KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

Vögel und Schmetterlinge können offenbar mit dem Klimawandel nicht mithalten.

Der Segelalter kann klimatischen Verschiebungen besser folgen als andere Arten – Foto: Chris van Swaay / Butterfly Climate Risk Atlas 2008

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.

Dies ist der erste Beleg für einen ganzen Kontinent, dass der Klimawandel zu einer deutlichen Verschiebung der Lebensräume führt und Lebensgemeinschaften aus verschiedenen Tiergruppen auseinander reißen kann. Für die Studie wertete das internationale Forscherteam Daten von ehrenamtlichen Beobachtungsnetzwerken aus, die aufgebaut sind wie das Tagfaltermonitoring Deutschland und die durch rund 1,5 Millionen Beobachtungsstunden erhoben wurden.

Die Autoren hatten für ihre Studie eine einfache Methode entwickelt, um abzubilden und auszuwerten, ob, wie und wo bestimmte Tier- und Pflanzengruppen vom Klimawandel beeinflusst werden. Dazu entwickelten sie einen Index für die Durchschnittstemperatur, unter der Arten vorkommen. Für Vögel und Tagfalter wurde dieser hier aus über 9000 bzw. über 2000 Beobachtungsorten in Europa berechnet. Für jede Art lässt sich daraus ein sogenannter „Species Temperature Index“ (STI) berechnen. Nimmt man dann alle Arten an einem Standort zusammen, so bildet dann der Durchschnittswert der STIs aller Arten den „Community Temperature Index“ (CTI). Wird nun dieser CTI nach einer gewissen Zeit wieder erhoben, lassen sich klimabedingte Veränderungen in den Artenzusammensetzungen relativ leicht messen. In der hier vorliegenden Studie zeigten sich im Beobachtungszeitraum von 1990 bis 2008 deutliche Verschiebungen. „Die Veränderungen im Community Temperature Index (CTI) sagen zwar nichts darüber aus, wie einzelne Arten vom Klimawandel beeinflusst werden, aber sie zeigen sehr gut das Gesamtbild des tatsächlichen Rückganges der kälteliebenden Arten, der Zunahme von wärmeliebenden Arten und der Summe aus beiden“, erläutert Dr. Vincent Devictor vom französischen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS). In den letzten beiden Jahrzehnten hat sich der Lebensraum der Tagfalter in Europa im Mittel um 239 Kilometer nach Norden verschoben. Die Schmetterlinge sind dagegen statistisch gesehen nur 114 Kilometer nordwärts gewandert. Noch größer ist die Kluft bei den Vögeln Europas: Hier steht einer Temperaturveränderung von 249 Kilometern lediglich eine Wanderung von 37 Kilometern gegenüber.

„Unsere Ergebnisse weisen nicht nur darauf hin, dass Vögel und Schmetterlinge nicht schnell genug dem Klimawandel hinterher ziehen können. Sie zeigen auch, dass die Lücke zwischen beiden Gruppen größer wird“, betont Chris van Swaay von der Niederländischen Schmetterlingsstiftung. Für die einzelnen Länder sind die Ergebnisse recht unterschiedlich: So hat sich die Durchschnittstemperatur der Lebensräume von Vogelarten in Tschechien kaum, in Schweden dagegen stark erhöht. Bei Schmetterlingen gab es in Großbritannien nur geringe, in den Niederlanden dagegen starke Veränderungen.
„Daten aus Deutschland, wie sie im Rahmen des Tagfalter-Monitoring (TMD) erhoben werden, dürften in wenigen Jahren dann auch ähnliche Analysen zulassen, waren hier aber noch nicht mit eingeflossen, da sie noch nicht lange genug vorlagen, um hier vergleichbar mit einfließen zu können“, teilte PD Dr. Josef Settele vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) mit.

Gerade bei Vögeln sind die Ergebnisse überraschend. Kaum eine Tiergruppe ist so mobil und legt so weite Wege zurück. Die Erklärung dafür ist dennoch einfach: „ Dass Schmetterlinge im Schnitt auf europäischer Ebene schneller auf den Klimawandel reagieren als Vögel, könnte daran liegen, dass sie relativ kurze Lebenszyklen haben und sehr temperatursensibel sind, was ihnen ermöglicht, Temperaturveränderungen besser zu verfolgen, als Vögel es können“, vermutet Dr. Oliver Schweiger vom UFZ.

