Verweilzeit der stratosphärischen Wasserdampfstörung durch Hunga auf neun Jahre quantifiziert

Wenn ein Vulkan die Luft über unseren Köpfen verändert

Im Januar 2022 schleuderte ein Unterwasservulkan im Südpazifik, bekannt als Hunga, eine ungewöhnlich große Menge Wasser hoch in die Atmosphäre. Dieses eine Ereignis erhöhte den Vorrat an stratosphärischem Wasser der Erde um etwa 10 %, der größte derartige Anstieg in mehr als drei Jahrzehnten Satellitenmessungen. Weil Wasserdampf in der Stratosphäre ein starkes Treibhausgas ist, versuchen Wissenschaftler schnell, eine einfache, aber entscheidende Frage zu beantworten: Wie lange bleibt dieses zusätzliche Wasser dort, und wie lange wirkt sein Einfluss auf das Klima?

Ein riesiger Spritzer in die obere Atmosphäre

Die Eruption schleuderte schätzungsweise 150 Milliarden Tonnen Wasser in die mittlere Atmosphäre, weit mehr als bei typischen Vulkanausbrüchen, die hauptsächlich Asche und Schwefel eintragen. Diese plötzliche „Hydratisierung" der Stratosphäre veränderte Chemie, Winde und Temperaturen hoch über der Erde. Erste Messungen zeigten, dass das zusätzliche Wasser knapp zwei Jahre lang kaum zurückging, sodass Experten unsicher blieben, ob seine Effekte in nur wenigen Jahren nachlassen oder ein Jahrzehnt oder länger andauern würden. Die Schätzungen für die Rückkehr zur Normalität schwankten stark, von etwa 2025 bis weit in die 2030er Jahre, was es schwer machte abzuschätzen, wie sehr das Hunga-Ereignis die globale Erwärmung vorübergehend verstärken könnte.

Satelliten verfolgen eine plötzliche Wende 2024

Um festzunageln, was geschah, nutzten die Forschenden detaillierte Messungen des Microwave Limb Sounder (MLS) Instruments an Bord des Aura-Satelliten der NASA. MLS beobachtet die Atmosphäre seit 2004 und liefert tägliche, nahezu globale Profile des Wasserdampfs. Diese Beobachtungen zeigen, dass sich die Lage 2024 dramatisch änderte: Die Menge des durch Hunga hinzugefügten Wassers in der Stratosphäre fiel in einem Jahr um etwa 55 Milliarden Tonnen — der größte und schnellste Rückgang in der Satellitenaufzeichnung. Bereits im Winter 2023 hatten sehr kalte Bedingungen über der Antarktis die Bildung besonderer Eiskristallwolken ermöglicht, die einen ersten großen Teil des überschüssigen Wassers entfernten. Der Rückgang 2024 war jedoch umfassender, das ganze Jahr über anhaltend und erforderte eine andere Erklärung.

Wie der Himmel sich langsam entleert

Um die zugrundeliegenden Mechanismen zu verstehen, griff das Team auf ein anspruchsvolles Computermodell für atmosphärische Chemie und Dynamik namens TOMCAT zurück. Sie führten Simulationen mit und ohne die Hunga-Wassereinbringung sowie mit und ohne polare Eiswolken-„Dehydration" durch, um die verschiedenen Verluste auseinanderzuhalten. Das Modell, das die Satellitenaufzeichnungen gut reproduziert, zeigt, dass das zusätzliche Wasser nach 2023 global verteilt wurde und begann, von höheren Schichten nach unten in die untere Stratosphäre zu sinken. Dort konnte es schließlich in die wettergefüllte Troposphäre entweichen, transportiert durch großskalige Zirkulation in hohen Breiten und durch kräftige Einbrüche stratosphärischer Luft in die Regionen, in denen wir leben. Bis Ende 2024 war dieser Austausch von Stratosphäre zur Troposphäre wichtiger geworden als antarktische Eiswolken bei der Entfernung des Hungawassers.

Den Countdown für das zusätzliche Wasser

Mit mehreren Jahren an Messdaten und einem Modell, das sowohl polare Wolkenverluste als auch den Transport in die untere Atmosphäre nachbildet, konnten die Autorinnen und Autoren berechnen, wie schnell das verbleibende überschüssige Wasser abnimmt. Sie finden, dass seit Beginn der starken Entfernung Mitte 2023 das hinzugefügte stratosphärische Wasser mit einer e-Faltungszeit von etwa drei Jahren zerfällt. Einfach ausgedrückt schrumpft die verbleibende Menge in etwa alle drei Jahre um ein Drittel, und die gesamte „Lebensdauer" dieser Störung — einschließlich der anfänglichen Wartezeit, bevor der Rückgang begann — beträgt rund viereinhalb Jahre. Ihre Berechnungen zeigen, dass etwa die Hälfte des injizierten Wassers bereits verschwunden ist und dass bis Anfang 2025 etwa drei Viertel die Stratosphäre verlassen haben.

Was das für Klima und Zukunft bedeutet

Für Nichtfachleute lautet die Kernbotschaft, dass der Hunga-Ausbruch dem Klimasystem einen starken, aber vorübergehenden Stoß gegeben hat. Das zusätzliche Wasser in der Stratosphäre wirkt wie eine zusätzliche Decke und speichert etwas mehr Wärme, aber es wird nicht dauerhaft dort bleiben. Basierend auf den neuesten Satellitendaten und Modellierungen kommen die Autorinnen und Autoren zu dem Schluss, dass die stratosphärischen Wassermengen bis etwa 2030 wieder in ihren üblichen Bereich jahreszeitlicher Schwankungen zurückkehren sollten. Diese präzisere Schätzung einer insgesamt rund neunjährigen Störung (von der Eruption 2022 bis zur vollständigen Erholung) verengt frühere Unsicherheiten erheblich und hilft Klimawissenschaftlern, dieses ungewöhnliche natürliche Ereignis genauer in kurzfristige Prognosen der globalen Temperatur einzubeziehen.

Zitation: Zhou, X., Chen, Q., Feng, W. et al. Residence time of Hunga stratospheric water vapour perturbation quantified at 9 years. Commun Earth Environ 7, 198 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03216-5

Schlüsselwörter: Hunga-Vulkan, stratosphärischer Wasserdampf, klimawirksamkeit vulkanischer Eruption, Brewer-Dobson-Zirkulation, Satellitenbeobachtungen der Atmosphäre