Klimareporter°: Frau Lohmann, Wolkenimpfung erlebt seit einigen Jahren einen Boom. Selbst die Tech-Branche in den USA interessiert sich mittlerweile für die Technik. Das Start-up Rainmaker, gefördert von dem umstrittenen Milliardär Peter Thiel, verspricht sogar, den Großen Salzsee in Utah durch KI-gesteuerte Wolkenimpfung mit Wasser zu füllen.
Wie sehen Sie diese Entwicklung?
Ulrike Lohmann: Es ist erschreckend. Für solche Aussagen fehlt jede wissenschaftliche Basis. Weltweite Versuche, ob in den USA, China oder anderswo, haben selbst unter idealen Bedingungen nur minimale Niederschläge erzeugt.
China behauptete letztes Jahr, genügend Niederschlag für 60 Swimmingpools erzeugt zu haben. Das entspricht auf die Fläche gerechnet gerade einmal 0,1 Millimetern. Das ist nichts. Niemand kann damit Seen auffüllen.
Jahrzehntelang galt: Eine Wirkung des Ansatzes sei nicht nachweisbar. Mittlerweile erkennt aber selbst die Weltmeteorologieorganisation WMO an, dass eine Steigerung von Niederschlag, zumindest von Schneefall, möglich ist.
Es gibt einige Feldstudien, darunter eine ganz bekannte Studie aus Wyoming, die eine Wirkung nachweisen konnten. Auch meine Forschungsgruppe an der ETH hat Schnee in geringen Mengen erzeugen können.
Die WMO hat also zweifellos recht: Die Technologie funktioniert. Was nicht funktioniert, ist, damit signifikante Mengen an Niederschlag zu erzeugen.
Wieso nicht?
Das liegt an der Meteorologie. Man kann keine Wolken "herbeizaubern". Damit Wolkenimpfung überhaupt wirkt, müssen bereits Wolken am Himmel sein.
Als Faustregel gilt: Nur jede zehnte Wolke regnet aus. Die meisten Wolken sind zu dünn, halten zu wenig Wasser. Selbst wenn wir sie impfen und zum Abregnen bringen, verdunstet die kleine Wassermenge größtenteils, bevor sie den Erdboden erreicht.
Zudem gibt es Wetterlagen, in denen Tiefdruckgebiete ohnehin für ausreichend Regen oder Schnee sorgen. In solchen Fällen wäre Wolkenimpfung überflüssig. Es gibt also nur wenige Wetterlagen und Wolken, die sich eignen.
Bei diesen wenigen Wolken lässt sich der Schneefall laut WMO aber bis zu 20 Prozent steigern. Ist das nicht eine signifikante Menge?
Das hängt davon ab, wie man rechnet. Wenn eine kleine Wolke normalerweise einen Millimeter Regen bringt, und dann kommen 0,2 Millimeter dazu, hat man den Niederschlag um 20 Prozent gesteigert. Das ist absolut gesehen aber nicht viel.
Das Impfen funktioniert am besten bei Wolken, die nicht mehr als einen Kilometer oberhalb des Erdbodens sind und in denen Temperaturen von unter minus fünf Grad herrschen. Dann kann mit Silberjodid-Partikeln geimpft werden. Die Wolkentröpfchen gefrieren, die Eiskristalle wachsen und fallen schließlich zu Boden.
Dieses Prinzip ist gut verstanden und funktioniert, führt aber nur in seltenen Fällen zu Niederschlag und auch nur in geringen Mengen.
Ulrike Lohmann
ist seit 2004 Professorin für Atmosphärenphysik an der ETH Zürich. Ihre Forschung konzentriert sich auf die Rolle von Aerosolpartikeln und Wolken im Klimasystem. Sie war eine Leitautorin des Vierten und Fünften Sachstandsberichts des Weltklimarates IPCC.
Zahlreiche Länder forschen am Einsatz von Drohnen, anderen Impfpartikeln oder dem Einsatz von künstlicher Intelligenz. Davon erwarten Sie also keine großen Durchbrüche?
Das ist kein KI- und auch kein Drohnenproblem. Es ist ein meteorologisches Problem, und das lässt sich nicht verändern.