Trotzdem sind die Ergebnisse aus Sicht der Wissenschaftler alarmierend, denn Vögel und Schmetterlinge zählen zu den am meisten verbreiteten und mobilsten Tiergruppen. Die Verzögerung bei der Klimadrift könnte verschiedenste Lebensgemeinschaften auseinanderreißen, fürchtet Josef Settele: „Zum Beispiel sind viele Vogelarten bei ihrer Ernährung auf Raupen bestimmter Schmetterlingsarten angewiesen und könnten daher unter den Veränderungen leiden. Je spezialisierter eine Art ist, umso gefährdeter wird diese durch solche Verschiebungen sein. Die Raupen des Natterwurz-Perlmutterfalter (Boloria titania) sind beispielsweise auf den Wiesenknöterich (Polygonum bisorta) als Fraßpflanze angewiesen. Auch wenn es diese Schmetterlingsart vielleicht gerade noch so schaffen würde, mit den Temperaturen mitzuziehen – die Pflanze, von der sie abhängig ist, ist dagegen bei weitem nicht so mobil.“

Daneben zeigt die Studie aus Sicht der Wissenschaftler vor allem, wie wichtig die von ehrenamtlichen Beobachtern zusammengetragenen Daten zu den Veränderungen in der Natur sind und dass Vorhersagen für die Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme nur möglich sind, wenn die komplexen Veränderungen in den Strukturen und der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften über die ganze Nahrungskette hinweg erfasst werden.

Originalpublikation:

Vincent Devictor, Chris van Swaay, Tom Brereton, Lluís Brotons, Dan Chamberlain, Janne Heliölä, Sergi Herrando, Romain Julliard, Mikko Kuussaari, Åke Lindström, Jirí Reif, David B. Roy, Oliver Schweiger, Josef Settele, Constantí Stefanescu, Arco Van Strien, Chris Van Turnhout, Zdenek Vermouzek, Michiel WallisDeVries, IrmaWynhoff and Frédéric Jiguet (2012): Differences in the climatic debts of birds and butterflies at a continental scale. Nature Climate Change. AOP, DOI: 10.1038/NCLIMATE1347

Die Untersuchungen wurden u.a. von der Europäischen Union im Rahmen der EU-Projekte ALARM, MACIS und STEP sowie vom BMBF im Rahmen des Projektes CLIMIT gefördert.

Wanderalbatrosse haben ihre Nahrungssuche in den letzten Jahrzehnten den veränderten Windverhältnissen auf der Südhalbkugel angepasst.

Wanderalbatros wird mit Sender bestückt – Foto: David Gremillet/CNRS

Die Luftströmungen dort haben an Intensität zugenommen und sich nach Süden verlagert. Dadurch ist das Futter für die Albatrosse schneller von den Brutkolonien aus erreichbar. Die Vögel verbringen somit jetzt weniger Zeit mit der Nahrungssuche. Zudem habe sich der Bruterfolg verbessert und die Tiere hätten in den letzten Jahrzehnten um durchschnittlich ein Kilogramm an Gewicht zugelegt, schreibt ein internationales Forscherteam in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins SCIENCE.

Diese positiven Folgen des Klimawandels könnten jedoch von kurzer Dauer sein, wenn die prognostizierten Klimaszenarien eintreten und sich die Windmuster der Antarktis weiter verschieben, warnen die Forscher.

Für ihre Studie hatten die Biologen Daten zur Dauer der Nahrungssuche und zum Bruterfolg der letzten 40 Jahre sowie zur Ernährung und Gewicht der letzten 20 Jahre von Wanderalbatrossen (Diomedea exulans) auf den Crozetinseln ausgewertet. Die Inselgruppe liegt zentral im südlichen Indischen Ozean – etwa in der Mitte zwischen Madagaskar und der Antarktis. Sie gehört zu den Französischen Antarktisgebieten und befindet sich im stürmischsten Teil des Südpolarmeeres. Die neuen Erkenntnisse sind Ergebnis einer Zusammenarbeit des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CEBC-CNRS) und des deutschen Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ).

