Chinas Verringerung der Luftverschmutzung hat die Erderwärmung wahrscheinlich beschleunigt, zeigt eine Studie

Ein Rückgang der Verschmutzung um 75 Prozent lässt die Erwärmung stärker hervortreten

Ein Rückgang der Schwefeldioxidemissionen in Ostasien um rund 75 Prozent, der maßgeblich auf China zurückzuführen ist, hat wahrscheinlich zur beschleunigten globalen Erwärmung seit etwa 2010 beigetragen. Das geht aus einer am 14. Juli 2025 veröffentlichten Studie hervor. Simulationen mit acht Erdsystemmodellen zufolge führte die Luftreinhaltung zu einem globalen Temperaturanstieg von 0,07 ± 0,05 °C, weil Partikel entfernt wurden, die den Planeten teilweise vor Sonnenlicht abgeschirmt hatten.

Das in Communications Earth & Environment veröffentlichte Ergebnis bedeutet nicht, dass sauberere Luft unerwünscht wäre. Vielmehr hatte die Verschmutzung einen Teil der durch Treibhausgase verursachten Erwärmung verdeckt. Ihre Beseitigung bringt erhebliche gesundheitliche Vorteile, lässt aber zugleich mehr der Wärme sichtbar werden, die mit den angesammelten Emissionen einhergeht.

Die veröffentlichte Forschungsarbeit schätzt, dass die Verringerung der Aerosole in Ostasien die globale Erwärmungsrate im Zeitraum 2010–2023 um bis zu 0,05 ± 0,04 °C pro Jahrzehnt erhöht haben könnte. Die Autoren betrachten ihre Zuschreibung als Obergrenze und nicht als präzise Messung des Anteils, den die Luftreinhaltung an der jüngsten Erwärmung hatte.

Die regionalen Folgen sind größer, als es der geringe globale Durchschnittswert vermuten lässt. In Teilen Ost- und Nordchinas nähert sich die simulierte saisonale Erwärmung 1 °C. Sie erstreckt sich auch über den Nordpazifik und im Winter bis nach Nordamerika und in die Arktis.

Bjørn H. Samset, Hauptautor der Studie und leitender Wissenschaftler am CICERO Center for International Climate Research, beschrieb das zentrale Ergebnis so:

Unser Hauptergebnis ist, dass die Verringerung der Aerosole in Ostasien wahrscheinlich einen großen Teil der jüngsten Beschleunigung der globalen Erwärmung und auch der Erwärmungstrends im Pazifik verursacht hat.

Wie sauberere Luft mehr Sonnenlicht durchlässt

Schwefeldioxid aus Kraftwerken und Fabriken trägt zur Bildung von Sulfat-Aerosolen bei, winzigen Schwebeteilchen in der Atmosphäre. Diese Partikel streuen einfallendes Sonnenlicht. Außerdem beeinflussen sie Wolken: Sie verändern, wie viel Sonnenlicht Wolken reflektieren und mitunter auch, wie lange Wolken bestehen bleiben.

Weniger Schwefeldioxid bedeutet daher, dass ein Teil der kühlenden Wirkung entfällt. Die Studie beschreibt dies als Sichtbarwerden der durch Treibhausgase verursachten Erwärmung und nicht als neue Quelle von Treibhausgasen.

Daniel Westervelt, Mitautor der Studie und außerordentlicher Forschungsprofessor am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University, erklärte den Mechanismus in der Pressemitteilung der Universität:

Viele durch menschliche Aktivitäten freigesetzte Aerosolpartikel reflektieren einfallendes Sonnenlicht und kühlen dadurch die Erdoberfläche. Unsere Forschung zeigt, dass sinkende Konzentrationen dieser Partikel in der Atmosphäre eine wichtige Rolle bei der jüngsten Erwärmung spielen können.

Die Studie verweist auf eine Einschätzung, wonach vom Menschen verursachte Aerosolemissionen die globale Oberflächentemperatur 2019 gegenüber den Bedingungen vor der Industrialisierung um etwa 0,4 °C gesenkt hatten. Dieser Wert beschreibt den gesamten historischen Einfluss von Aerosolen und nicht die Erwärmung, die auf Chinas jüngste Luftreinhaltung zurückzuführen ist.

