KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

Ruß kann wärmend oder kühlend wirken: Unsicherheitsfaktor in Klimavorhersagen

Montag 22. April 2013 von birdfish

Die Verbrennung von fossilen und nachwachsenden Rohstoffen beeinflusst unser Klima durch die Entstehung von Ruß.

Schwarzer RauchRauch eines Feuers in extrem trockener Vegetation in australischer Wüste. Foto: C. Hadfield / NASA

Dieser kann – je nach Situation wärmend oder kühlend wirken. Viele Gründe machen es schwer, eine Bilanz der schwarzen Kohlenstoffpartikel zu ziehen, wie ein Artikel im Forschungsmagazin Science zeigt.

Vor einigen Monaten überraschte eine wissenschaftliche Publikation die Klimaforscher weltweit. Ein amerikanisches Forscherteam kam zu dem Schluss, dass der Beitrag, den Ruß an der weltweiten Klimaerwärmung liefert, etwa doppelt so groß ist, wie bisher angenommen. Rußpartikel entstehen bei der Verbrennung fossiler Energiequellen wie Kohle und Öl und auch bei der Nutzung von Biomasse wie Holz. Die Forscher um die Chemikerin Tami Bond stufen den schwarzen Kohlenstoff (Black Carbon), so der wissenschaftliche Sammelbegriff für Rußpartikel, in seiner Klimaschädlichkeit sogar höher ein als die des Treibhausgases Methan.

Wie es zu solch großen Differenzen in der Bewertung der Klimawirkung von Ruß kommen kann, beschreibt eine aktuelle Publikation im Wissenschaftsmagazin Science. Gemeinsam mit seinem kalifornischen Kollegen Veerabhadran Ramanathan erklärt Meinrat O. Andreae, Direktor am Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie, welche globalen und regionalen Klimaauswirkungen die schwarzen Partikel haben können. Ruß ist in der Erdatmosphäre die größte Absorptionsquelle von Sonnenstrahlung.

„Anders als die chemisch präzise definierten Treibhausgase sind Rußpartikel verschiedenartig aufgebaut und haben sehr unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften. Allein das macht es schwierig, den Einfluss von Ruß auf das Klima genau zu bestimmen“, sagt der Mainzer Klimaforscher Prof. Andreae. „Eine konkrete Ursache, warum die Vorhersagen so weit auseinander liegen, sehen wir im sogenannten braunen Kohlenstoff.“ Diese Kohlenstoffpartikel entstehen auch bei der Verbrennung von Biomasse und durch chemische Reaktionen in der Atmosphäre. Genau wie schwarzer absorbiert brauner Kohlenstoff Licht und Wärme – eine Tatsache, die bisher in den meisten Klimamodellen ignoriert wurde. Man nahm im Gegenteil an, dass brauner Kohlenstoff unser Klima sogar kühlt, da die Partikel mehr Sonnenlicht zurück in den Weltraum reflektieren als sie an die Erde abgeben.

Für eine Klimabilanz muss man alle Wirkmechanismen von Ruß kennen

Ein weiterer Unsicherheitsfaktor liegt im Zusammenspiel der kühlenden und erwärmenden Eigenschaften von Ruß. Rußpartikel nehmen nicht nur besonders gut Wärme auf und geben sie an die Erdatmosphäre ab. Sie dienen auch als Keime für die Kondensation von Feuchtigkeit, was schließlich zur Wolkenbildung führt. Und Wolken wiederum reflektieren die Sonnenstrahlung. Um eine korrekte Bilanz für Ruß zu erstellen, muss man also alle klimarelevanten Mechanismen genau kennen – kühlende wie erwärmende.

Eine solche Bilanz erstellten die amerikanischen Wissenschaftler um Bond in ihrer Studie. Sie fassten dazu alle verfügbaren Simulationen und Beobachtungen zusammen und berechneten die Energiemenge, die die schwarzen Partikel aus der Sonnenstrahlung absorbieren und somit an das Klimasystem abgeben können. Der sogenannte Strahlungsantrieb (radiative forcing) liegt mit 1,1 Watt pro Quadratmeter doppelt so hoch wie der Wert, der 2011 in einer Studie des UN Umweltprogramms (UNEP) und der weltweiten Meteorologischen Organisation (WMO) zur Vorhersage der Erderwärmung genutzt wurde. Für Bond und ihre Kollegen ist Ruß also viel klimarelevanter als bisher angenommen.

Wie ist dieser große Unterschied zu früheren Berechnungen zu erklären? Andreae und sein Kollege Ramanathan vergleichen unterschiedliche Ansätze zur Herleitung des Strahlungsantriebs durch die Absorption von Licht durch Ruß. Der Klimaforscher Ramanathan hat ihn aus Absorptionsdaten von Satelliten und 140 Bodenmessstationen ermittelt. Die Bond-Studie leitet zunächst einen wesentlich kleineren Wert aus Emissionsinventaren und Atmosphärenmodellen her, und muss ihn dann hochskalieren um den abgeleiteten Wert in die Nähe des Werts aus den Messdaten zu bringen. Daraus folgern Andreae und Ramanathan, dass in den meisten Klimavorhersagen entweder eine wichtige Quelle für Ruß nicht berücksichtigt wurde oder dass Daten aus sogenannten Abschätzungen der weltweiten Emissionen nicht zuverlässig genug sind.

