Ankunft LH 759 aus Madras. Der Langstrecken-Airbus Leverkusen biegt in seine Parkposition auf dem Frankfurter Flughafen ein. Das Röhren der Triebwerke ist noch nicht völlig erstorben, da schwingen schon die Laderaumtüren auf. Neben Gepäckarbeitern warten drei Mitarbeiter des Mainzer Max-Planck-Instituts für Chemie. Hinter Koffern und Luftfracht hat die Leverkusen einen Forschungscontainer an Bord, voll mit Luftmessgeräten. Die sollen helfen zu klären, wie Kohlenmonoxid, Quecksilber, Methan oder Feinstaub in die Atmosphäre gelangen, sich vermischen und chemisch miteinander reagieren – und die brisante Frage beantworten: Wie beeinflusst der Luftverkehr das Klima?

Noch hat die Forschung keine endgültige Antwort zu bieten. Doch solche fliegenden Experimente liefern immer mehr Bausteine dafür. Denn nirgendwo lässt sich das Problem besser studieren als dort, wo es entsteht: in zehn bis zwölf Kilometer Höhe, in der Tropopause. Dort, wo die Langstreckenjets ihre Bahnen ziehen, an der Grenze zwischen unterer Atmosphäre und Stratosphäre, sammelt weltweit ein rundes Dutzend Linienflugzeuge Luftproben im Dienst der Wissenschaft. Die Leverkusen ist eines von ihnen. Seit Mitte 2005 nutzen die Mainzer Chemiker den für eine halbe Million Euro von der Lufthansa umgebauten Airbus auf seinen Flügen nach Asien, Kanada oder Südamerika. Zweimal ist er soeben zwischen Frankfurt und Südindien gependelt, hat 30000 Kilometer zurückgelegt und eine detailgenaue Analyse der Atmosphäre entlang seiner Flugbahn gespeichert.

Über dem Golf von Bengalen melden die Messgeräte illegale Ozonkiller

Kaum sind die letzten Koffer abtransportiert, hieven die Wissenschaftler ihren Forschungscontainer in den mitgebrachten Transporter. »Ein Dutzend Stoffe messen wir kontinuierlich«, sagt Dieter Scharffe, als er die Tür des Containers im Mainzer Institut öffnet, »die Daten füllen jetzt die Festplatten des Zentralcomputers.« Der bärtige Chemieingenieur ist außerdem Herr über 28 Druckflaschen, in denen jeweils 100 Sekunden lange Schnappschüsse der Luft eines bestimmten Flugabschnitts gespeichert sind. Sie gehen an Labors in ganz Europa und werden auf hundert Spurengase untersucht.

»Wir machen Grundlagenforschung, schnelle Ergebnisse müssen wir nicht liefern«, sagt Carl Brenninkmeijer, Koordinator des Forschungsprogramms »Caribic« (Civil Aircraft for the Regular Investigation of the Atmosphere Based on an Instrument Container) . Dreizehn Projektpartner aus sieben europäischen Ländern sind beteiligt und zahlen die monatliche Frachtgebühr von rund 10000 Euro für den Forschungscontainer. Da Flugzeuge auf verschiedenen Routen fliegen und sich die Herkunft der dabei passierten Luftmassen anhand von Satellitenbeobachtungen und meteorologischen Daten gut zurückverfolgen lässt, ergeben sich aus den Caribic-Beobachtungen nicht nur Erkenntnisse für schmale Streifen, sondern für Hunderte Kilometer breite Bänder entlang der Flugstrecken. In Form bunt eingefärbter Weltkarten lassen sie sich bequem am Laptop betrachten. Schritt für Schritt entsteht daraus ein Bild der chemischen Vorgänge an der Schnittstelle zwischen Troposphäre und Stratosphäre, die für den Schutz und Erhalt unserer Atmosphäre von zentraler Bedeutung ist.