Die gesundheitlichen Folgen bleiben erheblich. Laut der Mitteilung der Columbia University ist die Belastung der Außenluft in China für jährlich mehr als eine Million Todesfälle verantwortlich. Die Forschung unterstreicht daher, dass neben der Luftverschmutzung auch die Treibhausgasemissionen gesenkt werden müssen, statt gesundheitsschädliche Verschmutzung als Kühlungsmaßnahme aufrechtzuerhalten.

Was Satelliten und Emissionsdaten zeigen

Die Forschenden verglichen Beobachtungen mit Simulationen, denen aktualisierte Verschmutzungsdaten zugrunde lagen. Die im Dezember 2024 veröffentlichte Version des Community Emissions Data System erfasste einen anhaltenden Rückgang der Schwefeldioxidemissionen in Ostasien um rund 20 Millionen Tonnen pro Jahr seit etwa 2010.

Satellitenmessungen der MODIS-Instrumente an Bord von Terra und Aqua zeigten, dass die Aerosol-optische Dicke in Ostasien zwischen dem Referenzzeitraum 2005–2010 und den Jahren 2014–2023 um 0,13 Einheiten sank. Die Aerosol-optische Dicke misst, wie stark Schwebeteilchen in der Luft den Durchgang von Licht durch die Atmosphäre behindern. Sie ist kein direktes Maß für die Schadstoffkonzentration, der Menschen auf Straßenhöhe ausgesetzt sind.

Das Satellitenbild unterschied sich je nach Region: Über China ging die Aerosolbelastung deutlich zurück, während sie über Indien zunahm. Das ist wichtig, weil die Klimawirkung davon abhängt, wo Partikel ausgestoßen werden und welche Wolken und atmosphärischen Strömungen dort vorherrschen.

In den Simulationen erhöhte die geringere Aerosolbelastung die an der Oberfläche in Ostasien eintreffende Sonneneinstrahlung um 7,7 ± 2,5 Watt pro Quadratmeter. Im Modell sank die Aerosol-optische Dicke im Durchschnitt um 0,11 ± 0,05 Einheiten. Das entspricht in etwa dem beobachteten Rückgang, auch wenn sich die einzelnen Modelle deutlich unterschieden.

Wie das Forschungsteam die Wirkung der Luftreinhaltung isolierte

Das Regional Aerosol Model Intercomparison Project, kurz RAMIP, ermöglichte es den Forschenden, Emissionsänderungen in einer bestimmten Region gezielt zu untersuchen. Sie verglichen ein Referenzszenario mit schwachen Luftreinhaltemaßnahmen mit Simulationen, in denen sich die Aerosolemissionen in Ostasien entsprechend einem strengeren Kurs bei der Schadstoffbegrenzung entwickelten.

Das Experiment umfasste acht Erdsystemmodelle mit jeweils zehn Ensemblemitgliedern, also insgesamt 80 Simulationen. Ensemblemitglieder sind wiederholte Simulationen mit unterschiedlichen Anfangsbedingungen. Sie helfen, die Reaktion auf veränderte Emissionen von natürlichen Schwankungen abzugrenzen, die das Klima vorübergehend erwärmen oder abkühlen können.

Der Zeitpunkt ist mit einer wichtigen Einschränkung verbunden. Die Simulationen reichen von 2015 bis 2049, doch aufgrund älterer Emissionsannahmen wird die Luftreinhaltung in Ostasien darin später angesetzt, als sie tatsächlich stattfand. Deshalb nutzten die Forschenden die simulierte Reaktion im Zeitraum 2035–2049 als Näherungswert für den realen Emissionsrückgang von etwa 2010 bis 2023.

Die künftigen Simulationsjahre bedeuten nicht, dass die geschätzte Erwärmung von 0,07 °C erst in den 2030er-Jahren eintreten wird. Sie bezeichnen vielmehr den Modellzeitraum, dessen Emissionsunterschied mit der bereits beobachteten Luftreinhaltung vergleichbar ist.

Die Autoren gehen beim Vergleich der Simulationen mit historischen Temperaturen davon aus, dass die Erwärmungswirkung des jüngsten Emissionsrückgangs bereits vollständig eingetreten ist. Andere Modellierungen deuten darauf hin, dass sich ein Großteil der Wirkung innerhalb von etwa zwei Jahren entfaltet, während ein kleinerer Anteil langsamer einsetzt. Diese Annahme ist ein Grund dafür, dass die Autoren ihre Zuschreibung als Obergrenze bezeichnen.

Wie viel der beschleunigten Erwärmung könnte dadurch erklärt werden?