Ruß macht regionale Klimavorhersagen noch unsicherer

Noch größer werden die Unsicherheiten durch den Faktor Ruß auf regionaler Ebene – beispielsweise bei Niederschlagsvorhersagen. Dies rührt unter anderem daher, dass Ruß gegenläufige Effekte bei der Entstehung von Wolken hat. Bei kleinen Wolken verringern die Partikel die Niederschlagseffizienz, bei großen Wolken steigt sie an. Der Ruß in der Luft über dem indischen Ozean wirkt wie ein Sonnenschirm, so dass sich das Meerwasser weniger erwärmt und deshalb weniger Wasser verdunstet. Als Folge befürchten Forscher, dass sich beispielsweise die Monsun-Regenfälle in Südasien abschwächen – einer Region, in der zunehmend Biomasse verbrannt wird.

Außerdem erzeugt die Absorption von Sonnenstrahlung durch Ruß in der Atmosphäre Wärmegradienten, wodurch sich die Luftströmungen verändern. Das wird unter anderem für die bereits beobachtete Verschiebung des Tropengürtels nach Norden verantwortlich gemacht.

Wurde die Strahlungsabsorption von Ruß in bisherigen Vorhersagen tatsächlich so deutlich unterschätzt, wie die amerikanischen Forscher um Bond behaupten, muss man regionale Klimaeffekte neu bewerten, so Andreae und Ramanathan. Das wiederum erfordert genau definierte Beobachtungen im Klimasystem, von Satellitendaten bis zu mikrochemischen Messungen von Aerosolen.

Und schließlich bleibt die Frage offen, ob sich all die Anstrengungen, die Entstehung von Ruß zu vermindern, wirklich lohnen. Denn mit der Verbrennung von fossilen Brennstoffen entstehen auch Stoffe wie Schwefeldioxid, die unser Klima kühlen. Eine Gesamtbilanz für unser Klima wird dadurch umso schwieriger.

Warum wir dennoch alles daran setzen sollten, die Entstehung von Ruß so weit wie möglich zu verringern, liegt in seiner Schädlichkeit für die menschliche Gesundheit. Geschätzte 3,5 Millionen Menschen sterben jährlich durch die Luftverschmutzung mit Ruß und verwandten Feinstaubpartikeln in Haushalten, besonders in den Entwicklungs- und Schwellenländern, wo oft noch am offenen Feuer gekocht wird.

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Neues Meereisportal liefert tagesaktuelle Eiskarten von der Arktis und Antarktis

Mittwoch 17. April 2013 von birdfish

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung haben die neue Internetplattform meereisportal.de vorgestellt, die sie gemeinsam mit Kollegen von der Universität Bremen entwickelt haben.

Meereisbedeckung
Meereisbedeckung in deutschen Portal tagesaktuell dokumentiert – Foto: AWI

Die Internetseite bietet als deutschsprachige Webplattform neben jeder Menge Hintergrundinformationen zum Thema Meereis tagesaktuelle Meereiskarten von Arktis und Antarktis. Zudem eröffnet sie Nutzern die Möglichkeit, die unterschiedlichen Basisdaten für die eigene Weiterverarbeitung herunterzuladen. In naher Zukunft wollen die Initiatoren in diesem Portal auch die weltweit ersten Karten zur Meereisdicke als Datenprodukte des ESA-Satelliten CryoSat-2 veröffentlichen.

Bei der Frage „Wie groß ist die Eisdecke der Arktis?“ mussten sich interessierte Laien und Wissenschaftler aus dem deutschsprachigen Raum in der Vergangenheit oft auf englisch-sprachige Informationen deutscher oder amerikanischer Forschungseinrichtungen verlassen. Das Meereisportal ist das erste umfassende, deutschsprachige Internetportal rund um das Thema Meereis in der Arktis und Antarktis. Entwickelt wurde es im Rahmen des Helmholtz-Verbundes Regionale Klimaveränderungen (REKLIM) als Gemeinschaftsprojekt der Universität Bremen und des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung – einem der weltweit führenden Zentren im Bereich Meereisforschung.

„Unsere Seite bietet den Internetnutzern drei Informationsquellen: Erstens ein umfangreiches Kartenarchiv, in dem jeder Interessierte momentan bereits mehr als 7000 grafisch aufbereitete Meereiskarten der Arktis und Antarktis herunterladen kann – die tagesaktuellen ebenso wie jene aus den zurückliegenden zehn Jahren. Zweitens ein Datenportal, in dem Messdaten zum Meereis zu finden sind, sowie drittens einen großen Bereich, in dem wir durch unser Klimabüro verständlich aufbereitete Informationen rund um das Thema Meereis bereitstellen. Sie geben Antwort auf Fragen wie ‚Wie entsteht Meereis?’, ‚Wie wird es erforscht?’ oder ‚Welche Rolle spielt es für das Klima unserer Erde?’“, sagt REKLIM-Geschäftsführer Dr. Klaus Grosfeld.

