KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

Kulturpflanzen widerstandsfähiger gegen Hitze, Trockenheit und Krankheitsbefall zu machen, ist das Ziel des neuen bayerischen Forschungsverbunds „Forplanta: Pflanzen fit für die Zukunft“.

Ackerschmalwand – Foto: Alberto Salguero / Wikipedia

Prof. Dr. Uwe Sonnewald, Lehrstuhl für Biochemie der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), ist an der Forschung mit einer Arbeitsgruppe beteiligt. Das bayerische Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst fördert den Verbund in den kommenden drei Jahren mit rund 1,5 Millionen Euro.
„Durch den Klimawandel werden in den nächsten Jahren Hitze und Trockenheit unseren Kulturpflanzen verstärkt zusetzen“, sagt Prof. Sonnewald. „Der neue Forschungsverbund will mit Hilfe moderner Technologien wie der Gen- und Genomforschung herausfinden, wie Pflanzen besser gegen diese Belastungen gewappnet werden können.“ Zunächst wollen die Forscher die Pflanze Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) untersuchen. Von dieser existieren weltweit eine Vielzahl so genannter Ökotypen, d.h. Varianten, die entweder an heiße und trockene oder an kalte Klimaregionen angepasst sind.

In der Arbeitsgruppe von Prof. Sonnewald wird erforscht, wie sich bei den verschiedenen Ökotypen die Aktivität der Gene sowie der Stoffwechsel bei Hitze und Trockenheit verändern. Im Zentrum der Forschung stehen dabei der pflanzliche Wasserhaushalt und das Pflanzenhormon Abscisionsäure (ABA). Dieses wirkt bei Wassermangel wie ein Stresshormon. Es sorgt dafür, dass die Spaltöffnungen in der Außenhaut der Blätter geschlossen werden – aus der Pflanze entweicht dann weniger Wasser. Wenn es gelingt, die Wirkung von ABA bei den Pflanzen zu optimieren, könnte die Toleranz gegen Hitze und Dürre verbessert werden. Da die Spaltöffnungen außerdem wichtige Eintrittspforten für schädliche Bakterien und Pilze sind, will die Arbeitsgruppe von Prof. Sonnewald untersuchen, ob sich Veränderungen bei den Spaltöffnungen auch auf die Abwehr von Krankheitserregern auswirken.

Forschungsschiff Maria S. Merian ist vom 31. Juli bis zum 22. August 2010 zur Erforschung potenzieller Methanquellen in der Ostsee unterwegs.

Welche Methanvorkommen birgt die Ostsee? – Foto: Dagmar Struß

Eine internationale Gruppe von Meereschemikern, marinen Mikrobiologen und Meeresgeologen wird am 31. Juli unter Leitung des Warnemünder Meereschemikers Prof. Dr. Gregor Rehder an Bord des Forschungsschiffes Maria S. Merian von Rostock aus eine Forschungsexpedition in der Ostsee durchführen. Im Fokus der Untersuchungen stehen Methan-Vorkommen in Ostseesedimenten.

Methan ist ein gefährliches Klimagas. Seine Wirksamkeit übertrifft die des Kohlenstoffdioxids über einen Zeitraum von 100 Jahren betrachtet um das 23-fache. Wissenschaftler sind daher weltweit auf der Suche nach aktuellen und potenziellen Methanquellen. Die Merian-Expedition MSM 16/1 wird sich den Methangas-Vorkommen in den Ostsee-Sedimenten widmen. Neben der Erfassung des aktuellen Eintrags von Methan in das Ostseewasser und in die Atmosphäre geht es vor allem um den potenziellen Eintrag – um mögliche Veränderungen der Methan-Lagerstätten durch Erhöhung der Wassertemperatur bei fortschreitender Eutrophierung.

Der Boden der Ostsee ist prädestiniert für die Bildung von Methan. Kontinuierlich wird organische Substanz abgelagert. Bei ihrer Zersetzung wird Sauerstoff verbraucht. In der geschichteten Ostsee führt das zu einem fast permanenten Sauerstoffmangel im Bodenwasser der tiefen Becken und konstanter Sauerstoffabwesenheit im Sediment (anaerobe Bedingungen).
In dieser Umgebung fühlen sich Methan-bildende Bakterien besonders wohl. Der größte Teil des von ihnen produzierten Methans wird im Sediment angereichert. Andere Bakterien-Gemeinschaften wiederum, die sich auf die Nutzung des Methans zur Energiegewinnung spezialisiert haben, verhindern ein Ausgasen – und zwar sehr effektiv: weltweit tritt schätzungsweise nur 10 % des im Sediment gebildeten Methans auch wirklich aus dem Meeresboden aus.

