Über 75 Jahre später bleibt Cloud Seeding umstritten – Kann es den am stärksten verschmutzten Städten der Welt helfen?

Cloud Seeding ist ein umstrittenes Thema. Während Befürworter Studien anführen, die einen 10-15% Anstieg des Niederschlags durch das Verfahren zeigen, verweisen Gegner auf Gefahren, die damit einhergehen, wie Schäden für unsere Sicherheit und die Umwelt. Um die Debatte zu klären, muss das Phänomen detailliert untersucht werden. Erst dann können wir ein fundiertes Urteil fällen. 

Was ist Cloud Seeding?

Das Desert Research Institute, ein weltweit bekannter führender Anbieter von Grundlagen- und angewandter Umweltforschung, definiert Cloud Seeding als:

„Wettermodifikationstechnik, die die Fähigkeit einer Wolke verbessert, Regen oder Schnee zu erzeugen, indem winzige Eiskerne in bestimmte Arten von unterkühlten Wolken eingebracht werden.“

Wolken bestehen aus winzigen Wassertröpfchen oder Eiskristallen. Diese Tröpfchen oder Kristalle bilden sich, wenn Wasserdampf in der Atmosphäre abkühlt und kondensiert. Das Staub‑ oder Salzpartikel, das zufällig in der Atmosphäre schwebt und um das sich diese Kristalle bilden, ist das Eiskern.

Genau diese Eiskerne werden beim Cloud Seeding in den Himmel eingebracht. Sie helfen dabei, Schneeflocken zu bilden, indem sie eine Basis bieten. Schließlich fallen diese Schneeflocken aus den Wolken zur Erdoberfläche zurück.

Cloud Seeding Techniken

Cloud Seeding erfolgt über zwei grundlegende Techniken. Die erste ist hygroskopisch für warme Wolken, die zweite ist glaziogen für unterkühlte Wolken. Das Seeden warmer Wolken kann zudem zwei Wege haben:

(i) Wassertröpfchen‑Technik (ii) gewöhnliche Salz‑Technik.

Das Seeden kalter Wolken kann durch Trockeneis‑Seeding und Silberiod‑Seeding erreicht werden.

Warm Cloud Seeding: Wassertröpfchen‑Technik

Diese Technik beruht auf dem Prinzip der Koaleszenz. Sie zielt darauf ab, größere Wassertröpfchen oder hygroskopische Partikel in warme Wolken einzubringen. Typischerweise geschieht dies, indem von einem Flugzeug Wassertröpfchen mit einer Größe von etwa 25 mm verteilt werden. Die Anwendungsrate für diesen Prozess beträgt etwa 30 Gallonen pro Seeding‑Ereignis und richtet sich an warme Wolkenformationen.

Warm Cloud Seeding: Gewöhnliche Salz‑Technik

Gemeines Salz wird in diesem Prozess als übliches Seeding‑Material in Form einer 10 %igen Lösung oder fest verwendet. Für praktische Anwendungen wird das Salz als Teil einer Salz‑ und Seifenmischung eingesetzt. Um die Verteilung dieser Mischung zu erleichtern, werden Werkzeuge wie Drucksprüher, Luftkompressoren oder bodengestützte Generatoren verwendet.

Eine weitere Methode, diesen Prozess durchzuführen, ist die Ballon‑Platz‑Technik, bei der Schießpulver und Natriumchlorid so angeordnet werden, dass sie in der Nähe der Wolkenbasis explodieren und die Salzpartikel verteilen.

Cold Cloud Seeding: Trockeneis‑Technik

Trockeneis ist nichts anderes als festes Kohlendioxid. Es hält eine Temperatur von -80 °C und verdampft bei dieser Temperatur, schmilzt jedoch nicht. Da es schwer ist, fällt es schnell von der Oberseite der Wolke herab.

Dieser Prozess des kalten Cloud Seeding wird von Flugzeugen durchgeführt, die über die Oberseite einer Wolke fliegen und Trockeneis‑Pellets von 0,5‑1,0 cm Größe in einem stetigen Strom freisetzen. Wenn diese Eis‑Pellets durch die Wolke fallen, bilden sie ein Blatt aus Eiskristallen. Infolge dieser Bildung fallen Regentropfen von diesen Eiskristallen.