Die tagesaktuellen Karten zur Meereisausbreitung basieren auf Messdaten des japanischen Satelliten SHIZUKU, der in einer Höhe von 700 Kilometern um die Erde kreist. Sein Mikrowellen-Radiometer AMSR2 erfasst seit dem 4. Juli 2012, wo auf der Erde sich wie viel Eis auf dem Meer befindet. Diese Satellitendaten werden vom Institut für Umweltphysik der Universität Bremen (IUP) abgerufen, dort entsprechend ausgewertet und aufbereitet. Sie fließen anschließend direkt in die vom AWI-Rechenzentrum betriebene digitale Infrastruktur des Meereisportals, wo sie automatisch als Meereiskarten ausgegeben werden. „Die Kooperation mit dem AWI ermöglicht uns, die an der Universität Bremen entwickelten Datenprodukte einer breiten Öffentlichkeit zur Verfügung zu stellen und so die in Bremen und Bremerhaven vorhandene Expertise zu diesem Thema zu bündeln“, sagt Dr. Georg Heygster, Leiter der Meereisabteilung am IUP-Bremen.

In naher Zukunft wollen die AWI-Experten das Portal dann noch um aktuelle Meereisdicken-Karten erweitern. Diese werden auf Daten des im Jahr 2010 gestarteten ESA-Satelliten CryoSat-2 beruhen und das aktuelle Volumen des arktischen und antarktischen Meereises zeigen. „Wir freuen uns sehr, dass unser Meereisportal unseres Wissens nach das erste Internetportal weltweit sein wird, auf dem diese Eisdickenkarten frei und unkompliziert heruntergeladen werden können“, sagt AWI-Meereisphysiker Dr. Stefan Hendricks, der sich mit der Auswertung der CryoSat-2-Daten beschäftigt.

In Sachen Aktualität aber wollen die AWI-Klimaforscher und ihre Kollegen von der Universität Bremen noch einen Schritt weitergehen. Sie planen, auf der neuen Internetplattform in regelmäßigen Abständen Verlaufsanimationen, wissenschaftliche Analysen der aktuellen Meereis-Situation sowie Berichte über spezielle Forschungsaktivitäten für eine deutschsprachige Leserschaft zu veröffentlichen. Von Meereisphysikern über Ozeanografen bis hin zu den AWI-Modellierern – sie alle werden auf dem Meereisportal zu Wort kommen und verdeutlichen, auf welch vielfältige Art und Weise Wissenschaftler das Meereis untersuchen und zu welchen Themen sie Auskunft geben können.

Im nächsten Schritt soll meereisportal.de auch auf saisonale Vorhersagen zur Meereisausdehnung erweitert werden. Dafür wollen die Initiatoren den sogenannten „Sea Ice outlook“ in das Portal integrieren. Dieses wissenschaftliche Werkzeug verknüpft aktuelle Beobachtungsdaten mit Modelldaten, um im Anschluss daran die Entwicklung der Meereisausdehnung vorherzusagen. Bisher wurden diese Vorhersagen nur für das jährliche Meereisminimum in der Arktis gemacht. In Zukunft sollen sie jedoch auf monatlicher Basis erfolgen. „Auf diese Weise wollen wir eine Grundlage dafür schaffen, die zukünftige Meereisentwicklung in der Arktis genauer vorhersagen und unsere Erkenntnisse einem erweiterten Nutzerkreis zur Verfügung stellen zu können“, sagt Klaus Grosfeld. Bevor die Forscher jedoch wirklich verlässliche Aussagen ableiten können, müssen noch spezielle Vorkehrungen zur Qualitätssicherung getroffen werden.

Website www.meereisportal.de

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Artensterben stört auch die unterirdischen Ökosysteme – Dichte und Diversität schwinden

Sonntag 14. April 2013 von birdfish

Bisher war der Einfluss einer artenreichen Pflanzenwelt auf das Leben im Boden umstritten.

Prof. Nico EisenhauerProf. Nico Eisenhauer, Uni Jena – Foto: Anne Günther/ FSU

Doch ein internationales Forscherteam um Prof. Nico Eisenhauer von der Universität Jena hat nun beobachtet, dass eine wenig artenreiche Pflanzenwelt die Vitalität und Produktivität des Bodens beeinträchtigt – auf steigende Kohlendioxid- oder Stickstoffkonzentrationen reagieren die Bodenorganismen hingegen kaum, schreiben die Forscher im Fachmagazin „PNAS“.

Wenn vom Klimawandel die Rede ist, dann geht es meistens um erhöhte Kohlendioxid- und Stickstoffgehalte. Denn beide verursachen weitreichende Umweltveränderungen: Die steigende Konzentration des Treibhausgases in der Atmosphäre verstärkt die Erwärmung der Erde; die zunehmende Freisetzung von Stickstoff durch Überdüngung hat vor allem Auswirkungen auf die Biodiversität, also die Vielfalt an Pflanzen- und Tierarten.

