Wasserdampf in der Atmosphäre -
welchen Anteil hat er am Treibhauseffekt?

Die derzeitige Diskussion um CO₂-Reduktionen verführt dazu, andere Treibhausgase zu vernachlässigen. Und wenn von anderen Treibhausgasen die Rede ist, dann zumeist von Methan CH₄, Distickstoffmonoxid N₂O oder den Fluorchlorkohlenwasserstoffen FCKW.

Die altgewohnte Luftfeuchte lässt dabei fast vergessen: Das wichtigste Treibhausgas ist Wasserdampf. Man kann davon ausgehen, dass der bisher beobachtete Treibhauseffekt mindestens zur Hälfte durch den Wasserdampf verursacht wird. Er dient als Verstärker der primären Erwärmung durch Kohlendioxid. Hier sei angemerkt, dass frühere Modellrechnungen in ihrer Vorhersage der globalen Erwärmung zu hoch lagen, weil der Effekt des Wasserdampfes sogar überschätzt wurde. Auch Wasser in Form von Wolken trägt prinzipiell zum Treibhauseffekt bei. Doch wird die Absorption hier von einer Rückstreuung des Lichtes überkompensiert, so dass Wolken letztendlich zu einer Abkühlung durch verminderte Einstrahlung führen.

Der Effekt von Wasserdampf lässt sich auch nicht einfach auf eine Abhängigkeit von der totalen Konzentration in der Luft reduzieren. Vielmehr hängt er davon ab, wo (geographisch und in welcher Höhe) sich der Wasserdampf befindet, sowie ob und welche Art von Wolken er hervorruft. Anders als CO₂, das in der Atmosphäre relativ gleichmässig gemischt ist, zeigt Wasserdampf eine enorme Varianz in der lokalen Konzentration (man denke an die Wüsten und die tropischen Regenwälder), in der Höhe und damit nicht genug ändert sich die Luftfeuchte am gleichen Ort auch mit der Zeit. Spezifische Feuchten können zwischen wenigen mg/kg in der oberen tropischen Troposphäre bis zu etwa 30g/kg in der Grenzschicht (d.h. in den unteren Luftschichten) über dem tropischen Ozean liegen.

Die vorhergesagte und schon beobachtete Erwärmung der Atmosphäre hat sicherlich ihre Hauptursache im Anstieg der Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan. Findet diese Erwärmung aber einmal statt, so erhöht sich auch zwangsläufig der mittlere Wasserdampfgehalt der Atmosphäre. In welcher Weise dieser Feedback Effekt aber durch Absorption die Erwärmung verstärkt oder ihr durch Wolkenbildung in Summe entgegenwirkt ist noch Gegenstand intensiver Forschung.

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Text: Susanne Nawrath (Forschungszentrum Jülich)
Aufbereitung: Elmar Uherek (MPI für Chemie Mainz)