Was die Sonneneinstrahlung variieren lässt

Ohne Sonnenlicht gäbe es kein Leben auf der Erde. Doch wie viel Sonnenlicht an der Oberfläche ankommt, ist nicht überall und zu jeder Zeit gleich, sondern hängt auch vom Wetter und von der Luftverschmutzung ab. Im Schnitt bringt es die einfallende Sonnenstrahlung auf 1361 Watt pro Quadratmeter. Wie stark sich eine mal mehr, mal weniger saubere Atmosphäre darauf auswirkt, zeigt nun eine Studie in der Fachzeitschrift „Advances in Atmospheric Sciences“ für nahezu alle Weltregionen.

Gemeinsam mit seinen Kolleginnen und Kollegen analysierte Martin Wild von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich zahlreiche Messdaten aus wissenschaftlichen Veröffentlichungen. Die Daten stammen von Messungen mit Satelliten und Lichtsensoren auf der Erde. Dabei fokussierten sich die Forschenden darauf, wie die Luftverschmutzung die Sonneneinstrahlung beeinflusst, und betrachteten sowohl natürliche Ursachen wie Vulkanausbrüche als auch die Nutzung fossiler Brennstoffe.

Beide Quellen bringen mehr Schmutzpartikel in die Atmosphäre, Aerosole genannt. Das hat mehrere Folgen: Zum einen reflektieren sie einfallendes Sonnenlicht und verringern so die Energie, die an der Erdoberfläche ankommt. Zum anderen können an Aerosolen Wassertröpfchen kondensieren und Wolken entstehen, die ebenfalls Sonnenlicht abschirmen.

Globale Auswirkungen der unterschiedlichen Sonneneinstrahlung

„Die Menge an Sonnenlicht auf der Erdoberfläche ist nicht stabil über viele Jahre und kann substanziell über Jahrzehnte schwanken“, ordnet Wild ein. Vor allem durch fossile Brennstoffe sank in den 1950er- bis 1980er- Jahren weltweit die Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche – und zwar um gut 20 Watt pro Quadratmeter. Anschließend sorgten Maßnahmen gegen die Luftverschmutzung dafür, dass in den USA, Europa und Japan die Atmosphäre zunehmend aufklarte und die Sonneneinstrahlung ab den 1980er-Jahren wieder zunahm. In China setzte dieser Trend zeitlich versetzt ein. Erst nach der Jahrtausendwende stieg die Strahlungsleistung auf der Erdoberfläche auch dort wieder an. In Indien hingegen ist dieser Wandel bisher noch nicht zu beobachten. Dort nimmt die Strahlungsleistung noch immer ab – bedingt durch die enorme Luftverschmutzung.

Auch wenn die Variation von 10 bis 30 Watt bei durchschnittlich 1361 Watt gesamter Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter klein erscheint, wirkt sich der Effekt merklich aus. In China etwa ging die Reisernte je nach Region um 3 bis 30 Prozent in den 1960er- bis 1990er-Jahren zurück – was sich auf die verringerte Strahlungsleistung zurückführen ließ. Außerdem könnte dort die nun sauberere Luft um bis zu 16 Prozent mehr Strom aus Solarenergie führen.