Die Studie berechnet für den Zeitraum 1980–2009 eine beobachtete globale Erwärmungsrate von 0,18 ± 0,02 °C pro Jahrzehnt. Für 2010–2023 ergibt sich eine Rate von 0,33 ± 0,17 °C pro Jahrzehnt. Nach Herausrechnung des Einflusses von Schwankungen zwischen einzelnen Jahren sinkt sie auf 0,25 ± 0,06 °C pro Jahrzehnt.

Die Unsicherheitsbereiche dieser beobachteten Trends sind 95-Prozent-Konfidenzintervalle. Die Angabe ± 0,05 °C für die modellierte Temperaturreaktion beschreibt dagegen die Streuung zwischen den acht Modellen. Diese beiden Arten von Unsicherheit sind nicht gleichzusetzen.

Ein einfacher Vergleich zeigt, weshalb das Ergebnis zu den Aerosolen wichtig ist: Addiert man den geschätzten Beitrag der Luftreinhaltung von 0,05 °C pro Jahrzehnt zur früheren Rate von 0,18 °C, ergibt sich ein Wert von 0,23 °C pro Jahrzehnt. Das liegt nahe an der jüngsten Rate von 0,25 °C nach Herausrechnung der jährlichen Schwankungen. Diese Rechnung setzt voraus, dass sich die grundlegende, durch Treibhausgase verursachte Erwärmungsrate nicht verändert hat.

Damit ist nicht belegt, dass die Luftreinhaltung in Ostasien die gesamte Beschleunigung erklärt. Auch andere Veränderungen bei den Aerosolen könnten dazu beitragen, darunter die ab 2020 begonnene Verringerung der Schifffahrtsemissionen. Veränderungen der Bewölkung, die Sonnenaktivität und vulkanische Effekte wurden ebenfalls als mögliche Einflussfaktoren auf die jüngsten Temperaturrekorde diskutiert.

Auch die Formulierungen in den verschiedenen Veröffentlichungsfassungen haben sich geändert. Im Vorabdruck vom Februar 2025 hieß es, die Luftreinhaltung könne einen Großteil der beschleunigten Erwärmung erklären. In der im Juli veröffentlichten Fachzeitschriftenfassung wird sie als ausreichend für einen wesentlichen Beitrag bezeichnet. Beide Fassungen nennen dieselbe zentrale globale Temperaturreaktion: 0,07 ± 0,05 °C.

Erwärmung im Pazifik und veränderte Niederschläge weiten die Folgen aus

Die modellierte Erwärmung beschränkt sich nicht auf China. Sowohl im Sommer als auch im Winter ist in weiten Teilen des Nordpazifiks eine Erwärmung von mehr als 0,2 °C zu erkennen, die den statistischen Signifikanztest der Studie besteht. Im Winter reicht die Erwärmung auch bis nach Nordamerika und über die Arktis.

Die beobachtete Beschleunigung weist teilweise ein ähnliches Muster im Pazifik auf: Ein Maximum liegt nahe der ostasiatischen Küste, ein weiteres nahe der Westküste Nordamerikas und reicht bis in den zentralen Pazifik. Diese Ähnlichkeit stützt den vermuteten Zusammenhang, beweist aber nicht, dass die Verringerung der Aerosolemissionen das gesamte beobachtete Muster verursacht hat.

Die Pazifische Dekaden-Oszillation ist ein wichtiger Vorbehalt. Dieses natürliche Muster der Schwankungen der Meerestemperatur veränderte sich im Untersuchungszeitraum deutlich und kann einen Trend, der nur über 13 Jahre gemessen wird, stark beeinflussen.

Die Simulationen ergeben außerdem einen Anstieg des globalen durchschnittlichen Niederschlags um 0,009 ± 0,004 Millimeter pro Tag, also etwa 0,3 ± 0,1 Prozent. Bezogen auf die damit verbundene Temperaturreaktion beträgt die geschätzte Niederschlagssensitivität 4 ± 2 Prozent pro Grad Erwärmung.

Zu den regionalen Veränderungen zählen stärkere Sommerniederschläge in Ostchina und entlang der ostasiatischen Küste sowie feuchtere Bedingungen entlang der Sturmzüge im Nordpazifik bis nach Nordamerika. Auch eine Verlagerung des tropischen Regengürtels nach Norden ist zu erkennen. Die Niederschlagsergebnisse sind regional weniger robust als die Temperaturergebnisse, weil Niederschläge stärker natürlichen Schwankungen unterliegen und die Modelle größere Unterschiede aufweisen.