Dank miniaturisierter Tracking-Geräte konnten die Forscher die Nahrungssuche der Albatrosse im Umkreis von bis zu 3500 Kilometern um die Brutkolonie verfolgen. Dabei zeigte sich, dass sich die Nahrungssuche mit den Windverhältnissen in den letzten zwei Jahrzehnten verändert hat. Im Durchschnitt fliegen die Wanderalbatrosse jetzt schneller als in den 1990er Jahren in weiter südwärts. „Das führt dazu, dass sie schneller Nahrung aufnehmen können, kürzer in der Luft sind und damit eher am Nest zurück sind. Dadurch hat sich der Bruterfolg verbessert“, erklärt Dr. Henri Weimerskirch vom französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CEBC-CNRS). Überrascht waren die Forscher, dass die Weibchen und Männchen in den letzten zwei Jahrzehnten durchschnittlich ein Kilo zugenommen haben, was rund einem Zehntel des Körpergewichts entspricht. Dies könnte nicht nur ein Resultat des häufigeren Wechselns beim Brüten und Füttern sein, sondern auch eine Anpassung an den Klimawandel: Mit zunehmenden Gewicht können die Vögel besser mit Sturm umgehen.

“Die Population der Wanderalbatrosse ist auf den Crozetinseln durch die Langleinenfischerei in den nördlicheren Gewässern zurückgegangen. Früher sind viele Weibchen an den kilometerlange Leinen mit Fischköder umgekommen”, berichtet Dr. Maite Louzao Arsuaga, die vom 2009 bis 2011 am UFZ an der Modellierung der Albatrossflugbewegungen geforscht hat. “Durch die veränderten Windverhältnisse suchen die Weibchen jetzt aber zunehmend im Süden nach Nahrung, wo diese Art der Fischerei bisher nicht so verbreitet ist. Dadurch hat sich die Population leicht erholt.” Allerdings rechnen Klimaszenarien für 2080 damit, dass sich die Westwinde noch weiter in Richtung Südpol verschieben werden. Dann müssten die Wanderalbatrosse wieder weiter fliegen, um optimale Segelbedingungen zu finden. Ob die Erholung der Population lange anhält, ist daher fraglich.

Die Gesamtpopulation des Wanderalbatros wird weltweit auf rund 8.000 Brutpaare geschätzt. Bei allen Populationen wurde in den letzten 25 Jahre ein teilweiser Rückgang registriert. Die Art ist hauptsächlich durch Beifang bei der Langleinenfischerei gefährdet. Aber auch das Einschleppen fremder Arten wie Ratten oder Katzen bedrohen die Brutkolonien. Daher ist es wichtig, die Monitoringprogramme zur Bestandsentwicklung auf dem Meer fortzusetzen sowie wirksame Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Dass sich der Lebensraum der Wanderalbatrosse über den Zuständigkeitsbereich mehrerer regionaler Fischerei-Managementorganisationen erstreckt, erschwert den Schutz der bedrohten Art zusätzlich.

Der Wanderalbatros fasziniert die Menschen seit Jahrhunderten: Mit einer Flügelspannweite von über drei Metern ist er der größte Seevogel der Welt und übertrifft in der Spannweite knapp den Andenkondor (Vultur gryphus). Die eleganten Segler, die die meiste Zeit ihres Lebens in der Luft verbringen, brüten auf Inseln im antarktischen Ozean. Auf der Suche nach Fischen und Kopffüßern wie Tintenfischen legen sie tausende Kilometer zurück. Oft folgen sie dabei Schiffen und ernähren sich auch vom Abfall. Das Gefieder der Wanderalbatrosse wird mit zunehmendem Alter schneeweiß. Bis zu 55 Jahre wurden die ältesten bekannten Wanderalbatrosse. Da die Aufzucht der Jungen ein ganzes Jahr dauert, brüten sie nur jedes zweite Jahr.

Zusätzlich zu den Ergebnissen, die jetzt in SCIENCE publiziert wurden, hat das internationale Forscherteam in einem Artikel im Journal of Applied Ecology besonders wichtige Gebiete für den Schutz dieser Art identifiziert. Diese Studie stellt Karten zur Verfügung, die zur Entwicklung eines künftigen Netzwerkes von Schutzzonen genutzt werden können und auf statistischen Modellen für die geeigneten Lebensräume dieser Indikatorart beruhen. “Weil die Art keine natürlichen Feinde hat und an der Spitze der Nahrungskette steht, eignet sie sich besonders gut als Indikator für den Zustand der marinen Ökosysteme“, sagt Dr. Thorsten Wiegand vom UFZ, der die Arbeit von Maite Louzao betreut hat. „Das könnte nicht nur helfen, eine einzelne Art, sondern das ganze Ökosystem Südpolarmeer zu schützen. Außerdem zeigt das Beispiel, dass die von uns entwickelten Methoden zur Modellierung von Lebensräumen breit anwendbar sind und auch für Szenarien des globalen Wandels genutzt werden können.“
Tilo Arnhold