An dem Einsatz anderer Partikel forschen wir hingegen auch. Wir setzen Wolkenimpfung ein, um die Prozesse innerhalb der Wolken besser zu verstehen, nicht um Niederschläge zu steigern.
Die am besten erprobte Substanz, um unterkühltes Wasser gefrieren zu lassen, ist Silberjodid. Allerdings ist diese Substanz in großen Mengen, also etwa beim Einsatz über Jahrzehnte, umwelt- und gesundheitsschädlich.
Wie sieht es mit Alternativen zum Silberjodid aus?
Silberjodid hat eine Kristallstruktur, die der von Eis ähnelt. Dadurch kann es unterkühltes Wasser – zwischen null und minus 32 Grad – bereits ab etwa minus fünf Grad gefrieren lassen.
Andere Eiskeime ohne schädliche Wirkung, wie etwa Wüstenstaub, wirken erst ab minus 15 Grad. Das schränkt den praktischen Einsatz deutlich ein.
Snowmax, ein abgetötetes Bakterium namens Pseudomonas syringae, wird in Schneekanonen verwendet und könnte theoretisch gut funktionieren. Allerdings ist es ziemlich klebrig, und wir wissen nicht, wie wir es als Aerosol fein verteilen könnten. Ziel ist ja, viele kleine Eiskristalle zu erzeugen, nicht ein einzelnes großes Partikel.
Kurz gesagt: Eine wirklich gute Alternative zu Silberjodid gibt es bisher nicht. Verschiedene Unternehmen forschen aber daran.
Regenwolken zu impfen, gilt als noch komplizierter und unsicherer. Warum?
Bei kalten Wolken hilft uns die Physik. Unter null Grad möchte Wasser am liebsten gefrieren. Es fehlen in der Luft nur feste Partikel, die sogenannten Eiskeime, um den Gefrierprozess zu starten. Sobald wir diese einbringen, gefriert das Wasser zuverlässig. Der Prozess ist gut verstanden.
Bei warmen Wolken ist es viel komplizierter. Damit es regnet, müssen winzige Wolkentröpfchen immer wieder zusammenstoßen, bis sie groß genug sind, um schneller zu fallen, als die Aufwinde sie hochtragen. Wie man diesen Prozess gezielt beschleunigen kann, ist weniger verstanden.
Auch hier können Aerosole helfen und es wird daran geforscht, die Tröpfchen elektrisch aufzuladen, damit sie sich gegenseitig anziehen. Aber es gibt noch große Unsicherheiten.
Wie erklären Sie sich die Renaissance dieses 70 Jahre alte Ansatzes? Nicht nur US-Start-ups, sondern auch China, die Vereinigten Arabischen Emirate und viele weitere Länder investieren in die Technik.
Die Länder sind desperat. Nehmen wir Wyoming im Südwesten der USA. Dort wird an Wolkenimpfung geforscht, weil es schlicht nicht mehr genug Wasser gibt.
Das eigentliche Problem ist neben dem Klimawandel die wasserintensive Landwirtschaft – Mandeln, Alfalfa – vor allem an der Westküste der USA. Das Wasser fehlt auf der Windschattenseite der Rocky Mountains. Wirksam wäre hier also ein Umdenken in der Landwirtschaft und bei der Wassernutzung.
Vergleichbar oder noch angespannter ist die Lage vieler anderer Länder, und das wird sich in den nächsten Jahren weiter zuspitzen.
Erwarten Sie, dass alle diese staatlichen Programme, Forschungsinitiativen und Start-ups in zehn oder 20 Jahren verschwunden sind?
Das weiß ich nicht. Die Ernüchterung wird zunehmen, aber gleichzeitig verschärft sich der Kampf ums Wasser.
Ich hoffe, dass Einsicht einkehrt. Wolkenimpfung ist energieaufwendig, teuer und lenkt von wirklichen Lösungen und gesellschaftlichen Debatten ab. Aber solange es einen Hoffnungsschimmer gibt, damit Geld zu verdienen, wird irgendwer investieren.
Und Start-ups werden mit Versprechungen, dass KI oder Drohnen etwas für die Regenproduktion bewirken werden, für weitere Investitionen werben. Am Ende geht es da um kurzfristigen Profit.