Bisher waren sich Wissenschaftler einig, dass das Artensterben die oberirdischen Ökosysteme empfindlich stört. Forscher um Prof. Dr. Nico Eisenhauer von der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben nun herausgefunden, dass bei einem Rückgang an Pflanzenarten auch die Dichte und die Diversität des unterirdischen Lebens schwindet. Das Erstaunliche ist: Die Bodenorganismen reagieren auf Veränderungen der Pflanzenvielfalt, jedoch kaum auf steigende Kohlendioxid- und Stickstoffkonzentrationen.

Für ihre Studie haben die Wissenschaftler Bodenproben von über 200 Versuchsflächen des BioCON-Experiments im US-Bundesstaat Minnesota untersucht. Bereits in den 1990er Jahren haben dort Forscher mehrere zwei mal zwei Meter große Parzellen angelegt und darauf Pflanzengemeinschaften mit einer, vier oder neun Gras- und Kräuterarten angesät. Einige der Versuchsflächen haben die Forscher zudem mit Kohlendioxid und Stickstoff „gedüngt“.

Nico Eisenhauer und seine Kollegen haben für die jetzt veröffentlichte Studie vor allem das Leben im Boden näher unter die Lupe genommen. „Viele der Lebewesen im Boden sind winzig und mit bloßem Auge nicht zu erkennen, doch sie steuern wichtige Ökosystemprozesse, etwa den Abbau von Schadstoffen oder die Zersetzung des organischen Materials“, erklärt Prof. Eisenhauer. Er und sein Team haben nun entdeckt, dass Umweltveränderungen über der Erde die Vitalität und Produktivität des Bodens beeinflussen: „Bei geringer Pflanzendiversität stehen die Organismen unter stärkerem Stress und auch die Dichte und die Diversität der Bodenorganismen nehmen deutlich ab“, erläutert Eisenhauer. Hingegen reagieren die Bodenorganismen nur geringfügig auf erhöhte Kohlendioxid- oder Stickstoffkonzentrationen.

Bisher war der Einfluss der Pflanzendiversität auf das Leben im Boden umstritten; frühere Studien berichten nur von einem schwachen Effekt. „Der entscheidende Unterschied ist, dass die meisten Experimente nicht länger als drei Jahre liefen, das BioCON-Experiment hingegen schon seit etwa fünfzehn Jahren“, betont Prof. Eisenhauer, der Erstautor der neuen Publikation ist. Bis sich im Boden repräsentative Lebensgemeinschaften bilden, dauere es einige Jahre. „Der Effekt einer artenreichen Pflanzenwelt auf die Bodenorganismen tritt daher erst nach längerer Versuchszeit auf“, so der Jenaer Ökologe.

Die dahintersteckenden Mechanismen und Prozesse können die Forscher noch nicht vollständig entschlüsseln. Deswegen wollen Nico Eisenhauer und seine Kollegen nun ihre Ergebnisse mit anderen Langzeitexperimenten – wie etwa dem Jena-Experiment – vergleichen. Zudem wollen die Wissenschaftler auf diese Weise prüfen, ob die Beobachtungen in Minnesota nur für die dortigen Gegebenheiten gelten oder ob sich ein generelles Muster offenbart.

Die Studie macht jedoch bereits jetzt deutlich: Nicht nur Kohlendioxid und Stickstoff sind wichtige Umweltfaktoren und verdienen die öffentliche Aufmerksamkeit. Nico Eisenhauer ist überzeugt: „Die Bedeutung einer artenreichen Pflanzenwelt ist nicht zu unterschätzen und muss noch stärker in den politischen Fokus rücken“, so der Wissenschaftler von der Universität Jena.

Originalpublikation:
Eisenhauer N et al.: Plant diversity effects on soil food webs are stronger than those of elevated CO2 and N deposition in a long-term grassland experiment. PNAS 2013, DOI: 10.1073/pnas.1217382110

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Großes Forschungsprojekt will Westafrikas Ernährungssicherheit langfristig sichern

Donnerstag 11. April 2013 von birdfish

Der Klimawandel stellt in Westafrika eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar.

WASCAL-MessstationAufbau einer WASCAL-Messstation zur Erhebung von Klimadaten in Ghana. Foto: WASCAL

Daher stellt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 16 Millionen Euro für die weitere Förderung der internationalen Klimaforschungsinitiative am West African Science Service Center on Climate Change and Adapted Land Use WASCAL zur Verfügung. WASCAL erforscht die Folgen des Klimawandels für die Land- und Wassernutzung, um Strategien gegen klimabedingte Risiken zu entwickeln.

Koordiniert wird das WASCAL-Programm am Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF) der Universität Bonn. „Wir wollen WASCAL helfen, staatenübergreifende Expertise zu bündeln und eine Forschungsinfrastruktur aufzubauen, die den westafrikanischen Staaten ermöglicht, langfristig Ernährungssicherheit für die Bevölkerung zu schaffen und ökologische Ressourcen zu schonen“, erklärt Dr. Manfred Denich, WASCAL-Koordinator am ZEF. Um wirksame Schutzmaßnahmen gegen klimabedingte Risiken in Westafrika zu entwickeln, geht WASCAL mehrere Wege: Seit 2012 wird ein Kompetenzzentrum in Ouagadougou (Burkina Faso) aufgebaut.