Publikationen:

Henri Weimerskirch, Maite Louzao, Sophie de Grissac, Karine Delord (2012): Changes in Wind Pattern Alter Albatross Distribution and Life-History Traits. SCIENCE. 335: 221. 13 January 2012

Louzao, M., Pinaud, D., Péron, C., Delord, K., Wiegand, T., Weimerskirch, H. (2011): Conserving pelagic habitats: seascape modelling of an oceanic top predator. J. Appl. Ecol. 48 (1), 121 – 132

Das meteorologische Observatorium an der antarktischen Neumayer-Station III gilt von nun an ganz offiziell als Klimabeobachtungsstation.

Messungen an Neumayer-Station – Foto: Karolina Weber / AWI

Seit 30 Jahren messen die Meteorologen des Alfred-Wegener-Institutes für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft täglich die Lufttemperatur in der Antarktis. Ein Ergebnis der Langzeitforschung: An der Neumayer-Station ist es in den vergangenen drei Jahrzehnten nicht wärmer geworden.

Klima wird von der Welt-Meteorologie-Organisation der Vereinten Nationen (WMO) als Mittel über einen Zeitraum von 30 Jahren definiert. Diese Jahresmarke hat das meteorologische Observatorium an der antarktischen Forschungsstation Neumayer III jetzt erreicht. Es gilt von nun an auch ganz offiziell als WMO-Klimabeobachtungsstation. „Im Jahr 1982 ist es uns zum ersten Mal gelungen, an allen Tagen des Jahres die Lufttemperatur zu messen. Heute, 30 Jahre später, erfasst unser Observatorium automatisch alle drei Stunden die Lufttemperatur, den Luftdruck, die Windgeschwindigkeit und andere Wetterdaten. Sie werden nach jeder Messung kodiert und per Email an andere Forschungsstationen in der Antarktis sowie an das globale Datennetz der Wetterdienste übertragen. Auf diese Weise helfen unsere Messwerte zum Beispiel, die Wettervorhersagen zu verbessern“, sagt der Meteorologe und wissenschaftliche Leiter des Observatoriums Dr. Gert König-Langlo.

Um verlässliche Temperaturdaten erheben zu können, setzen die Meteorologen des Alfred-Wegener-Institutes auf ein Thermometer der besonderen Art. Dabei handelt es sich um einen vor Sonnenstrahlung geschützten, temperatur-empfindlichen Platindraht. Er ist in zwei Metern Höhe am Observatoriumsturm angebracht, wird bei jeder Messung mit Umgebungsluft umwirbelt und von einem Computer ausgelesen. „Die Stabilität dieses Messsystems überprüfen wir regelmäßig mit Eichthermometern“, erklärt Gert König-Langlo.

Auf diese Weise ist im Laufe der Zeit ein aussagekräftiger Datensatz entstanden. „An der Station war es in den vergangenen 30 Jahren im Jahresmittel minus 16,0 Grad Celsius kalt. Das Jahr 1996 gilt mit einer Durchschnittstemperatur von minus 14,3 Grad Celsius als das wärmste Jahr der vergangenen drei Jahrzehnte, das Jahr 2000 mit minus 17,8 Grad Celsius als das kälteste“, sagt Gert König-Langlo.

Gleichzeitig belegen die Messungen, dass es an der Forschungsstation auf dem Ekström-Schelfeis nicht wärmer geworden ist – ganz im Gegensatz zur Antarktischen Halbinsel. Dafür haben jedoch die Sonnenscheindauer und der Luftdruck an der Neumayer-Station deutlich zugenommen. „Unsere Wetterdaten zeigen, dass jener Teil der Antarktis, in dem unsere Station steht, häufiger unter Hochdruckeinfluss gerät. Wir haben also immer häufiger einen wolkenfreien Himmel. Und wo in polaren Regionen die Wolkendecke fehlt, wird Wärme ungehindert abgestrahlt und die unteren Luftschichten kühlen aus“, erläutert Gert König-Langlo.

Diese Entwicklung sei jedoch eine regionale Veränderung und die Messwerte von der Neumayer-Station III keinesfalls repräsentativ für die globalen Klimaveränderungen. „Nur im Zentrum der Antarktis ist es nicht wärmer geworden. An der Antarktischen Halbinsel dagegen ist die Durchschnittstemperatur um bis zu drei Grad Celsius angestiegen. Eine ähnliche Erwärmung beobachten wir auch in der Arktis“, sagt Gert König-Langlo.