Cold Cloud Seeding: Silberiod‑Technik

Diese Technik nutzt winzige Kristalle von Silberiod, die in Form von Rauch erzeugt werden. Diese Kristalle, die bei -5 °C bleiben, fungieren als eisbildende Kerne.

Aus bodengestützten Generatoren ausgeworfen, diffundieren diese feinen Partikel mit den Luftströmungen. Befürworter dieser Technologie sind jedoch der Ansicht, dass das geeignete Verfahren zum Seeden kalter Wolken darin besteht, Silberiod‑Rauch in unterkühlte Wolken von einem Flugzeug aus freizusetzen. Diese Technik ist effizienter als die Trockeneis‑Technik, weil der Bedarf an Silberiod deutlich geringer ist.

Diese Techniken des Cloud Seeding haben sich im Laufe der Jahre entwickelt. Das erste Experiment mit Cloud Seeding geht jedoch auf mehr als 75 Jahre zurück.

Eine kurze Geschichte des Cloud Seeding

Der amerikanische Chemiker und Meteorologe Vincent J. Schaefer führte 1946 das erste Cloud‑Seeding‑Experiment durch. In diesem bahnbrechenden Experiment ließ Schaefer sechs Pfund zerkleinertes Trockeneis in eine Wolke in den Adirondack Mountains von New York fallen.

Unmittelbar ein Jahr später, 1947, kam Project Cirrus als Zusammenarbeit zwischen GE und dem US-Militär, der erste Versuch der Wissenschaft, einen Hurrikan zu modifizieren. Das Projekt ließ fast 200 Pfund Trockeneis in einen Zyklon fallen, der die Küste Floridas traf und durchquerte.

Das nächste kam Anfang der 1960er Jahre, genannt Project Skywater, eine Reihe von Cloud‑Seeding‑Experimenten, finanziert vom Bureau of Reclamation. Ziel war es, die Wasserressourcen im Westen der Vereinigten Staaten zu erhöhen.

In Australien führte das Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) zwischen 1947 und den frühen 1960er Jahren umfangreiche Cloud‑Seeding‑Versuche durch. In diesen Experimenten ließen die Wissenschaftler Trockeneis in die Oberseiten von Kumuluswolken fallen, nutzten sowohl bodengestützte als auch luftgestützte Silberiod‑Generatoren usw.

Das US-Militär führte in den späten 1960er und frühen 1970er Jahren weitere Cloud‑Seeding‑Experimente durch. Ziel war es, Wettermodifikation als Kriegswaffe einzusetzen. Das Militär plante angeblich Operation Popeye, um ausreichend Niederschlag zu erzeugen, der die Nachschublinien des Feindes in Vietnam stören sollte. Diese militärischen Manöver wurden 1977 eingestellt, als ein internationaler Vertrag die Nutzung von Wettermodifikation zu militärischen Zwecken verbot.

Die Forschung darum hörte jedoch nicht auf. Sie wurde übernommen und in vielen Formen auf fast allen Kontinenten der Welt ausprobiert.

Erst im späten November 2023 beschloss die Regierung von Delhi, Indien, mit künstlichem Regen durch Cloud Seeding gegen die Luftverschmutzung in der Hauptstadt vorzugehen. Der Plan sah vor, eine Mischung aus Kaliumiodid, Silberiod und Trockeneis per Flugzeug auf die Wolken zu sprühen.

Die Generaldirektion für Zivilluftfahrt genehmigte das Flugzeug und die Leuchtkörper für diesen speziellen Zweck. Nach dieser Genehmigung wurde ein sechssitziges Cessna-Flugzeug ausgewählt, das über den Himmel Delhis flog und für das Einbringen der genannten Chemikalien in die Wolken verantwortlich war.

Allerdings laut Jai Dhar Gupta, einem Aktivisten für saubere Luft und Wharton School‑Alumnus, der zudem einen Abschluss in Umweltwissenschaften von der University of Pennsylvania hat:

„Cloud Seeding ist eine Spiegel‑Taktik und ergibt keinen Sinn. Nach dem Regen, aufgrund einer erhöhten Luftfeuchtigkeit, wird die Verschmutzung zunehmen, weil alles [Brennstoff, Biomasse usw.] mehr Schadstoffe freisetzen wird.“

Und mit dieser Skepsis gegenüber Cloud Seeding entsteht die Notwendigkeit, seine Vor- und Nachteile abzuwägen.

