Der Ausbruch des Unterwasser-Vulkans Hunga Tonga–Hunga Haʽapai im Januar 2022 war ein außergewöhnliches Naturereignis: Eine Explosion mit der größten Intensität (Volcanic Explosivity Index 6), die je vom Weltraum aus beobachtet wurde, schleuderte enorme Mengen Wasserdampf bis in die Stratosphäre. Der elfte Report des internationalen Forschungsprogramms APARC (Atmospheric Processes and their Role in Climate), vereint umfassende Satelliten-, Ballon- und bodengestützte Beobachtungen mit globalen Modellierungsstudien. In diesen Studien wird mithilfe von Computermodellen simuliert, wie sich Gase und Aerosole in der Atmosphäre ausbreiten und dort Prozesse verändern. Die Analysen machen deutlich, wie komplex das Zusammenspiel von Chemie, Strahlung und Dynamik in der Atmosphäre ist und welche Folgen dieser Ausbrauch auf die Stratosphäre, das Klima und die Ozonschicht hat. Solche Prozesse müssen verstanden und korrekt eingeordnet werden, um natürliche Schwankungen von langfristigen klimatischen Veränderungen unterscheiden zu können.
Internationale Zusammenarbeit – koordiniert von Jülich
Die Koordination der internationalen Zusammenarbeit geschah durch das APARC International Project Office, angesiedelt im Forschungszentrum Jülich. Das Projektbüro, koordiniert vom Jülicher Institute of Climate and Energy Systems – Stratosphäre (ICE-4) und dem Jülich Supercomputing Centre, begleitete den gesamten Entstehungsprozess über mehrere Jahre hinweg. An dem Report, der ein strenges Peer-Review-Verfahren durchlaufen hat, waren mehr als 150 Forschende aus über 20 Ländern beteiligt. Das Projekt gehört zum World Climate Research Programme (WCRP). Auch wissenschaftlich war Jülich eingebunden: Forschende des ICE-4 untersuchten den Zustand des stratosphärischen Aerosols vor der Hunga-Eruption, der durch mehrere moderate Vulkanausbrüche und Großbrände geprägt war, und trugen so zu den Ergebnissen bei.
Zentrale Ergebnisse und ihr Kontext
Der Hunga-Ausbruch schleuderte durch seine Unterwasserlage große Mengen Wasserdampf bis in die Stratosphäre. Dadurch stieg der globale Wasserdampfgehalt dort um rund zehn Prozent. Dieser Überschuss führte in den ersten Jahren nach dem Ausbruch zu einer Abkühlung der mittleren und oberen Stratosphäre und später auch der Mesosphäre. Denn Wasserdampf verstärkt in großen Höhen die Abstrahlung von Wärme ins All. Dieser Effekt ließ sich bei früheren großen Vulkanausbrüchen nicht beobachten. In den Monaten nach dem Ausbruch kam es zudem zu vorübergehenden Veränderungen des stratosphärischen Ozons in der Südhemisphäre, insgesamt blieben die Auswirkungen auf das antarktische Ozonloch sowie auf das bodennahe Klima jedoch gering. Und trotz der enormen Energie des Ausbruchs hatte Hunga keinen messbaren Einfluss auf die globalen Rekordtemperaturen der Jahre 2023 und 2024.
Bedeutung für künftige Klimabewertungen
Die Ergebnisse des APARC-Reports bilden eine wichtige wissenschaftliche Basis für zukünftige internationale Bewertungen, etwa für das Scientific Assessment of Ozone Depletion 2026 der World Meteorological Organization (WMO). Solche Bewertungen fließen in künftige politische Entscheidungen zum Schutz der stratosphärischen Ozonschicht und des Klimas ein und helfen, natürliche Extremereignisse im Kontext des Klimawandels richtig einzuordnen.
Der Bericht zeigt, wie entscheidend langfristige und verlässliche Atmosphärenbeobachtungen für dieses Verständnis sind. Durch jahrzehntelange internationale Investitionen konnten die Auswirkungen des Hunga-Ausbruchs so schnell und detailliert verfolgt werden. Messinstrumente auf Satelliten großer Raumfahrt- und Wetterorganisationen sowie Ballonkampagnen und Bodennetzwerke lieferten dafür zentrale Daten, von der ersten Minute des Ausbruchs bis heute.
Gleichzeitig macht der Bericht deutlich, dass die Beobachtungsinfrastruktur in der Atmosphärenforschung unter Druck steht – einerseits durch mögliche Streichungen von Förderungen für Satellitenmissionen, andererseits durch alternde Messgeräte und -netzwerke. Ohne kontinuierliche Messungen könnten grundlegende Veränderungen in der Atmosphäre künftig unbemerkt bleiben und ähnliche Großereignisse ließen sich nicht mehr ausreichend überwachen. Damit würden auch wichtige wissenschaftliche Grundlagen für Klimabewertungen und politische Entscheidungen fehlen.