Ausbildung regionaler Klimaexperten
Von hier aus werden regionale Forschungsaktivitäten koordiniert und Daten gesammelt. Es dient regionalen Politikern, Praktikern und Experten als Ansprechpartner für Klimafragen. Eine weitere Maßnahme ist die Ausbildung regionaler Klimaexperten. Dazu wurde ein umfassendes Graduiertenprogramm ins Leben gerufen und innerhalb von zwei Jahren konnten bereits sechs Doktorandenprogramme und zwei Masterprogramme an regionalen Universitäten etabliert werden. Die Zahl der WASCAL-Studenten liegt derzeit bei über 110. Zwei weitere Masterprogramme starten im Oktober 2013.

Doktorand möchte Folgen des Klimawandels mildern
Stephen A. Adaawen, WASCAL-Doktorand aus Ghana und derzeit am ZEF, beobachtet die Folgen des Klimawandels in seiner Heimat. Seit seiner Kindheit in Nordghana verschieben sich die Regenzeiten und es wird heißer. Die Bevölkerung lebt größtenteils von der Landwirtschaft und ist vom Klima abhängig. „Mit meiner Forschung möchte ich einen Beitrag zur Lösung der Folgen des Klimawandels leisten, von denen mein Land und meine Familie direkt betroffen sind“, betont Adaawen.

Zehn westafrikanische Staaten sind an WASCAL beteiligt
WASCAL wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in Partnerschaft mit den Regierungen und Ministerien der beteiligten Mitgliedsländer initiiert und wird vom BMBF insgesamt mit 50 Millionen Euro gefördert. An WASCAL sind zehn westafrikanische Staaten beteiligt: Benin, Burkina Faso, Gambia, Ghana, Elfenbeinküste, Mali, Niger, Nigeria, Senegal und Togo. Die Koordination des Projektes liegt beim Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF) der Universität Bonn. 2010 startete die Planungs- und 2012 die Umsetzungsphase. Neben den westafrikanischen Partnern sind Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland beteiligt.

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Tiere und Pflanzen – Gewinner und Verlierer des Klimawandels

Mittwoch 10. April 2013 von birdfish

Allgemein

Klimawandel hat Europa bereits spürbar verändert – Lebensräume und Arten bedroht

Der Klimawandel hat umfangreiche Auswirkungen auf Gesellschaft und Umwelt in ganz Europa.
Zu diesem Ergebnis kommt eineStudie der Europäischen Umweltagentur (EEA), die mit potenziellen Schäden in beträchtlicher Höhe rechnet und daher Mitgliedstaaten aufruft, mehr für die Anpassung zu tun.
Mit drastischen Auswirkungen rechnen die Forscher auch für die Artenvielfalt. Ein Fünftel der Lebensräume und jede zehnte europäische Art sind durch den Klimawandel bedroht.[...]
Kompletter Artikel vom 29.11.2012


Klimawandel: Biologische Vielfalt könnte stärker schwinden als bisher angenommen

Wenn die Klimaerwärmung wie erwartet fortschreitet, könnten weltweit nahezu ein Drittel aller Tier- und Pflanzenarten aussterben.
Wie Wissenschaftler des Biodiversität und Klima Forschungszentrums und der Senckenberg Gesellschaft für Naturkunde herausfanden, muss die Rate des tatsächlichen Biodiversitätsverlusts möglicherweise deutlich nach oben korrigiert werden: Bis zum Jahr 2080 könnte in bestimmten Organismengruppen über 80% der genetischen Vielfalt innerhalb von Arten verschwinden, so die Forscher in der Titelstory des Fachjournals „Nature Climate Change“. Die Studie ist die erste weltweit, die den Verlust der biologischen Diversität auf Basis der genetischen Vielfalt quantifiziert.[...]
Kompletter Artikel vom 30. August 2011


Einzelne Ökosysteme

Übersäuerung der Meere: Weichkorallen könnten Steinkorallen verdrängen

Die Übersäuerung der Meere verändert die Zusammensetzung von Korallenriffen, warnen japanische Forscher. Bis zum Ende des Jahrhunderts könnten Weichkorallen die in maritimen Lebensräumen wichtigen Steinkorallen mehr und mehr verdrängen. [...]
Kompletter Artikel in SPIEGEL Online, 25.03.2013


Zukunftsprognose: Gewinner und Verlierer des Klimawandels in unseren Bächen und Flüssen