Die Vorteile von Cloud Seeding

Der Hauptzweck von Cloud Seeding weltweit ist die Verbesserung des Winter-Schneefalls und die Erhöhung des Schneepacks in den Bergen, wodurch die natürliche Wasserversorgung für die umliegenden Gemeinden ergänzt wird.

Um die Wirksamkeit dieses Ansatzes zu bewerten, haben Wissenschaftler mehrere Studien zum Effekt von Cloud Seeding durchgeführt. Während verschiedene Projekte unterschiedliche Ergebnisse liefern, gibt es zahlreiche bemerkenswerte Erfolge. Beispielsweise haben langfristige Cloud‑Seeding‑Projekte in den Bergen Nevadas und anderen Teilen der Welt gezeigt, dass das gesamte Schneepaket in den Zielgebieten um 10 % oder mehr pro Jahr zunimmt.

Das Desert Research Institute entwickelte ein fünfjähriges Cloud‑Seeding‑Projekt in den Snowy Mountains von New South Wales, Australien. Das Ergebnis war ein 14 %iger Anstieg des Schneefalls im Projektgebiet.

Ein weiteres Cloud‑Seeding‑Experiment in Wyoming dauerte zehn Jahre. Es fand im Snowy Range und im Sierra Madre Range statt.

Laut Daten, die vom Wyoming Water Development Office präsentiert wurden, zeigte das Experiment, dass das Schneepaket durch Winterstürme um fünf bis 15 % zunahm. Ein weiteres hochalpines, kontrolliertes, generatorinduziertes Cloud‑Seeding‑Experiment zeigte Schneefallzunahmen von bis zu 15 % im Bridger Range von Western Montana.

Trotz dieser Erfolge hat Cloud Seeding seine faire Portion Kontroversen erlebt und erlebt weiterhin.

Warum ist Cloud Seeding umstritten?

Das Risiko von Kontamination

Cloud Seeding birgt das Risiko einer Kontamination, die durch unsachgemäßen Umgang mit Silberiod und anderen Chemikalien entstehen kann. Sie haben das Potenzial, eine Kettenreaktion von Umweltverschmutzung auszulösen, deren schädliche Folgen unser Ökosystem und die Gesundheit belasten. Die Minderung dieser Risiken erfordert strategische und strukturelle Anstrengungen, die oft finanziell nicht tragbar sind.

Umverteilung von Risiko und nicht Entfernung 

Cloud Seeding besteht oft darin, Regen von einem Ort zum anderen zu verlagern. Es kondensiert Wasser, das bereits in Wolkenformationen vorhanden ist. Das kann daher Regenentzug oder Dürre in einem Gebiet bedeuten, während gleichzeitig extern erzeugter Regen in einem anderen Gebiet entsteht. Es könnte auch zu politischem Druck führen, bestimmten Regionen Wasser zu entziehen oder mehr Wasser zu beanspruchen, als ein bestimmtes Gebiet benötigt.

Ökologische und Umweltgefahren

Durch Silberiod induzierte Bioakkumulation kann potenziell schädlich für das aquatische Leben sein. Es kann auch zu städtischen Überschwemmungen führen.

Unzureichende Politik

Die Wissenschaftsgemeinschaft ist der Ansicht, dass unzureichende Politik Cloud Seeding schädlich machen kann. Dieses Problem gilt insbesondere, wenn Cloud Seeding für mehrere benachbarte Regionen geplant ist; in solchen Fällen muss es nach einem gut durchdachten Zeitplan durchgeführt werden. Um Risiken zu mindern, sollten Beschränkungen festgelegt werden, wann es durchgeführt werden darf, um sicherzustellen, dass keine Gefahr von Überschwemmungen besteht.

Mangel an nachweisbaren Ergebnissen 

Obwohl Cloud Seeding seit über 75 Jahren eingesetzt wird, fehlt es an ausreichenden empirischen Belegen, insbesondere im Vergleich zum Umfang und zur Größe der Studien, die für andere Geoengineering‑Techniken im Zusammenhang mit Solarenergie oder Kohlenstoffentfernung durchgeführt wurden.

Insgesamt besteht die Notwendigkeit, es ganzheitlich zu untersuchen. Studien müssen über die Bewertung seiner Wirksamkeit hinausgehen, indem sie nicht nur die unmittelbaren Auswirkungen betrachten, sondern auch herausfinden, was Cloud Seeding für benachbarte Regionen, deren Ökologie, Biodiversität und mehr bedeuten könnte.