Eine Untersuchung aus Griechenland ergab immerhin 15 bis 20 Prozent weniger Hagelniederschlag während des dortigen Hagelprogramms.
Die Idee hinter der Hagelabwehr ist eine etwas andere. Mit Silberjodid sollen viele kleine Hagelkörner erzeugt werden, damit sich nur wenige große Hagelkörner bilden. Erst ab einem Durchmesser von etwa zwei Zentimetern richten Hagelkörner großen Schaden an.
Das Ziel ist also, Ernteschäden zu reduzieren. Damit das klappt, muss man aber genau die Region in der Wolke treffen, in der Hagel gebildet wird – das ist alles andere als einfach. Außerdem gibt es Wolken, die erst durch das Impfen Hagel bilden, weil sie vorher zu wenige Eiskeime hatten.
In der Schweiz gab es in den 1950er bis 1970er Jahren mehrere Großversuche. Dabei wurde über viele Jahre gewürfelt, ob eine Hagelwolke geimpft wird oder nicht. Das Ergebnis: Es gab keine statistisch signifikanten Unterschiede in der Hagelkorngröße.
Deutschland und andere europäische Länder werfen hier also seit Jahrzehnten Geld aus dem Fenster?
Es ist nicht ausgeschlossen, dass Hagelabwehr mit besserem Verständnis der Wolken in Zukunft effektiver werden könnte. Aber in der Vergangenheit hatten die Einsätze vermutlich keinen signifikanten Effekt.
Die Baloise-Versicherung in der Schweiz hat ihr Hagelprogramm 2024 eingestellt, weil sich keine Wirksamkeit nachweisen ließ. Und wenn es keine nachweisbare Wirkung gibt, ist es – wie Sie sagen – rausgeschmissenes Geld.
Von der Wolkenimpfung scheint es nur ein kleiner Schritt zum Geoengineering zu sein. Macht es Ihnen Sorgen, dass solche Ansätze eine immer größere Rolle spielen und gleichzeitig Klimaschutz und ‑anpassung verdrängen könnten?
Die Gefahr ist real und sollte uns allen große Sorgen machen. Es gibt Start-ups wie Make Sunsets, die Schwefeldioxid in die Stratosphäre schicken, um die Erde abzukühlen – privat, ohne internationale Regulierung und wissenschaftlichen Rahmen –, und die dafür CO2-Kompensationszertifikate verkaufen.
Die Nebenwirkungen des Wolkenimpfens betreffen in der Regel nur die Region, in der geimpft wird. Geoengineering hat potenziell globalen Einfluss. Je mehr Energie und Forschung in solche Lösungsideen fließen, desto weniger Aufmerksamkeit und Mittel bleiben für Klimaanpassung und Klimaschutz.
Das verschärft das Klimaproblem und erhöht den Anreiz für fragwürdige technische Lösungen. Ein riesiges Problem.
Wie sind Ihre Erfahrungen: Teilt die Wissenschaftscommunity größtenteils diese Bedenken?
Das auf jeden Fall.
Grob gesagt gibt es zwei Lager: Die einen sagen, Forschung zu solchen Ansätzen sei bereits ein Fehler, weil damit der politische Weg für den Einsatz geebnet wird. Das zweite Lager – zu dem ich mich zähle – argumentiert, dass Forschung notwendig ist, um Nebenwirkungen und Grenzen zu verstehen.
Ein Beispiel: Früher gab es die Idee, hohe Zirruswolken technisch zu entfernen, weil sie ähnlich wie Treibhausgase einen wärmenden Effekt haben. Wir haben dazu geforscht und festgestellt, dass man sie nicht entfernen kann – und teilweise dickere Zirruswolken erzeugt wurden oder sich im Modell dort Zirruswolken bildeten, wo vorher keine waren.
Der Einsatz hätte also den gegenteiligen Effekt. Nur durch Forschung lässt sich die Tragweite solcher Nebenwirkungen abschätzen. Wie wir bei Make Sunsets sehen, lässt sich der Einsatz in der Praxis leider nicht verhindern.