Fließgewässer sind empfindliche Ökosysteme. Wie werden sie sich unter dem Einfluss des Klimawandels verändern? Und was bedeutet das für die darin lebenden Tierarten? Die jetzt im Fachmagazin Global Change Biology erschienene Studie eines internationalen Teams um den am Biodiversität und Klima Forschungszentrum arbeitenden Wissenschaftler Dr. Sami Domisch zeigt, dass neben den an Kälte angepassten Arten vor allem Endemiten Verlierer des Klimawandels sein werden. Diese kleinräumig verbreiteten und auf besondere Lebensräume spezialisierten Arten reagieren sehr empfindlich auf klimatische Veränderungen.[...]
Kompletter Artikel vom 7. Januar 2013


Fauna

Versauerung lässt Miesmuscheln kalt

Ausreichend Futter kann Nachteile von saurem Wasser zum Teil ausgleichen – noch
Für viele schalentragende Tiere ist die Versauerung der Meere fatal. Doch zumindest eine der häufigsten Muscheln der Ostsee tangiert dies wenig: Solange die Miesmuschel genügend Futter findet, wächst sie auch im sauren Wasser. Ihre Jungtiere bilden selbst dann noch erfolgreich Schalen, wenn der Anteil an gelöstem Kohlendioxid im Wasser aktuelle Werte deutlich übersteigt.
Zur Meldung des GEOMAR vom 6. Mai 2013


Schildkröten sind die Verliererinnen des Klimawandels und vom Aussterben bedroht

Deutsche Wissenschaftler untersuchen den Einfluss des Klimawandels auf globale Biodiversitätsmuster und ermitteln dadurch mögliche Verlierer und Gewinner der Veränderungen. Acht Wissenschaftler der herpetologischen Arbeitsgruppe des Zoologischen Forschungsmuseum Alexander Koenig Bonn (ZFMK), Deutschland, präsentierten in der Fachzeitschrift Global Change Biology die Ergebnisse einer umfangreichen Studie, wie die globale Verbreitung und die Artenvielfalt der Schildkröten in naher Zukunft durch den Klimawandel beeinflusst werden könnten. [...]
Kompletter Artikel vom 24. Februar 2012


Schlechte Anpassung: Schmetterlinge und Vögel “flattern” dem Klimawandel hinterher

Vögel und Schmetterlinge können offenbar mit dem Klimawandel nicht mithalten. Die Temperaturen haben sich in den letzten beiden Jahrzehnten in Europa schneller erhöht als beide Tiergruppen sich anpassen konnten. Sie sind damit langsamer nach Norden gewandert als es ihre klimatischen Erfordernisse für nötig erscheinen lassen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die das Fachmagazin Nature Climate Change veröffentlicht hat. Im statistischen Mittel lägen demnach Schmetterlinge 135 und Vögel sogar 212 Kilometer gegenüber der Temperaturerhöhung und der Verschiebung ihrer Lebensräume nordwärts zurück.[...]
Kompletter Artikel vom 2. Februar 2012


Flora

Klimawandel: Mehr CO2 in der Atmosphäre kommt Mais und Sorghum bei Trockenheit zugute

In einem groß angelegten Freilandexperiment haben Wissenschaftler des Thünen-Instituts für Biodiversität in Braunschweig untersucht, wie sich eine erhöhte Konzentration an Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre, die im Zuge des Klimawandels erwartet wird, auf das Wachstum von Mais und Sorghum-Hirse auswirkt. Fazit: Mais und Hirse gehören zu den Gewinnern des Klimawandels.
Komplette Pressemeldung des Thünen-Instituts vom 17. April 2013


Wie reagieren Bäume auf den Klimawandel? Forscher sind dem Waldsterben auf der Spur

Wie reagieren Bäume auf den Klimawandel? Und wieso wird trockenheitsbedingtes Waldsterben nicht nur in wasserarmen, sondern auch in feuchten Gebieten beobachtet?
Eine internationale Forschergruppe um Dr. Steven Jansen von der Universität Ulm und Dr. Brendan Choat (University of Western Australia, Sydney) hat in dreijähriger Arbeit mehr als 226 Arten an 81 Standorten weltweit untersucht.
Ihre einmalige Datensammlung birgt erstaunliche Ergebnisse: „Bäume passen sich optimal an ihren Standort an indem sie das verfügbare Wasser effizient nutzen. Ändern sich die Umweltbedingungen, sind sie anfällig für trockenheitsbedingte Sterblichkeit.[...]
Kompletter Artikel vom 28. November 2012


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EU-Grünbuch für Klimaziele 2030 zu schwach Deutschland muss Energiewende europäisieren

Mittwoch 3. April 2013 von birdfish

Der Deutsche Naturschutzring (DNR) begrüßte den Vorschlag der EU-Kommission zur Klima- und Energiepolitik nach 2020.

Energiewende auch EU-weit vorantreiben
Energiewende auch EU-weit vorantreiben – Foto: Dagmar Struß

Die Ziele von 40 Prozent Treibhausgasreduktionen und 30 Prozent erneuerbaren Energien sind aus Sicht des Dachverbands jedoch bei Weitem zu schwach. „Der Weltklimarat hat klar darauf hingewiesen, dass Industrieländer ihre Emissionen schon bis 2020 um bis zu 40 Prozent senken müssen, um die Klimaerwärmung einzudämmen. Es kann nicht sein, dass Europa dieses Ziel erst zehn Jahre später erreicht“, kritisierte Hartmut Vogtmann, Präsident des Deutschen Naturschutzrings.

