Die größten Wüsten der Erde finden sich in den Subtropen. Dort sinkt die in den Tropen aufgestiegene, polwärts ziehende Luft wieder ab. Dieses Absinken erzeugt ein stabiles Hochdruckgebiet am Boden und eine Inversionsschicht, die die Bildung von Regenwolken unterdrückt.
Dieser atmosphärische Mechanismus steckt etwa hinter der größten Trockenwüste der Welt, der Sahara mit einer Fläche kaum kleiner als Europa.
Auch tausende Kilometer vom Meer entfernt oder im Regenschatten der größten Gebirge der Welt haben sich weite Wüstenlandschaften gebildet, etwa die Wüste Gobi in Zentralasien.
Keines dieser Kriterien trifft auf Europa zu. Und doch ist Wüstenbildung, fachsprachlich Desertifikation, auch hier zunehmend ein Problem. Besonders betroffen davon sind Süd- und Südosteuropa.
"Die meisten Balkanländer sind aufgrund von Übernutzung und Klimawandel von immer stärkeren Dürren betroffen", erklärt der griechische Meteorologe Michalis Sioutas. In Griechenland ist es rund ein Drittel der Landesfläche. Ähnlich hoch ist der Anteil in Bulgarien. In Spanien ist gar die Hälfte der Landesfläche betroffen, und auch Italien, Portugal, Serbien und weitere Länder kämpfen mit der Austrocknung ihrer Landschaften.
Besonders prekär ist die Situation in Zypern. Die Insel in der nordöstlichen Ecke des Mittelmeers erlebt seit den 2020er Jahren immer heftigere Dürren. Schon bis Mitte des Jahrhunderts könnten hier 40 Prozent der Fläche aufgrund von Wüstenbildung verloren gehen.
Zehn Prozent mehr Regen durch "Cloud Seeding"
Nun bedeutet das weder für Zypern noch für andere Gebiete Europas, dass dort demnächst Sahara-ähnliche Zustände drohen. Desertifikation beschreibt die Degradierung von ohnehin schon trockenen Gebieten. Der Boden verliert aufgrund von Austrocknung und Erosion seine Fruchtbarkeit, die Vegetation schwindet.
Im Flachland Zyperns fallen im Jahr nur rund 300 Millimeter Niederschlag – halb so viel wie in Brandenburg – bei Sommerdurchschnittstemperaturen von über 30 Grad. Gleichzeitig sind die Süßwasserreserven in den vergangenen Jahrzehnten stark geschrumpft, sodass heute etwa 70 Prozent des Trinkwassers aus energieaufwendiger Meerwasserentsalzung stammen.
Eine umstrittene Technologie soll Zypern nun Entlastung bringen – zumindest hofft das Michalis Sioutas. Der Meteorologe veröffentlichte im vergangenen Jahr mit Kollegen eine Studie über das Potenzial von Wolkenimpfung, englisch cloud seeding. Dabei werden winzige Partikel in Wolken gesprüht, um die Tropfen- oder Eisbildung anzuregen.
Laut Sioutas könnte der Jahresniederschlag auf Zypern so um durchschnittlich rund zehn Prozent steigen. "Das klingt nach wenig, ist aber eine Menge", erklärt der Meteorologe. Regne ein einziges mittelgroßes Wolkensystem, etwa während eines Tages mit Gewittern, um zehn Prozent mehr ab, könne das genug Wasser erzeugen, um eine Stadt wochen- oder monatelang zu versorgen.
Cloud Seeding könne die Entsalzungsanlagen nicht ersetzen, betont er, sei aber eine sinnvolle Ergänzung. Die Kosten seien vergleichsweise gering, und die Methode sei trotz der benötigten Flugzeuge klimafreundlicher: Laut Studie entstünden dabei weniger als 0,05 Prozent der Treibhausgasemissionen, die durch die gegenwärtigen Entsalzungsanlagen anfallen.
Faktenlage spricht nicht für breite Anwendung
Die Idee der Wolkenimpfung ist nicht neu. Sie existiert seit den 1940er Jahren, kam aber aufgrund von Zweifeln an ihrer Wirksamkeit über Pilotprojekte meist kaum hinaus.
Die Partikel – oft Kochsalz in warmen Wolken oder Silberjodid in kalten – dienen als Kondensationskeime. Salz zieht Wasser an, Tropfen wachsen schneller und fallen als Regen. Silberjodid unterstützt mit seinem dem Eis ähnlichen Kristallstruktur unterkühltes Wasser beim Gefrieren, die Eiskristalle wachsen schneller und fallen als Schnee.
Noch kurz nach der Jahrtausendwende stellte der US-Forschungsrat NRC fest, dass nach fast 55 Jahren Forschung kein eindeutiger Nachweis für die Wirksamkeit der Technik vorlag. Auch Studien aus den 2010er Jahren gaben wenig Anlass zu Optimismus. Durch neue statistische Verfahren gelingt es nun aber immer besser, den Effekt der Technologie von der natürlichen Variabilität eines hochkomplexen und dynamischen Wettersystems zu unterscheiden.
In den letzten Jahren zeigen einige Studien tatsächlich erste, zarte Erfolge – vor allem bei der Schneefallsteigerung. Die UN-Wetterbehörde WMO schreibt in einem Statement aus dem vergangenen Jahr, unter den richtigen Bedingungen könne Cloud Seeding mehr Niederschlag bringen. Dennoch bleibe vieles unsicher, und Ergebnisse einzelner Untersuchungen seien kaum auf andere Regionen übertragbar.
