle hatten eine Zunahme der Gaskonzentrationen in der Thermosphäre vorhergesagt. Messdaten aus etwa 100 Kilometer Höhe zeigen nun jedoch, dass der Anstieg sogar unterschätzt wurde.

Messungen des Kohlendioxidgehalts der Thermosphäre sind rar, da Ballone und Flugzeuge diese Höhe nicht mehr erreichen. John Emmert vom Naval Research Laboratory und seine Kollegen werteten nun Satellitendaten aus den Jahren 2004 bis 2012 aus. Sie analysierten dabei einen kombinierten CO_x-Wert für Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, da die Sonneneinstrahlung den Abbau von CO₂ zu CO auslöst. So konnten die Forscher Unsicherheiten durch Schwankungen in Abhängigkeit vom Sonnenzyklus und dem saisonalen Sonnenstand umgehen.

Den Ergebnissen zufolge stieg der Gehalt an CO_x im Mittel um 23,5 ppm pro Jahrzehnt. Das sind 10 ppm mehr, als Modellberechnungen ergeben haben. Die Forscher vermuten, dass Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation mehr Kohlendioxid in die höheren Atmosphärenschichten eintragen und untermauern dies auch: Steigerten sie in einem Klimamodell die vertikale Durchmischung um 15 Prozent pro Jahrzehnt, entsprachen die Ergebnisse ihren Messwerten.

Die Zunahme an Kohlendioxid bewirkt in der Thermosphäre nicht nur eine Abkühlung, sondern verringert auch die Dichte in einer gegebenen Höhe. Dies wirkt sich nachhaltig auf die Bahn von Satelliten und Weltraumschrott aus, die dadurch eine geringere Zugkraft in Richtung Erde erfahren und so länger ohne Korrekturmaßnahmen in ihrer Umlaufbahn verbleiben können.