Unsicherheiten bei Wolken verhindern ein präzises Urteil

Die Modelle stimmen hinsichtlich der Richtung der durchschnittlichen Reaktion stärker überein als hinsichtlich ihrer Stärke. Ein Modell ergibt eine globale Erwärmung von etwa 0,15 °C, ein anderes eine leichte Abkühlung von etwa 0,02 °C. Die Studie führt einen großen Teil dieser Spannweite darauf zurück, wie die Modelle die Aerosolwirkung auf die Wolken über dem Nordpazifik und die Erwärmung in der Arktis abbilden.

Jayanarayanan Kuttippurath, außerordentlicher Professor am Centre for Ocean, River, Atmosphere and Land Sciences des Indian Institute of Technology in Kharagpur, war nicht an der Studie beteiligt. Er erklärte, warum sich die Wirkung von Aerosolen nur schwer berechnen lässt:

Die Wechselwirkungen zwischen Wolken und Aerosolen sind wichtig, lassen sich aber für Forschungszwecke nur schwer präzise simulieren.

Die Simulationen ergeben einen Anstieg der Energiebilanz der Erde an der Obergrenze der Atmosphäre um 0,06 ± 0,04 Watt pro Quadratmeter. Diese Bilanz beschreibt den Unterschied zwischen der einfallenden Sonnenenergie und der Energie, die die Erde wieder abgibt. Ein positiver Wert bedeutet, dass mehr Energie gespeichert wird.

Die von der NASA bereitgestellte Studie nennt zudem eine Schätzung des effektiven Strahlungsantriebs von 0,06 bis 0,21 Watt pro Quadratmeter. Diese beschreibt die Veränderung der Energiebilanz des Planeten durch den Emissionsrückgang nach schnellen Anpassungen in der Atmosphäre und nicht die spätere Temperaturreaktion. Keine dieser beiden Energiegrößen ist mit dem wesentlich stärkeren lokalen Anstieg der Sonneneinstrahlung an der Oberfläche Ostasiens gleichzusetzen.

Eine vorübergehende Beschleunigung, keine vorübergehende Erwärmung

Die Mitautorin der Studie Laura Wilcox, außerordentliche Professorin am National Centre for Atmospheric Science der University of Reading, unterschied zwischen der kurzen Verweildauer der Luftverschmutzung in der Atmosphäre und der lang anhaltenden Wirkung von Kohlendioxid:

Die Klimawirkung der Luftverschmutzung ist kurzlebig, während die Folgen von Kohlendioxidemissionen über Jahrhunderte spürbar sein können.

Wilcox zufolge dürfte die mit der Verringerung der Luftverschmutzung verbundene Beschleunigung vorübergehend sein. Sobald sich die Aerosolkonzentrationen stabilisieren, sollte dieser zusätzliche Schub für die Erwärmungsrate nachlassen. Das bedeutet weder, dass die Temperaturen wieder auf ihr früheres Niveau sinken, noch dass die durch Treibhausgase verursachte Erwärmung endet.

Den Emissionsdaten zufolge müssen die Schwefeldioxidemissionen in Ostasien noch um weniger als 10 Millionen Tonnen pro Jahr sinken. Das entspricht etwa 25 Prozent des Niveaus von 2010. Das Tempo des Rückgangs hat sich bereits deutlich verlangsamt. Dadurch ist der Spielraum für eine Luftreinhaltung in vergleichbarem Ausmaß begrenzt, auch wenn sich daraus kein genaues Datum ableiten lässt, zu dem die Beschleunigung enden wird.

Die Abfolge der Beobachtungen und Veröffentlichungen:

• 1980–2009: Die globalen Temperaturen stiegen Schätzungen zufolge um 0,18 °C pro Jahrzehnt.
• Ab etwa 2010: Die Schwefeldioxidemissionen in Ostasien gingen mit der Verschärfung der Luftreinhaltemaßnahmen stark zurück.
• 2014–2023: Satellitenbeobachtungen zeigten, dass die Aerosol-optische Dicke 0,13 Einheiten unter dem Referenzwert von 2005–2010 lag.
• 19. Februar 2025: Der Vorabdruck der Studie wurde veröffentlicht.
• Juni 2025: Die Weltorganisation für Meteorologie veröffentlichte den Bericht State of the Climate in Asia 2024.
• 14. Juli 2025: Die Aerosolstudie erschien in Communications Earth & Environment.

