Contrails

Die Kondensstreifen entstehen erst ein Stück hinter den Triebwerken, wenn sich die Abgase abgekühlt haben.

Kondensstreifen einer vierstrahligen Lockheed C-141

„Straßenkreuzung am Himmel“ mit Mammatus-Ausstülpungen

Kondensstreifen-Perlenkette

großflächige Bedeckung des Himmels mit Kondensstreifen über Neuschottland

Kondensstreifen über Rheda-Wiedenbrück, Deutschland

Kondensstreifen sind künstliche Wolken aus flüssigen oder gefrorenen Wassertröpfchen. Sie entstehen, wenn Abgase von Luftfahrzeugen in kalte Luft mit hoher relativer Feuchtigkeit gelangen.

Entstehung

Bei der Verbrennung von Treibstoff in Flugzeugtriebwerken entstehen im Wesentlichen Kohlendioxid, Wasserdampf, Stickoxide und vor allem bei kerosinbetriebenen Triebwerken auch Ruß. Durch die tiefen Temperaturen im Bereich von −40 °C bei einer Höhenlage von rund 10 Kilometern, also in der oberen Troposphäre, kann die Luft nur wenig Wasserdampf aufnehmen und ist daher schon bei einer geringen absoluten Luftfeuchtigkeit gesättigt. Unterschreitet die Temperatur den Taupunkt, so kondensiert und gefriert bzw. resublimiert der Wasserdampf kurze Zeit nach Austreten der Abgase. Die dabei entstehende Wolke aus Eis ordnet man den hohen (Cirrus-)Wolken zu, das sind je nach vorherrschenden Wind-, Temperatur- und Feuchtigkeitsverhältnissen Wolken der Gattung Cirrus (vor allem bei starken Winden), Cirrocumulus (wenn beispielsweise schon andere Cc-Wolken zu sehen sind) oder Cirrostratus, wenn die Luft feucht und relativ ruhig ist. Rußteilchen wirken bei der Aggregatszustandsänderung des Wasserdampfs als Kondensations- oder Kristallisationskerne, wodurch sie den Vorgang beschleunigen. Optisch am auffälligsten, obwohl unschädlich und ein harmloses Abgas, ist jedoch der Wasserdampf.

Auch bei der Verbrennung von Raketentreibstoffen entstehen im Wesentlichen – je nach Art des Treibstoffs – Wasserdampf und gegebenenfalls auch feste Bestandteile wie Ruß. Die Booster von Feststoffraketen beinhalten vorwiegend Ammoniumperchlorat und Aluminium, woraus dann in allen Höhen sehr dichte Aerosolstreifen aus Salzsäure und Aluminiumoxid entstehen. Kondensstreifen von Raketen zeigen wegen des meist senkrechten Flugverlaufs und der Wirkung des Windes eine starke Abhängigkeit von Windrichtung und Windstärke. Daraus resultiert oft ein zickzackförmiger Verlauf, der jedoch nicht mehr der eigentlichen Flugbahn entspricht.

Persistenz und Wandel

Die Persistenz der Kondensstreifen, also ihre Langlebigkeit, wird stark durch die Gegebenheiten der Atmosphäre und insbesondere deren Schichtungsstabilität beeinflusst. An erster Stelle steht die Temperatur, da bei etwa −40 °C eine obere Grenze für die Herausbildung von Kondensstreifen besteht. Der genaue Wert hängt von zahlreichen Faktoren wie der Art des Treibstoffs oder der Luftfeuchte ab, wobei trockene Luft dazu führt, dass sich die Kondensstreifen gar nicht erst ausbilden oder sich recht schnell wieder auflösen. Dies ist bei etwa 80 % der Kondensstreifen mit einer Lebensdauer von unter einer bis wenigen Minuten der Fall. Bei feuchter Luft kann diese hingegen mehrere Minuten bis Stunden betragen, was ein Anzeichen für eine Wetterverschlechterung ist. Voraussetzung hierfür ist jedoch ein schwacher Wind, der in großen Höhen wenig bis nichts mit dem Wind am Boden gemein haben muss, sowohl in Richtung als auch Stärke. Scheren Kondensstreifen daher auseinander, statt sich einfach aufzulösen, kann es sich dennoch um feuchte Luft handeln.

