Erhebliche Kondensstreifenbildung bei niedrigen Rußemissionswerten

Warum die Streifen hinter Flugzeugen wichtig sind

Wenn Sie nach oben blicken und einen Jet sehen, der einen hellen weißen Streifen über den Himmel zieht, sehen Sie zugleich einen der größten nicht‑CO2‑Beiträge der Luftfahrt zum Klimawandel. Diese Streifen, Kondensstreifen genannt, können sich zu dünnen Wolkenschichten ausbreiten, die Wärme in der Atmosphäre einfangen. Fluggesellschaften und Triebwerkshersteller setzen darauf, dass neue, sauberer brennende Triebwerke mit deutlich geringeren Rußemissionen auch deutlich weniger Kondensstreifen verursachen würden. Diese Studie nimmt diese Annahme im realen Einsatz genau unter die Lupe — und stellt fest, dass die Sache komplexer ist.

Neue Triebwerke, unerwartete Wolken

Die Forschenden begleiteten einen Airbus A321neo mit modernen „Lean‑Burn“-Jettriebwerken, die Treibstoff und Luft gründlicher mischen sollen und im Vergleich zu älteren Triebwerksbauweisen die Rußbelastung um etwa das Tausendfache reduzieren. Ein zweites Forschungsflugzeug flog nur wenige Dutzend Meter hinter dem Verkehrsflugzeug, um die Partikel und Gase im frischen Abgas zu messen, und dann nochmals mehrere Kilometer weiter, wo sich die Kondensstreifen vollständig gebildet hatten. Das Team testete eine Reihe von Kraftstoffen: Standardjetfuel, vollständig biobasierten Kraftstoff und Mischungen mit gezielt angepassten Anteilen an Schwefel und aromatischen Verbindungen.

Saubererer Ausstoß, aber immer noch viele Eiskristalle

Die Lean‑Burn‑Triebwerke zeigten wie erwartet deutlich geringere Rußemissionen. Unter Reiseflugbedingungen emittierten sie etwa tausendmal weniger feste Rußpartikel als im Rich‑Burn‑Modus und deutlich weniger als viele ältere Triebwerke. Zählten die Wissenschaftler jedoch die Eiskristalle in den reifen Kondensstreifen, stellten sie sehr hohe Zahlen fest — bis zu eine Million Milliarden Eisteilchen pro Kilogramm Kraftstoff, ähnlich oder nur geringfügig niedriger als Werte hinter rußreichen Triebwerken. Mit anderen Worten: Eine dramatische Reduktion des Rußes führte nicht zu einem vergleichbaren Rückgang der Eiskristallzahlen in Kondensstreifen und wird daher allein wahrscheinlich keine große Verringerung der kondensstreifenbedingten Erwärmung bewirken.

Unsichtbare Dämpfe übernehmen

Um zu verstehen, woher all diese Eiskristalle bei so rußarmem Abgas kamen, maßen und modellierten die Forschenden die Gesamtzahl der Partikel, einschließlich winziger flüchtiger Partikel, die sich aus Gasen beim Abkühlen des Abgases bilden. Sie zeigten, dass bei knappem Rußgehalt andere Ingredienzien die Rolle übernehmen. Schwefel im Kraftstoff kann zu Schwefelsäure oxidieren, die dann zu neuen Sulfatpartikeln nukleiert. Organische Verbindungen aus dem Kraftstoff und Dämpfe aus Schmieröl im Triebwerk können Partikel bilden oder beschichten. Wenn sich die Abgasfahne mit kalter, feuchter Luft mischt, wachsen diese zahlreichen kleinen Partikel zu Flüssigkeitströpfchen und gefrieren anschließend, wodurch dichte Kondensstreifen entstehen — selbst ohne viel Ruß.

Kraftstoffrezeptur und Triebwerksöl als Klimaregelventile

Da diese flüchtigen Partikel im Niedruss‑Regime so wichtig sind, spielen ihre Quellen eine große Rolle. Verglichen die Forschenden Standardjetfuel mit einer Mischung mit geringerem Schwefelgehalt, sanken die Eiskristallzahlen bei ähnlichen atmosphärischen Bedingungen um etwa den Faktor drei. Die Verwendung eines ultraniedrig‑schwefeligen, aromatenarmen biobasierten Kraftstoffs in den Simulationen verringerte die Eiskristallzahlen um ungefähr eine Größenordnung. Selbst dann verschwanden die Kondensstreifen jedoch nicht: Modell‑Daten‑Vergleiche deuten darauf hin, dass Dämpfe aus Schmieröl und organische Rückstände aus dem Kraftstoff weiterhin als Partikel‑„Samen“ wirken. Über alle Triebwerksmodi und Kraftstoffe hinweg korrelierten die Gesamtpartikelzahlen (Ruß plus Flüchtige) eng mit der Zahl der gebildeten Eiskristalle.

Was das für die Zukunft des Fliegens bedeutet

Für Laien lautet die Botschaft: Allein Triebwerke zu bauen, die den Treibstoff sauberer verbrennen, reicht nicht aus, um das Kondensstreifenproblem der Luftfahrt zu lösen. Lean‑Burn‑Triebwerke reduzieren den Ruß drastisch, doch andere, subtilere Partikel treten an ihre Stelle und bilden Eiskristalle, sodass die durch Kondensstreifen verursachte Erwärmung weiterhin erheblich bleibt. Die Studie zeigt, dass das Abstimmen des Kraftstoffs — insbesondere die Reduktion von Schwefel und bestimmten aromatischen Komponenten — und die Neugestaltung der Ableitung von Schmieröl‑Dämpfen die Zahl der Eiskristalle in Kondensstreifen erheblich reduzieren könnten und damit ihren Klimaeinfluss. Weil Kondensstreifen nur Stunden bestehen, würde jede Verringerung ihrer Entstehung das Klima nahezu sofort kühlen und damit einen schnellen Hebel zusätzlich zu langfristigen CO2‑Reduktionen bieten. Diese Arbeit verringert die wissenschaftliche Unsicherheit über Kondensstreifen und weist den Weg zu Kraftstoffen und Triebwerken, die Menschen und Güter bewegen und zugleich einen geringeren Klimaabdruck hinterlassen.

Zitation: Voigt, C., Märkl, R., Sauer, D. et al. Substantial aircraft contrail formation at low soot emission levels. Nature 652, 112–118 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10286-0

Schlüsselwörter: Flugverkehrs‑Kondensstreifen, Lean‑Burn‑Triebwerke, nachhaltiger Flugkraftstoff, Aerosolpartikel, Klimawirkung