»Wir sehen zum Beispiel die wunderschöne Wellenbewegung des CO2-Anteils im Wechsel der Jahreszeiten«, sagt Brenninkmeijer. Sie beginnt mit Aufnahme und Abgabe des Kohlenstoffs in der Pflanzenwelt und setzt sich zeitlich verzögert in immer höhere Luftschichten fort. Selbst in der Stratosphäre ist sie noch schwach sichtbar. »Die Stratosphäre ist eine Art Kassettenrekorder«, sagt Brenninkmeijer, »das macht sie für die Forschung so interessant. Wir hören dort die gleiche Musik, nur später.«

Auch der große Erfolg des Abkommens zum Schutz der Ozonschicht lässt sich anhand der Caribic-Daten demonstrieren. Sie belegen, dass der Anteil der zerstörerischen FCKW-Moleküle aus Kühlschränken und Isolierstoffen in der Atmosphäre weltweit seit Jahren kontinuierlich abnimmt. Allerdings zeigen sie auch, dass es noch immer FCKW-Sünder gibt: Auf Flügen nach China melden die Messgeräte immer mal wieder höhere Konzentrationen der ozonzerstörenden Moleküle. »Die Luftmassen kamen dann aus Richtung Golf von Bengalen«, sagt Brenninkmeijer. Wer aber genau für die illegalen Emissionen verantwortlich ist – ob Indonesien, Thailand, Myanmar oder Malaysia –, lässt sich aus den Daten nicht exakt ableiten. »Wir sind zwar Paparazzi auf der Jagd nach Molekülen, eine Atmosphären-Polizei wollen wir aber nicht sein.«

Ein besonderes Augenmerk gilt den Stoffen in den Abgasfahnen des Flugverkehrs. Pro Kilo verbranntem Kerosin setzen die Triebwerke drei Kilo CO2 frei, dazu ein gutes Kilo Wasserdampf, 10 bis 50 Milligramm Ruß, knapp ein Gramm Sulfat und 14 Gramm Stickoxide. Vor allem die Rolle der Stickoxide ist noch unklar: Einerseits tragen sie zur Ozonbildung bei, was in der Tropopause einen starken Treibhauseffekt hat. Andererseits zerstören sie am Ende einer komplizierten chemischen Reaktionskette das Treibhausgas Methan und haben damit sogar einen klimaschützenden Einfluss. Welcher Effekt am Ende überwiegt, ist umstritten. BILD

Das gilt auch für den Einfluss, den Kondensstreifen und Feinstaubausstoß der Flugzeuge auf die Bildung besonders hoher Wolken, sogenannter Zirren, haben. Sie bedecken über Mitteleuropa etwa 0,5 Prozent des Himmels und führen nachts zu einer Erwärmung der Erdoberfläche. Tagsüber haben sie je nach Zusammensetzung und Dichte entweder einen wärmenden oder durch die Reflexion des Sonnenlichts an ihrer Oberfläche einen kühlenden Effekt.

In fünf Jahren kennen wir den Einfluss des Luftverkehrs aufs Klima

Die Sache ist kompliziert – und so ist es kein Wunder, dass Fluggesellschaften und Klimaschützer die Gefahr des Luftverkehrs sehr unterschiedlich beurteilen. Während die Ersteren argumentieren, dabei falle nur der CO2-Ausstoß des verbrannten Kerosins ins Gewicht, kalkulieren die Anbieter von Klimakompensationen, dass Flugreisen das Klima durch Folgeschäden erheblich stärker belasteten. Dabei können sie sich auf den Klimabericht des IPCC berufen, der 1999 der Treibstoffverbrennung auf Flughöhe einen zwei- bis vierfach höheren Treibhauseffekt als am Boden zuschrieb. Neuere Studien veranschlagen allerdings wieder etwas geringere Werte für den Luftverkehr.

»In zwei bis fünf Jahren werden wir eine gesicherte Klimafolgenabschätzung des Luftverkehrs haben«, prophezeit Hans Schlager, Vizedirektor des Instituts für Physik der Atmosphäre am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und am Caribic-Projekt beteiligt. Am DLR beginnt gerade ein fünfjähriges Forschungsprojekt, wie Luftverkehr klimaverträglicher werden könnte, etwa durch verbesserte Aerodynamik und Antriebe der Flugzeuge, optimierte Routenführung und Verlagerung der Flughöhe in Luftschichten mit weniger Wolkenbildung.

Bis Klarheit herrscht am Himmel, wird die Leverkusen noch viele Abgasfahnen vermessen. Nur nicht die eigene. Um eine Beeinflussung der Daten auszuschließen, sitzt der rote Ansaugstutzen für den Messcontainer unter dem Bug des Jets, weit vor den röhrenden Triebwerken.