Wie Meeresplankton Wolken bilden – und warum das Klimamodelle grundlegend verändern könnte

Dieser Mechanismus ist besonders in kalter, sauberer Meeresluft effektiv, wo Schwefelsäure allein keine effiziente Partikelbildung ermöglicht .

Warum dies eine wissenschaftliche Wende ist

Jahrzehntelang ging die nach ihren Autoren Charlson, Lovelock, Andreae und Warren benannte „CLAW-Hypothese“ davon aus, dass DMS-Emissionen von Plankton über die Wolkenbildung das Klima regulieren könnten . Der Mechanismus galt jedoch als schwach oder unsicher . Die CLOUD-Experimente zeigen nun, dass der MSA-gesteuerte Pfad ein bedeutender, bislang übersehener Weg ist – insbesondere in den klimakritischen Regionen des Südpolarmeers und der Arktis .

„Die marine Biosphäre könnte besser in der Lage sein, zukünftige Reduktionen anthropogener Aerosole zu kompensieren, als bislang angenommen“, erklärte die CLOUD-Kollaboration .

Genauigkeit von Klimamodellen: Eine Lücke von 50 % bei der CCN-Konzentration

Die meisten globalen Klimamodelle haben die MSA-getriebene Neubildung von Partikeln nicht berücksichtigt. Als die CLOUD-Daten in das globale Aerosol-Klimamodell EMAC eingebaut wurden, waren die Ergebnisse verblüffend: Die Einbeziehung der MSA-getriebenen Partikelbildung und des Partikelwachstums führte zu einem Anstieg der Wolkenkondensationskeim-Konzentrationen über dem Südpolarmeer und den Polarregionen um mindestens 50 % .

Dies ist ein großer Effekt in einer der klimatisch bedeutendsten Regionen der Erde. Beobachtungsstudien untermauern die Wirkung: Über Phytoplankton-Blüten kann sich die Anzahl der Wolkentröpfchen verdoppeln, und der Radius der Wolkentröpfchen kann um 14 % schrumpfen, was einen kurzwelligen Strahlungsantrieb von bis zu -15 W/m² an der Atmosphärenobergrenze erzeugt – vergleichbar mit dem indirekten Aerosoleffekt über stark verschmutzten Regionen .

Da die vom Menschen verursachte Aerosolverschmutzung (etwa durch Maßnahmen zur Luftreinhaltung) abnimmt, könnten natürliche, von Plankton stammende Aerosole teilweise die Rolle der Wolkenkeimbildung übernehmen und damit die Vorhersagen darüber verändern, wie sich Wolken in einer saubereren Zukunft entwickeln .

Auswirkungen auf die Projektionen der zukünftigen Erwärmung

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die DMS-Wolken-Rückkopplung der Biosphäre stärker sein könnte als in den derzeitigen IPCC-Klimamodellen angenommen. Dies könnte eine natürliche negative Rückkopplung bedeuten, die die Erwärmung teilweise ausgleicht:

• Stärkste Abkühlung in Polarregionen: Modellstudien zeigen, dass bei einer globalen Zunahme der DMS-Emissionen der stärkste Abkühlungseffekt über der Arktis auftritt, verbunden mit Veränderungen der Rückkopplungen durch die Meereis-Albedo .

• Mögliche Abschwächung der arktischen Verstärkung: Wenn sich die Plankton-Wolken-Rückkopplung unter Erwärmung verstärkt (da wärmere Ozeane die biologische Aktivität und die DMS-Emissionen erhöhen könnten), könnte dies die projizierten Erwärmungsraten in der Arktis dämpfen .

• Größere Unsicherheit der Klimasensitivität: Da der MSA-Pfad in den meisten aktuellen Modellen fehlt, könnte die tatsächliche Klimasensitivität – also wie stark die Erwärmung bei einem bestimmten CO₂-Anstieg ausfällt – beeinflusst werden.

Wichtige Einschränkungen

Die Stärke dieser Rückkopplung bleibt unsicher. Einige frühere Studien fanden eine geringe Empfindlichkeit der CCN gegenüber Änderungen der DMS-Emissionen auf globaler Ebene, und die CLAW-Hypothese war umstritten . Die CLOUD-Ergebnisse beleben den Fall wieder und untermauern ihn, aber die vollständige Integration der MSA-Chemie in Erdsystemmodelle und die Validierung anhand von Beobachtungen ist noch im Gange . Die Ergebnisse sind sehr aktuell (veröffentlicht am 24.–25. Juni 2026) und wurden von der breiteren Klimamodellierungs-Community noch nicht bewertet.

Was als Nächstes kommt

Das CLOUD-Experiment liefert weiterhin mechanistisches Verständnis der Aerosolpartikelbildung, das in Klimamodelle parametrisiert werden kann . Die wichtigsten nächsten Schritte sind: die Integration der MSA-Chemie in IPCC-klassige Erdsystemmodelle, die Validierung der modellierten Effekte anhand von Feldbeobachtungen über dem Südpolarmeer und der Arktis sowie die Bewertung, wie sich die Rückkopplung unter verschiedenen Erwärmungsszenarien verändern könnte.

Was bereits klar ist: Die Biologie des Ozeans könnte bei der Entwicklung des zukünftigen Klimas ein größeres Wort mitzureden haben, als die Modelle ihr bisher zugestanden haben.