Warum sich die Temperaturkurve von der Neumayer-Station so deutlich von jenen der Forschungsstationen auf der Antarktischen Halbinsel unterscheidet, sei noch Gegenstand aktueller Forschung. „Weitere Messungen und Forschungsanstrengungen sind notwendig, um diesen Sachverhalt zu klären“, sagt Gert König-Langlo.

Mit Bestürzung reagiert der WWF auf die nächtliche Entscheidung des brasilianischen Senats, das geltende Waldschutzgesetz auszuhebeln.

Brasilianischer Regenwald in Gefahr – Foto: Nigel Dickonson / WWF

Damit bereitet die Kammer den Weg für die Zerstörung von 76,5 Millionen Hektar Regenwald, einer Fläche so groß wie Deutschland, Österreich und Italien zusammen. Der Senat votierte mit 59 zu 8 Stimmen für die Reform des Gesetzes. Nach offiziellen Angaben der brasilianischen Regierung würde die durch das neue Forstgesetz ermöglichte Zerstörung des Regenwaldes das Weltklima mit bis zu 28 Milliarden Tonnen CO2 zusätzlich aufheizen. Das entspräche etwa dem Treibhausgassaustoß von Deutschland in drei Jahrzehnten.

WWF-Vorstand Eberhard Brandes bezeichnete das Votum des brasilianischen Senats als „kurzsichtige Fehlentscheidung mit Folgen für die ganze Welt”. Brandes weiter:

„Brasilien torpediert mit dieser Entscheidung den weltweiten Wald- und Klimaschutz. Der brasilianische Senat ist vor der Agrarlobby eingeknickt. Die sozialen und wirtschaftlichen Kosten der Waldzerstörung wurden völlig ausgeblendet, ebenso wie die Folgen für das Weltklima. Damit hat Brasilien ein fatales Signal für viele andere Länder mit großen, schutzbedürftigen Waldflächen gegeben. Sechzig Prozent des Amazonas stehen auf brasilianischem Boden. Er hat aber Bedeutung für die ganze Welt. Eine solche Entscheidung ausgerechnet im UN-Jahr der Wälder und während der UN-Klimakonferenz zu fällen, zeugt eindeutig davon, dass hier wirtschaftliche Wachstumsraten vor Umweltschutz gehen.“

Der WWF ruft dazu auf, eine Protest-E-Mail direkt an die brasilianische Präsidentin Dilma Rousseff zu richten. Sie kann mit ihrem Einsatz die Rodung des Regenwaldes noch stoppen. „Jetzt ist die Zeit, sich direkt an die Präsidentin Dilma Rousseff zu wenden, die in wenigen Monaten Gastgeberin der großen Rio+20 Konferenz zu Umwelt und Nachhaltigkeit sein wird.“

Im Wahlkampf hatte sie zugesagt, keiner Amnestie für illegale Entwaldung zuzustimmen sowie keine Gesetze zu unterschreiben, die neue Entwaldungen ermöglichen. Damit entspräche die Präsidentin dem Wunsch der Mehrheit der Brasilianer: Einer repräsentativen Umfrage zufolge lehnen 85 Prozent der Brasilianer die Ausweitung von Nutzflächen auf Kosten des Regenwaldes ab.

Hier können Sie gegen das neue Gesetz protestieren.

Bäume nehmen im Laufe ihres Lebens große Mengen des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (CO2) auf und speichern diese für längere Zeit.

Studierende und Professoren aus 21 Ländern beim Wald-Workshop

Wald ist damit ein natürlicher und hochwirksamer „Klimaregulator“, dessen Förderung vergleichsweise geringe Kosten verursacht. Um künftige Generationen von Forstwissenschaftlern mit dieser komplexen Thematik vertraut zu machen, haben Wissenschaftler und Studierende der Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie der Universität Göttingen einen Workshop im Rahmen der UN-Weltklimakonferenz im südafrikanischen Durban organisiert. An dem Workshop nahmen insgesamt 45 Studierende und Professoren aus 21 Ländern teil. Sie diskutierten Erfahrungen, Probleme und Lösungsansätze und konzentrierten sich dabei in erster Linie auf die vielfältigen naturwissenschaftlichen Fragestellungen, politischen Herausforderungen und wirtschaftlichen Implikationen.

