Dürre, Stürme und weitreichende Folgen: Wissenschaftler aus Jena erforschen Extremereignisse

Klimaforscher aus Jena haben mit einem internationalen Team erforscht, ob und wie meteorologische Extremereignisse die Erderwärmung beeinflussen. Ihr Ergebnis: Wetterextreme heizen den Klimawandel an.

Im März 2010 hatte der berüchtigte El Nino, ein Klimaphänomen des Pazifik, dafür gesorgt, dass der Regen über Indonesien und den Philippinen ausblieb. Eine große Dürre plagte die Menschen.  Foto: Francis R. Malasig

Im März 2010 hatte der berüchtigte El Nino, ein Klimaphänomen des Pazifik, dafür gesorgt, dass der Regen über Indonesien und den Philippinen ausblieb. Eine große Dürre plagte die Menschen. Foto: Francis R. Malasig

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Jena. Es ist eine verhängnisvolle Kette, die die Menschen da in Gang gesetzt haben: Um ihren Lebensstandard immer mehr zu verbessern, verbrauchen sie seit Jahrhunderten stetig mehr Energie, verheizen alle verfügbaren fossilen Brennstoffe und erzeugen damit so viel Kohlendioxid, dass dieser nicht von den Pflanzen der Erde resorbiert werden kann. Statt dessen steigt er in die der Atmosphäre. Mit inzwischen unübersehbaren Folgen für den Planeten und die Menschen: Erderwärmung und Klimawandel, Wetterextreme wie Dürren, Hitzewellen, Stark­regen oder Stürme häufen sich anscheinend. Ein internationales Team von Klimaforschern, das von Markus Reichstein vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena koordiniert wurde, hat jetzt herausgefunden, dass diese Wetterextreme wiederum selbst den Klimawandel anheizen - und damit die gefährliche Spirale weiter drehen.

Die Hitzewelle, die Mittel- und Südeuropa im Sommer 2003 glühen ließ, alarmierte die Klimaforscher. Erstmals wurden damals großflächige Wetterextreme umfassend dokumentiert und ermittelt, wie Hitze und Trockenheit den Austausch von Kohlendioxid zwischen Landökosystemen und Atmosphäre beeinflussten. "Die Messungen deuteten darauf hin, dass sich klimatische Extremereignisse viel stärker auf die Kohlenstoffbilanz auswirken als bis dahin angenommen", sagt Reichstein.

Forscher aus acht Nationen starteten das Projekt Carbo-­Extreme, bei dem weltweit und systematisch die Folgen der verschiedenen extremen Klima­ereignisse für Wälder, Sümpfe, Graslandschaften und Ackerflächen untersucht wurden. Sie nutzten u.a. Satellitendaten aus den Jahren 1982 bis 2011, die gemessen hatten, wie viel Licht Pflanzen in einem Gebiet absorbierten, um damit Photosynthese zu betreiben. Daraus konnten sie ermitteln, wie viel Biomasse das jeweilige Ökosystem während oder nach einem extremen Wetterereignis aufbaut. Auch das weltweite Netz von 500 Messstationen, die wenige Meter über dem Boden und über den Baumkronen eines Waldes die Kohlendioxid-Konzentrationen in der Atmosphäre sowie die Luftströmungen aufzeichnen, gab ihnen wertvolle Erkenntnisse über die Kohlen­dioxidaufnahme und -abgabe von Ökosystemen. Mit den Messdaten fütterte das Team dann aufwendige Computer­modelle, um den globalen Effekt der Wetterextreme auf die Kohlenstoffbilanz zu berechnen. Das Ergebnis ist besorgniserregend: Die Vegetation nimmt infolge von Wetterextremen im Schnitt jährlich rund elf Milliarden Tonnen weniger Kohlen­dioxid durch Photosynthese auf, als unter normalen klimatischen Bedingungen. Das entspreche etwa einem Drittel der welt­weiten Kohlendioxid-Emissionen pro Jahr.

Insbesondere extreme Dürreperioden reduzieren deutlich die Menge an Kohlenstoff, die Wälder, Wiesen und landwirtschaftliche Nutzflächen aufnehmen. "Wir haben festgestellt, dass die meisten Probleme für den Kohlenstoffhaushalt nicht durch extreme Wärme, sondern durch Trockenheit entstehen", erläutert Markus Reichstein. Ernste Sorgen machen er und seine Kollegen sich um die Wälder der Erde. "So kann eine Dürre Bäumen nicht nur unmittelbar schaden, sie macht sie auch anfälliger für Schädlinge und Feuer", erklärt der Forscher. Zudem erhole sich ein Wald nach Feuer oder Sturmschaden sehr viel langsamer als andere Ökosysteme, weiß er.

Viele Klimaforscher erwarteten, dass sich Dürren, Hitzewellen, Stürme und Starkregen durch den menschengemachten Klimawandel künftig deutlich häufen und verstärken. Dann würde die Atmosphäre durch die zusätzlichen und heftigeren Wetterextreme auch mit zusätzlichem Kohlendioxid belastet.

Die Forscher fanden zudem heraus, dass wenige große Ereignisse den globalen Gesamteffekt dominieren, während die häufigeren kleinen Ereignisse weltweit eine deutlich geringere Rolle spielen. Sie wollen in künftigen Untersuchungen deshalb u. a. auch Ereignisse in den Blick nehmen, die bisher nur einmal in 1000 oder gar 10"000 Jahren auftreten. Sie befürchten, dass diese gegen Ende dieses Jahrhunderts viel häufiger werden. Ihre bisherigen Ergebnisse legen nahe, dass solche Extreme die Spirale noch schneller drehen würden.

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