"Wir können kein Wasser in die Luft zaubern und keine Wolken aus dem Nichts entstehen lassen", erklärt Sioutas. Damit Cloud Seeding Wirkung zeigt, müssten die Voraussetzungen stimmen. Es brauche genügend Wolken am Himmel mit ausreichender Wasserkonzentration und starke Aufwinde.
Die Suche nach der Wolkenimpf-Signatur
In Zypern ist das laut Sioutas' Studie an 47 bis 56 Tagen im Jahr der Fall, vor allem in den Herbst- und Wintermonaten. Für die Analyse nutzte sein Team historische Regen- und Blitzdaten und analysierte die Wolkentiefe mithilfe von Satellitendaten.
Auf dieser Grundlage schlagen die Forschenden einen siebenmonatigen Testlauf auf der Insel vor. Zwar sei dieser Zeitraum zu kurz, um belastbare wissenschaftliche Resultate zu erzielen, sagt Sioutas. Er reiche jedoch aus, um zu klären, ob eine mehrjährige Versuchsreihe angeschlossen werden solle.
Die WMO schlägt in ihrem Papier eine Handvoll Methoden vor, um den Effekt des Wolkenimpfens zu untersuchen. Da ist einmal der statistische Vergleich historischer Niederschlagsmengen mit den Mengen nach der Wolkenimpfung unter ähnlichen Wetterbedingungen. Mit neueren statistischen Verfahren lässt sich die natürliche Variabilität immer besser herausfiltern – Restunsicherheiten bleiben jedoch.
Weitere Ansätze nutzen Fernerkundungsdaten, um Unterschiede in Wolkenvolumen und ‑tiefe zu erkennen und nach typischen "Wolkenimpfungs-Signaturen" zu untersuchen. Auch simulationsbasierte Modelle, gespeist mit Beobachtungsdaten, werden von der WMO empfohlen.
Zusätzlich lassen sich Wolkenproben direkt aus der Luft entnehmen, um die Mikrophysik zu untersuchen. Dabei analysieren Forschende zum Beispiel die Größe und Konzentration der Tropfen. Dieses Verfahren könnte gerade in einer kürzeren Pilotphase wertvolle Einblicke liefern.
Wissenschaftlich bleibt die Skepsis dennoch groß. Viele Länder – darunter Frankreich, Spanien und Deutschland – nutzen die Technologie bereits seit Jahrzehnten, allerdings mit dem Ziel, Hagel zu verhindern. Die Wirksamkeit ist hierbei sogar noch schlechter belegt.
Die Great-Salt-Lake-Fantasie
Gegen die weltweite Entwicklung der Wüstenbildung sei Wolkenimpfung kein wirksames Mittel, erklärt Ulrike Lohmann, Professorin für Atmosphärenphysik an der ETH Zürich. Sie verweist auf Meldungen aus China vom letzten Jahr, wonach das Land mit dem Ansatz so viel zusätzlichen Niederschlag produziert hat, "um 30 olympische Schwimmbecken zu füllen".
"Hochgerechnet auf die Fläche, über der 'geimpft' wurde, kommt man damit auf 0,01 mm Niederschlag", rechnet Lohmann vor. Ähnliche Mengen habe ein Einsatz im US-Bundesstaat Wyoming erbracht. Diese Regenmengen seien so winzig, dass sie kaum eine Rolle spielten, erklärt die Klimawissenschaftlerin.
Nicht nur das geringe Potenzial, sondern auch eine gesellschaftliche Skepsis gegenüber dem technologischen Eingriff ins Wettergeschehen haben den großflächigen Einsatz in Europa bislang verhindert.
Die WMO konstatiert, dass es bislang keine Belege für negative Effekte für Umwelt oder Menschen gebe. Das könne sich aber möglicherweise ändern, so die Organisation, wenn deutlich größere Mengen an Salz oder Silberjodid ausgebracht würden oder wenn mit anderen Stoffen gearbeitet werde.
Wenn über Jahrzehnte immer wieder in demselben Gebiet Silberjodid eingesetzt werde, könne das negative Umweltauswirkungen haben, betont auch Lohmann. Theoretisch könne der Regen auch in Regionen "stromabwärts" fehlen.
Lohmann: "Da das Wolkenimpfen zur Niederschlagserzeugung aber so ineffizient ist, ist diese Gefahr nicht sehr groß."
Mit großen Nebenwirkungen dürfte bei einem – wie von Sioutas geplant – "sehr regionalen und kurzzeitigen Einsatz" also nicht zu rechnen sein.
Neben China und den USA experimentieren auch der Iran und die Vereinigten Arabischen Emirate regelmäßig mit Cloud Seeding zur Niederschlagssteigerung. In Indien kommt die Technik zum Einsatz, um Smog in Großstädten zu bekämpfen – auch hier ohne belegte Wirksamkeit.
All das hindert neu entstandene Wolkenimpf-Start‑ups nicht daran, mit teils fabulösen Versprechen für sich zu werben. Der Gründer des Start-ups Rainmaker, Augustus Doricko, behauptete etwa, den Great Salt Lake wieder auffüllen zu können. Der Salzsee in Utah hat seit Mitte des 19. Jahrhunderts die Hälfte seines Volumens verloren – mehr Wasser, als alle deutschen Seen zusammen, ausgenommen den Bodensee, fassen.