Aus Sicht des Deutschen Naturschutzrings könnte Europa seine Treibhausgase bis 2030 schon um 55 Prozent reduzieren, wenn es auf Energieeffizienz und erneuerbaren Energien setzt. „Die Kommission vernachlässigt, dass Effizienz mehr als die Hälfte der CO2-Reduktionen stemmen kann, und noch dazu die Kosten der Energiewende bremst. Der Vorschlag einiger Länder, nur noch ein Ziel für Treibhausgase zu vereinbaren, wäre Wahnsinn. Das würde bedeuten, dass wir in Europa Atomkraft fördern, bei erneuerbaren Energien und Energieeffizienz aber Stillstand hätten“, warnte Vogtmann. „Die Bundesregierung hat sich bei der Energiewende auf den Atomausstieg und ehrgeizige Klimaziele festgelegt. Dies muss nun auch in Europa vorangetrieben werden.“

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Vision für das Klima: Paläoklimaforscher plädiert für Kohlendioxid-Recycling

Mittwoch 20. März 2013 von birdfish

Frank Sirocko zeigt in “Geschichte des Klimas”, wie aus der Vergangenheit gelernt und Visionen für die Zukunft entwickelt werden können.

Vulkane
Welche Rolle speilten Vulkane in der Klimageschichte? – Foto: Ulla Trampert / Pixelio

Der Energiebedarf von Industrienationen auf der einen Seite und die Notwendigkeit, die globale Erwärmung zu begrenzen, auf der anderen Seite stellen die Menschheit vor große Herausforderungen. Professor Dr. Frank Sirocko, einer der führenden Paläoklimaforscher in Deutschland, plädiert dafür, die fossilen Energieträger und die Treibhausgase als Teile des gleichen Kreislaufs zu betrachten und als Ausweg aus dem Klimadilemma einen nachhaltigen, geschlossenen Kohlendioxid-Methan-Kreislauf einzurichten. Dabei soll Kohlendioxid, das maßgeblich für die globale Erwärmung verantwortlich ist, durch sogenannte Sequestration wieder der Atmosphäre entzogen werden. Es müsste dann mithilfe von Sonnenergie zum Beispiel in den südeuropäischen Mittelmeerländern zu Methan reduziert und in dieser Form wieder nach Nordeuropa transportiert werden. „Ich persönlich bin überzeugt, dass man irgendwann in Bezug auf das Treibhausgas Kohlendioxid vollständig umdenken wird und das atmosphärische CO2 nicht mehr als Problemstoff sieht, sondern als Lagerstätte“, schreibt Sirocko in seinem neuen Buch „Geschichte des Klimas“.

In dem Buch erläutert Sirocko, Professor am Institut für Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU), auf knapp 200 Seiten die wichtigsten Prozesse im Klimasystem und zeigt die Entwicklung des Erdklimas über Millionen von Jahren auf. Die Bedeutung der Atmosphäre und der Meeresströmungen wird genauso behandelt wie die Rolle, die Vulkane oder schmelzende Polkappen im Klimageschehen spielen. Der Rückblick auf die Erdgeschichte ist nach Auffassung des Klimaforschers unerlässlich, um zu beurteilen, was uns in Zukunft erwartet.

„Die Vergangenheit lehrt uns, dass Klimaänderungen eine der größten Bedrohungen für die Menschheit waren“, schreibt der Wissenschaftler. Als Beispiel führt er das 14. Jahrhundert an, als kalte verregnete Sommer zu Hunger, gesellschaftlicher Krise und in der Folge zu Seuchen geführt haben. „Hunger am Anfang des Jahrhunderts und die Pest haben die Zeit von 1300 bis 1350 zu einer der dunkelsten Zeiten der europäischen Geschichte gemacht.“

Heute stehen wir vor der globalen Herausforderung, die Erwärmung der Erdatmosphäre einzudämmen und den Energiebedarf möglichst klimaneutral abzusichern, wobei Erdöl in naher Zukunft knapp wird und auch Erdgas keine dauerhafte Alternative ist. „Viele Menschen“, so Sirocko, „blicken heute ratlos in die Energiezukunft und fühlen sich vom Klimawandel bedroht.“ Seine Vision für die Zukunft ist daher eine gemeinsame Antwort auf die Klima- und die Energiefrage. Mittlerweile seien erfolgreiche Verfahren entwickelt worden, um das CO2 aus der Atmosphäre wieder zu entziehen, die sogenannte Sequestration. Leider würde in diesem Zusammenhang immer nur eine Endlagerung des flüssigen CO2 diskutiert.