„Wenn die Zerstörung des Waldes gestoppt wird, können wir den Ausstoß von Treibhausgasen weltweit um 15 bis 20 Prozent senken. Wir müssen deshalb nachhaltige, langfristige Maßnahmen zum Klimaschutz entwickeln, und dafür benötigen wir entsprechend ausgebildete Experten“, erläutern die Organisatoren des Workshops, Prof. Dr. Christoph Kleinn und Dr. Lutz Fehrmann von der Abteilung Waldinventur und Fernerkundung der Universität Göttingen. „Mit unserem Workshop für Studierende tragen wir zu diesen Zielen bei.“ Parallel zur Weltklimakonferenz findet in Durban der fünfte „Forest Day“ statt, eine internationale Fachtagung mit rund 1.500 Teilnehmern zum Thema „Wald und Klima“. Die Studierenden werden dabei als Konferenz-Assistenten eingesetzt und haben so die Möglichkeit, eine wichtige Brücke von der Wissenschaft zur Praxis und zur Politikberatung zu schlagen sowie sich international zu vernetzen.

Die Göttinger Initiative ist bislang die einzige in Deutschland, die einer größeren Gruppe von Studierenden die Möglichkeit gibt, die Diskussionen um Klimaschutz und -politik aus nächster Nähe zu begleiten. In die Gruppe sind auch einzelne Studierende der forstwissenschaftlichen Masterstudiengänge der Technischen Universität Dresden, der Universität Freiburg und der Universität Bonn eingebunden. Der Deutsche Akademische Austauschdienst unterstützt die Initiative mit insgesamt 80.000 Euro aus seinem Programm „Entwicklungsländerbezogene Aufbaustudiengänge“, das auch den Masterstudiengang „Tropical and International Forestry“ an der Universität Göttingen regelmäßig mit Stipendien fördert.

Der Nordpazifik spielt eine wichtige Rolle für das globale Klima.

Algen Clathromorphum nereostratum als neues Klimaarchiv entdeckt – Foto: S. Hetzinger / IFM-GEOMAR

Doch bisher sind die natürlichen dekadischen Klimaschwankungen in dieser Region weitgehend unerforscht, auch weil langzeitliche Messreihen und hochauflösende Klimaarchive fehlen. Meeresforschern des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) und der Universität Toronto gelang mit einer neuen Methode erstmals eine jahrgenaue Rekonstruktion des Klimas aus Kalkalgen aus dem Aleutenbogen für die vergangenen 200 Jahre. Ihre Ergebnisse sind in der internationalen Fachzeitschrift „Climate Dynamics“ erschienen.

Für die Entwicklung des Klimas sind die hohen Breiten von großer Bedeutung. Änderungen wirken sich dort stärker aus als beispielsweise in den Tropen. Außerdem ist bekannt, dass die Atmosphäre in diesen Breiten das Klima in anderen Erdregionen stark beeinflusst. Umso problematischer ist es, dass viele Klimaprozesse – zum Beispiel natürliche Klimaschwankungen, die sich im Bereich von einem bis wenigen Jahrzehnten abspielen – gerade im subarktischen Nordpazifik kaum erforscht sind. Das liegt unter anderem daran, dass verlässliche Messungen höchstens 100 Jahre zurückreichen, und natürliche Klimaarchive dort bisher nicht die nötige Auflösung haben, um kurzzeitige Klimaschwankungen in die Vergangenheit zurückverfolgen zu können.

Einer Gruppe von Ozeanographen des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) und der Universität von Toronto (Kanada) unter Leitung von Dr. Steffen Hetzinger, Prof. Dr. Jochen Halfar sowie dem Meteorologen Dr. Noel Keenlyside ist es nun erstmals gelungen, das Klima im nordpazifischen Raum bis ins Jahr 1818 jahrgenau zu rekonstruieren. „Wenn wir die Klimaschwankungen der Vergangenheit besser kennen, können wir auch das Klima der Zukunft genauer vorhersagen“, betont Dr. Hetzinger vom IFM-GEOMAR. Er ist Erstautor einer Studie im internationalen Fachmagazin „Climate Dynamics“, in der die Arbeitsgruppe ihre Ergebnisse vorstellt.