Durch die Wirkung von Wind, Temperatur, Atmosphärenschichtung und Luftfeuchte sind die Erscheinungsbilder der Kondensstreifen, ihre Veränderung mit der Zeit und die Dauer ihrer Existenz folglich sehr unterschiedlich. Ein allgemein gültiger Lebenszyklus mit identischem Aussehen, wie er von Verfechtern der Existenz von Chemtrails zu deren Abgrenzung angeführt wird, existiert nicht. Zunächst verlieren die Kondensstreifen ihre linienartige Struktur und dehnen sich bei Windstille gleichmäßig aus, wobei in besonderen Fällen auch mammatusähnliche Ausstülpungen an der Unterseite beobachtet werden können. Dies kann bis zur Bildung gewöhnlicher Cirruswolken führen, deren Ursprung aus Kondensstreifen dann nicht erkennbar ist. Auch können die sonstigen Aerosolpartikel der Flugzeugabgase noch über Tage und vergleichsweise großräumig die Wolkenbildung verstärken.

Auswirkungen auf das Klima

Die künstlichen Kondensstreifen bedecken einen kleinen Teil des Himmels und reduzieren damit durch Reflexion an ihrer Oberseite tagsüber die Sonneneinstrahlung. Andererseits reduzieren sie durch die Reflexion der terrestrischen Ausstrahlung auch die natürliche Abkühlung der Erde, tragen also zur atmosphärischen Gegenstrahlung bei und beeinflussen damit die Albedo der Erdoberfläche (vgl. Wolke). Zudem können sie auch die Kondensation natürlich vorhandenen Wasserdampfes stimulieren. Es wird daher vermutet, dass das Klima durch die Kondensstreifen des Flugverkehrs beeinflusst wird. Die Stärke dieses Effekts und seine Rolle in Bezug auf die globale Verdunkelung bzw. auch globale Erwärmung sind bisher noch weitestgehend unbekannt, es wird jedoch lokal ein Einfluss auf die Globalstrahlung von bis zu 2 W/m² geschätzt. Kondensstreifen bedecken dabei persistent etwa 0,5 % des Himmels über Zentraleuropa, am Tag mit 0,7 % etwas mehr als rund 0,25 % in der Nacht. Dabei spielt die indirekte Bildung von Cirruswolken durch die Flugzeugabgase wohl eine weitaus größere Rolle als die direkte Bedeckung durch Kondensstreifen. Inwieweit der Anteil der Cirruswolken jedoch künstlichen oder natürlichen Ursprungs ist, kann nur schlecht gemessen werden.

Eine Untersuchung ergab, dass die Temperaturdifferenz zwischen Tag und Nacht während des dreitägigen Flugverbots über den USA vom 11. bis 14. September 2001 um 1,1 °C größer war als im Durchschnitt früherer Jahre. Die Aussagekraft einer einzigen Messung über einen derart kurzen Zeitraum ist jedoch, verglichen mit jahrzehntelangen Messreihen, äußerst gering.

Siehe auch

• Globale Verdunkelung – Studien und Hypothesen über die Verringerung der Sonneneinstrahlung auf der Erde durch von Menschen erzeugte Aerosole.
• Chemtrails – Kondensstreifen, die gemäß einer Verschwörungstheorie Chemikalien zur Verdunkelung der Erde enthalten sollen.

Weblinks

• IPCC und DLR: „Klimawirkung von Kondensstreifen deutlich geringer als erwartet – jedoch mehr Zirrenbildung durch Luftverkehr“
• www.wissenschaft.de: Bei Dunkelheit und im Winter ist der Einfluss von Kondensstreifen auf die Atmosphäre hoch – Bericht über eine Publikation im Wissenschaftsmagazin Nature (Bd. 441, S. 864, 2006)