Man könnte dieses Kohlendioxid aber auch wieder zu Methan reduzieren, wozu grundsätzlich Energie notwendig wäre. Global betrachtet stünde hierfür mehr als genügend Sonnenergie zur Verfügung, da die auf die Erdoberfläche eingestrahlte Sonnenenergie weitaus größer sei als alle vom Menschen benötigte Energie. „Prinzipiell und global gesehen ist Energie also gar nicht knapp; man muss sie nur kontrolliert aus Südeuropa nach Nordeuropa transportieren.“ Irgendwann werde man in den Regionen starker Sonneneinstrahlung das CO2 aus der Atmosphäre sequestrieren, es dort in Thermiekraftwerken zu CH4 reduzieren und dieses Methan dann über Pipelines in die Industriestaaten transportieren, wo es erneut verbrannt werden kann. Ein solcher Kreislauf sei dann in sich geschlossen und könne nachhaltig so lange betrieben werden, wie die Sonne ihre Energie abstrahlt. Wichtig sei nur, dass man diesen Kreislauf implementiert, bevor das CO2 in der Atmosphäre bedrohliche Konzentrationen erreicht hat. „Wir müssen also heute beginnen, wenn wir morgen eine Zukunft haben wollen“, schreibt Sirocko in „Geschichte des Klimas“.

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Auftauen von Permafrost-Böden beschleunigt Klimawandel – trotz mehr Pflanzenwachstum

Montag 18. März 2013 von birdfish

Die globale Erwärmung hat zwei gegenteilige Effekte auf Permafrost-Böden wie die in Sibirien.

Permafrost-Böden in Tibet
Gefrorener Fluss und Permafrost-Böden in Tibet. – Foto: Claus Bünnagel / Pixelio

Das Auftauen der normalerweise dauerhaft gefrorenen Erdschichten verstärkt einerseits Zersetzungsprozesse im Boden, was zu höheren CO2-Emissionen führt. Anderseits nimmt wegen der höheren Temperaturen das Pflanzenwachstum zu, und das dabei aufgenommene CO2 wird letztlich im Boden gespeichert. Dieser – oft vernachlässigte – zweite Effekt kann den ersten aber auf Dauer nicht ausgleichen, wie eine jetzt veröffentlichte Studie von Wissenschaftlern des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung zeigt. Unter dem Strich steigen die Treibhausgas-Emissionen.

„Unsere Studie ist die erste, die bei der Computersimulation von Veränderungen in Permafrost-Böden auch die Rückkopplung mit der Pflanzenwelt einbezieht“, sagt Leit-Autorin Sibyll Schaphoff. „Wenn das große Tauen beginnt, wird entgegen anderen Studien zunächst zusätzlich CO2 aus der Luft aufgenommen, wie unsere Projektionen zeigen.“ Grund ist das rasch zunehmende Pflanzenwachstum. Der Vegetation nützen steigende Temperaturen im hohen Norden, und auch die Zunahme von CO2 in der Atmosphäre stimuliert die Pflanzen, ähnlich einem Dünger.

Doch nach einer Zeitverzögerung von einigen Jahrzehnten entlässt der langsam auftauende Permafrost-Boden den in ihm über Jahrtausende gespeicherten Kohlenstoff in die Atmosphäre. Dies kann durch das Planzenwachstum nicht ausgeglichen werden – CO2 wird freigesetzt, und als Treibhausgas trägt es zum weiteren Klimawandel bei. „Die Pflanzen werden uns also nicht davor bewahren, in diesen Teufelskreis einzusteigen“, sagt Schaphoff. „Aber immerhin verringern sie wahrscheinlich etwas die durch das Tauen der Permafrost-Böden zusätzlich entstehenden Emissionen.“

„Ein weiteres wichtiges Ergebnis ist, dass die Wirkung des Klimawandels von heute CO2 aus Permafrost-Böden über Jahrhunderte hinweg freisetzen wird – es zeigt sich ein beunruhigender ‚langer Schatten’ der heutigen Erwärmung bis in die ferne Zukunft hinein“, sagt Wolfgang Lucht, einer der beiden Leiter des PIK-Forschungsbereichs Erdsystemanalyse, auch er ist einer der Autoren des Artikels. „Unsere Studie kann erstmals genauer identifizieren, wieviel zusätzlicher Kohlenstoff von den Permafrost-Böden der Welt freigesetzt würde, wenn die Welt sich in den kommenden hundert Jahren um vier bis fünf Grad erwärmt, weil im business as usual der Treibhausgas-Ausstoß nicht sinkt – statt dass die Erwärmung auf zwei Grad begrenzt wird, das von der internationalen Staatengemeinschaft festgelegte Ziel, welches starkes Handeln erfordert.”

Obwohl durch den Klimawandel in den arktischen Regionen die Pflanzen viel stärker wachsen, „würde uns starker Klimaschutz 550 Milliarden Tonnen CO2-Emissionen ersparen, die von den Permafrostböden freigesetzt werden können“, so Lucht. Das entspreche rund 15 Jahren der heutigen Emissionen der Menschheit.

Originalpublikation:
Schaphoff, S., Heyder, U., Ostberg, S., Gerten, D., Heinke, J., Lucht., W. (2013): Contribution of permafrost soils to the global carbon budget. In: Environmental Research Letters [doi:10.1088/1748-9326/8/1/014026]

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