Asien ist stärkerer Hitze und einer Finanzierungslücke ausgesetzt

Dem Bericht State of the Climate in Asia 2024 der Weltorganisation für Meteorologie zufolge erwärmt sich Asien doppelt so schnell wie der globale Durchschnitt. Seine große Landmasse trägt dazu bei, denn Landflächen erwärmen sich schneller als Ozeane. Der Bericht verzeichnet für 2024 auch außergewöhnlich hohe Meeresoberflächentemperaturen im Indischen Ozean und im Pazifik.

Diese Ergebnisse beschreiben einen umfassenderen regionalen Klimatrend. Die Aerosolstudie belegt nicht, dass Chinas Luftreinhaltung die gesamte stärkere Erwärmung Asiens oder bestimmte Hitzewellen, Wirbelstürme oder Überschwemmungen verursacht hat.

Roxy Mathew Koll, Wissenschaftler am Indian Institute of Tropical Meteorology in Pune, sagte, die Erwärmung in Asien, insbesondere auf dem indischen Subkontinent, habe sich in den vergangenen Jahrzehnten deutlich verstärkt:

Diese Beschleunigung verschärft bereits Hitzewellen, stört den Monsun, begünstigt Wirbelstürme, lässt den Meeresspiegel steigen und Gletscher schmelzen.

Die zunehmende Gefährdung geht mit einem erheblichen Finanzierungsdefizit einher. Einer Studie des Internationalen Währungsfonds zufolge benötigt das aufstrebende und sich entwickelnde Asien jährlich mindestens 1,1 Billionen US-Dollar für Klimaschutz und Anpassung an den Klimawandel. Die Investitionslücke beträgt demnach 800 Milliarden US-Dollar. Das heißt, rund 73 Prozent des geschätzten Bedarfs sind nicht gedeckt.

Auf der COP29 im November 2024 in Baku verpflichteten sich wohlhabende Länder, bis 2035 jährlich 300 Milliarden US-Dollar für Klimaschutzmaßnahmen in Entwicklungsländern bereitzustellen. Diese Zusage umfasst eine größere Ländergruppe als die asiatische Finanzierungsschätzung und gilt für einen anderen Zeitraum. Die beiden Zahlen sind daher nicht direkt vergleichbar.

Die Schritte der USA im Jahr 2025, aus dem Pariser Klimaabkommen auszutreten und ihren International Climate Finance Plan abzubauen, sorgten für zusätzliche Unsicherheit. Der im März angekündigte Rückzug der USA aus den Just Energy Transition Partnerships betraf Zusagen von mehr als 3 Milliarden US-Dollar für Vietnam und Indonesien.

Albert Salamanca, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter am Stockholm Environment Institute und Leiter des Sekretariats der Adaptation Research Alliance, forderte stärkere Emissionssenkungen und Unterstützung für Gemeinschaften, die nur wenig Verantwortung für die historischen Emissionen tragen. Die Forschung verleiht dieser politischen Aufgabe eine konkrete physikalische Grundlage: Saubere Luft kann zusätzliche Erwärmung sichtbar machen und zugleich Krankheiten verringern. Damit wird die Notwendigkeit gleichzeitiger Senkungen der Treibhausgasemissionen umso dringlicher.

Die wichtigsten Punkte

• Die Schwefeldioxidemissionen in Ostasien gingen um etwa 75 Prozent zurück, maßgeblich durch Chinas Maßnahmen gegen die Luftverschmutzung.
• Acht Klimamodelle schätzen die globale Erwärmungsreaktion auf 0,07 ± 0,05 °C.
• Der geschätzte Beitrag zur beschleunigten Erwärmung ist eine Obergrenze. Das Verhalten der Wolken und natürliche Schwankungen im Pazifik sind wichtige Unsicherheitsfaktoren.
• Die Simulationen zeigen eine Erwärmung über China hinaus, unter anderem im Nordpazifik, in Nordamerika und in der Arktis.
• Der zusätzliche Schub für die Erwärmung dürfte nachlassen, sobald sich die Schadstoffbelastung stabilisiert. Die durch Treibhausgase verursachte Erwärmung setzt sich jedoch fort.
• Sauberere Luft bleibt ein erheblicher gesundheitlicher Gewinn. Zugleich ist Asien zunehmenden Klimarisiken und einer großen Finanzierungslücke ausgesetzt.