Für ihre Klimarekonstruktion nutzten die Wissenschaftler eine Rotalge, die in den Küstengewässern der Aleuten sehr verbreitet ist. Im Gegensatz zu frei im Wasser schwebenden Algen bildet die Art Clathromorphum nereostratum ein Kalkgerüst am Meeresboden. Ein Schnitt durch eine vom Meeresboden geborgene Algenprobe offenbart Jahresbänder ähnlich den Jahresringen von Bäumen. „Allerdings wachsen diese Algen extrem langsam, so dass die gezielte Beprobung bestimmter Wachstumsjahre äußerst präzise geschehen muss“, erklärt Dr. Hetzinger. Mit Hilfe von Spezialmikroskopen und einer sogenannten Elektronenstrahl-Mikrosonde haben die Wissenschaftler Variationen von Magnesium und Calcium in den Wachstumsbändern einer Algenprobe gemessen. „Daraus können wir Rückschlüsse auf die Wassertemperaturen und damit auf das Klima der vergangenen 200 Jahre ziehen“, erklärt Dr. Hetzinger.

Mit der neuen Methode konnten die Wissenschaftler erstmals eine angenommene Verbindung zwischen Klimaschwankungen im nordpazifischen und im nordatlantischen Raum auf dekadischen Zeitskalen anhand von Messergebnissen nachweisen. „Unsere Daten aus dem Nordpazifik zeigen eine Verbindung zwischen Schwankungen des Aleutentiefs und der Nordatlantischen Oszillation“, sagt Jennifer Mecking vom IFM-GEOMAR, die als Doktorandin intensiv an dem Projekt mitgearbeitet hat. Das Aleutentief hat dabei eine ähnliche Bedeutung für das Wetter- und Klimageschehen im Pazifik wie das Islandtief für den Atlantik. Die Nordatlantische Oszillation beschreibt die langzeitlichen Zirkulationsmuster im atlantischen Raum, die Schwankungen auf mehrjährigen Zeitskalen unterworfen sind.

In dieser Woche stellen die Forscher ihre Ergebnisse auch auf der Jahrestagung der American Geophysical Union in San Francisco vor. Parallel arbeiten sie daran, die Klimarekonstruktion für den Nordpazifik mit Hilfe von Clathromorphum nereostratum noch weiter in die Vergangenheit zu erweitern. „Hoffentlich verstehen wir dann die Prozesse in dieser für das Klima so wichtigen Region besser“, sagt Dr. Hetzinger.

Originalpublikation
Hetzinger, S., J. Halfar, J. V. Mecking, N. S. Keenlyside, A. Kronz, R. S. Steneck, W. H. Adey, P. A. Lebednik, 2011: Marine proxy evidence linking decadal North Pacific and Atlantic climate. Climate Dynamics. Im Web

Eine Studie der UNO zeigt die Zusammenhänge von Klimawandel, Migration und Konflikten auf.

Studie zum Klimawandel in Afrika

In Afrika schreitet der Klimawandel schon heute merklich voran. So stieg die durchschnittliche Temperatur in der westafrikanischen Sahelzone von 1970 bis 2006 um durchschnittlich 1 Grad, in anderen Gebieten sogar um bis zu 2 Grad.

Eine solch drastische Erwärming hat enorme Auswirkungen auf Niederschläge, Vegetation und Bevölkerung. Eine Studie der UNO, die jetzt auf dem Klimagipfel in Durban vorgestellt wurde zeigt diese Veränderungen für 17 westafrikanische Länder auf.

Die Studie entstand in Zusammenarbeit von UNEP und weiteren Einrichtungen. UNEP-Direktor Achim Steiner zur Studie: „Die Analyse unterstreicht, wie die Konkurrenz von Gemeinschaften um knappe Ressourcen wie Land, Wasser und Wälder in Westafrika bereits Realität ist. Die regionale Zusammenarbeit bildet den Schlüssel dafür, Spannungen abzubauen, Risiken zu beherrschen und die Möglichkeiten zunehmender Konflikte durch die Umweltveränderungen ausgelöste Migration zu drosseln.“

Die gesamte Studie „Livelihood Security: Climate Change, Migration and Conflict in the Sahel” (Sicherheit der Lebensgrundlagen: Klimawandel, Migration und Konflikt im Sahel) finden Sie hier.

Hohe Methankonzentrationen in sibirischen Küstengewässern, die auf tauende Permafrostböden zurückgeführt wurden, machten 2010 weltweit Schlagzeilen.

Hohe Methan-Konzentration in Laptev-See – Foto: T. Klagge / IFM-GEOMAR

Eine Studie deutscher, kanadischer und russischer Wissenschaftler unter Leitung des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) zeigt jedoch, dass in diesem Fall nicht der aktuelle Klimawandel schuld ist. Die Studie ist in der internationalen Fachzeitschrift „Journal of Geophysical Research – Oceans“ erschienen.