Ungeachtet der Kontroversen und Skepsis ist eines der Hauptziele von Cloud Seeding, Regen zu erzeugen, um die Erde von Verschmutzung, Smog und mehr zu befreien. Es gibt kommerzielle Unternehmen, die sich dieser Aufgabe angenommen haben.

Klicken Sie für die Liste der fünf besten Carbon‑Capture‑Aktien zum Investieren.

Unternehmen mit getesteten Lösungen zur Bekämpfung von Verschmutzung

#1. Tetra Tech

Tetra Tech bietet Lösungen für komplexe Umweltherausforderungen an, darunter Lösungen zur Verbesserung der Luftqualität, zur Bewältigung von Lärmbelästigung, zur Verbesserung der Wasserqualität, zum Management von Festabfällen und mehr. Wenn wir uns speziell ihre Luftqualitätslösungen ansehen, umfassen sie computergestützte Datenbanken und Reporting‑Software, um Kunden effizient und effektiv bei der Erfüllung ihrer Compliance‑Verpflichtungen zu unterstützen. Die Dienstleistungen umfassen die Erstellung von Emissionsinventaren, Dispersion‑Modellierung, Analyse von Kontrolltechnologie‑Frameworks, Überwachung und Berichterstattung von Umgebungs‑ und Emissionsdaten und mehr.

Im Geschäftsjahr, das am 2. Oktober 2022 endete, erzielte Tetra Tech einen Jahresumsatz von über US$3,5 Milliarden, was eine Steigerung gegenüber dem Umsatz von über US$3,2 Milliarden im Geschäftsjahr 2021 darstellte. Im Geschäftsjahr 2022 meldete Tetra Tech einen Nettogewinn von über US$263 Millionen, ein Anstieg gegenüber über US$232 Millionen im Geschäftsjahr 2021. Tetra Tech‑Aktien verzeichneten 2022 einen verwässerten Gewinn je Aktie von US$4,86, verglichen mit US$4,26 im Jahr 2021.

#2. Arcadis

Arcadis ist ein weiterer globaler Akteur, der Organisationen dabei hilft, Luftemissionen besser zu managen im Zuge des Klimawandels, wobei Luftverschmutzung hoch auf der öffentlichen Agenda steht. Es unterstützt Kunden, die nach nachhaltigen Geschäftsgrundsätzen arbeiten, und bietet umfassende Dienstleistungen im Bereich industrielle Hygiene sowie Gesundheit & Sicherheit, um OSHA‑Compliance in Industrieanlagen zu gewährleisten.

Laut dem integrierten Jahresbericht 2022 erzielte das Unternehmen im Jahr 2022 einen Umsatz von mehr als 3 Milliarden Euro, mit einer operativen EBITDA‑Marge (als Prozentsatz des Umsatzes) von 9,8 % und einer Rendite von 54 % auf das Netto‑Working‑Capital. Im Jahr 2021 erzielte das Unternehmen einen Umsatz von mehr als 2,5 Milliarden Euro, mit einer operativen EBITDA‑Marge von 9,6 %.

Der zukünftige Fahrplan für Cloud Seeding

Während diese groß angelegten Unternehmen weiterhin daran arbeiten, Verschmutzung und Umweltgefahren fernzuhalten, bleibt Cloud Seeding die Chance, als Lösung für die am stärksten verschmutzten Städte der Welt zu dienen. Cloud‑Seeding‑Operationen finden in mindestens acht Bundesstaaten im Westen der USA statt. Diese sind relativ klein‑skalige Operationen hinsichtlich der investierten Mittel. Cloud‑Seeding‑Programme im oberen Colorado‑River‑Becken kosten beispielsweise etwa $1,5 Millionen pro Jahr.

Offizielle Berichte geben zu, dass „sehr wenig dokumentiert wurde, um die Auswirkungen kleiner Erhöhungen der gesäten Niederschläge und der saisonalen Abflusssteigerungen zu bestimmen. Da es schwierig war, die Auswirkungen des Seedings zu quantifizieren, können diese sekundären Studien nur als spekulativ betrachtet werden.“

Daher ist es notwendig, weitere Studien durchzuführen, bevor wir die tatsächliche Wirksamkeit von Cloud Seeding als Lösung zur Beseitigung von Verschmutzung kennen.