Die globale Erwärmung birgt viele Gefahren. Dazu gehört auch das mögliche Auftauen von Permafrostböden in der Arktis. Methan, das bisher im Permafrost gebunden war, könnte in die Atmosphäre gelangen und als effektives Treibhausgas die Erwärmung der Atmosphäre weiter beschleunigen, so die Befürchtung. Tatsächlich belegten wissenschaftliche Studien in den vergangenen Jahren hohe Methankonzentrationen in den flachen Küstenmeeren Ostsibiriens. Der Schluss lag nahe, dass der Permafrost im Meeresboden bereits abtaut und Methan ins Wasser entlässt. Wissenschaftler des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) haben zusammen mit Kollegen aus Russland und Kanada diese Vermutung überprüft. Ihr Ergebnis: „Die Methankonzentrationen vor den sibirischen Küsten sind keine Folge der aktuellen Klimaerwärmung, sondern Spätfolgen einer Klimaveränderung, die vor etwa 10.000 Jahren begann“, erklärt Dr. Igor Dmitrenko vom IFM-GEOMAR. Er ist Erstautor der Studie, die in der internationalen Fachzeitschrift „Journal of Geophysical Research – Oceans“ erschienen ist.

Für ihre Studie nutzten die Wissenschaftler unter anderem hydrographische und meteorologische Daten des Staatlichen Instituts für Arktis und Antarktisforschung (AARI) Russlands, die bis ins Jahr 1920 zurückreichen. Sie ergänzten diesen umfangreichen Datensatz mit neueren Messungen, die zwischen 1993 und 2009 im Rahmen des deutsch-russischen Projektes „System Laptev-See“ in den ostsibirischen Schelfgebieten gewonnen wurden. „Tatsächlich zeigen diese Daten eine deutliche Erwärmung der unteren bodennahen Wasserschichten von 2,1 Grad Celsius seit Mitte der 1980er Jahre“, sagt Dr. Dmitrenko. Diese Ergebnisse verbanden die Forscher mit Modellrechnungen zur Entwicklung des Permafrostbodens. Dabei fanden sie heraus, dass der angenommene Tauprozess im unterseeischen Permafrost nicht mit dem aktuellen Temperaturanstieg erklärt werden kann.

Gebildet haben sich die Permafrostböden während der Eiszeiten, als der heutige Meeresboden der sibirischen Schelfgebiete noch Land war. Erst vor rund 8500 Jahren wurden sie am Ende der jüngsten Eiszeit überschwemmt. Damals stieg die Temperatur im Boden von durchschnittlich minus 13,5 Grad Celsius auf nur noch minus 1,5 Grad Celsius „Das war der radikalste Temperaturwechsel seitdem“, betont Dr. Dmitrenko. Die Modellrechnungen zeigen, dass damals ein sehr langsamer Tauprozess begonnen hat, der bis heute anhält. „Die hohen Methankonzentrationen im Wasser der sibirischen Schelfgebiete sind also wahrscheinlich keine Folge des jüngsten Temperaturanstieges in der Arktis, sondern Spätfolgen der Erwärmung am Ende der Eiszeit“, so Dmitrenko.

Bis der aktuelle, von Menschen verursachte Klimawandel die unterseeischen Permafrostböden erreicht, kann noch viel Zeit vergehen. „Die dicken Sedimentschichten, die sich in den vergangenen Jahrtausenden auf dem Meeresboden abgelagert haben, sind eine gute Isolierschicht“, erklärt der Meereswissenschaftler. Wie lange sie hält, ist schwer zu ermitteln. „Das hängt von sehr vielen Faktoren ab, deshalb sind das eher spekulative Werte.“ Entwarnung in Sachen Klimawandel will Dmitrenko trotzdem nicht geben: „Erstens gelten unsere Ergebnisse nicht für Permafrostböden an Land. Und zweitens haben die von uns nachgewiesenen Temperaturerhöhungen im arktischen Ozean andere gravierende Auswirkungen auf das Klimasystem und die Ökologie der Arktis.“

Originalpublikation
Dmitrenko, I. A., S. A. Kirillov, L. B. Tremblay, H. Kassens, O. A. Anisimov, S. A. Lavrov, S. O. Razumov, M. N. Grigoriev. (2011:), Recent changes in shelf hydrography in the Siberian Arctic: Potential for subsea permafrost instability. J. Geophys. Res., 116, C10027, http://dx.doi.org/10.1029/2011JC007218