Diese bakteriell gesteuerte Wechselwirkung von Methanbildung und Methanoxidation, die weltweit aus den anaeroben Sedimenten hochproduktiver Seegebiete bekannt ist, lässt sich in der Ostsee besonders gut studieren. Die Hypothese, die die Forscher hier überprüfen, lautet: Sollten sich im Zuge des globalen Wandels in der Interaktion der Bakterien Veränderungen ergeben, die zu einer stärkeren Freisetzung von Methan führen, so würde dies eine den Treibhauseffekt verstärkende Rückkopplung auslösen.

Viele der Methan-Lagerstätten in der Ostsee sind durch frühere Arbeiten bekannt. Auf diese Regionen werden sich die Untersuchungen konzentrieren. Mit Hilfe eines Fächerecholots, das Gasblasen in der Wassersäule erkennt, mit einem Sedimentecholot, das quasi in die Schichten am Meeresgrund hineinsehen kann und mit neuartigen Sensoren, die den Methangehalt im Wasser bestimmen, werden Vorkommen im Arkonabecken, im Bornholmbecken, vor der Stolper Rinne, im Gotlandbecken, in der Botten-See und Botten-Wiek erfasst und beschrieben. In einem zweiten Schritt kommen Schwerelot und Kerngewinnungssysteme zum Einsatz, um Sedimentkerne aus den untersuchten Gebieten zu entnehmen.
Die Expedition ist Teil des internationalen Forschungsprojektes Baltic Gas, das gemeinschaftlich für drei Jahre im Rahmen von BONUS – dem Ostsee-Netzwerk von Forschungsförderinstitutionen – finanziert wird.

Baltic Gas wird von dem dänischen Mikrobiologen Bo Barker Joergensen vom Center for Geomicrobiology der Universität Aarhus, koordiniert.

• Infos zum Projekt Baltic Gas
• Die BONUS Homepage
• Infos zur Maria S. Merian Expedition (PDF)

Das Max-Planck-Institut für Meteorologie veröffentlicht neue Modellrechnungen.

Wieviele Emissionen können wir uns noch leisten? – Foto: Dagmar Struß / birdfish

Erich Roeckner und seine Koautoren am Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) gehen der Zwei-Grad-Frage in einer jetzt erschienenen Veröffentlichung mit dem Titel „Historical and future anthropogenic emission pathways derived from coupled climate-carbon cycle simulations“ in der Fachzeitschrift „Climatic Change“ nach.
Als Erste veröffentlichen sie die Ergebnisse einer Pilotstudie, die im Rahmen des EU-Projekts ENSEMBLES durchgeführt wurde. Die Wissenschaftler berechnen mit einem gekoppelten Klima-Kohlenstoffkreislauf-Modell des MPI-M die CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen, die noch erlaubt sind, um das von der EU angestrebte 2°C-Ziel nicht zu überschreiten. Dazu wenden sie eine Inversmethode an, mit der aus vorgegebenen CO2-Konzentrationen zeitliche Emissionsverläufe rekonstruiert werden können.

Ergebnis

Es müssen signifikante und baldige Maßnahmen getroffen werden, um Emissionen von Treibhausgasen zu vermindern. Nur so kann die globale Erwärmung in diesem Jahrhundert bei nicht mehr als 2°C oberhalb des vorindustriellen Niveaus stabilisiert werden. Im verwendeten Stabilisierungsszenario steigt die „erlaubte“ CO2-Emission von ca. 7 GtC im Jahr 2000 auf einen Maximalwert von ca. 10 GtC im Jahr 2015 an. Danach müssen die Emissionen deutlich reduziert werden, und zwar um 56 % bis zum Jahr 2050 und um fast 100 % gegen Ende dieses Jahrhunderts. Die globale Erwärmung bleibt nach den Berechnungen des MPI-M bis 2100 zwar unterhalb der 2°C-Grenze, längerfristig ist jedoch eine weitere Erwärmung nicht auszuschließen.

Methodik

Ziel der Studie ist es, zukünftige Klimaänderungen und CO2-Emissionen in einem Szenario zu simulieren, in dem die CO2(äquivalent)-Konzentrationen in der Atmosphäre langfristig auf 450 ppm stabilisiert werden. Hintergrund für dieses sogenannte E1-Szenario ist das politische Ziel der EU, die durch den Menschen verursachte globale Erwärmung auf maximal 2°C gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Das E1-Szenario wurde im ENSEMBLES Projekt mithilfe eines „Integrated Assessment Models“ entwickelt, das u. a. Energieerzeugung, Landnutzung und Kohlenstoffkreislauf beinhaltet sowie ein einfaches Klimamodell. Die mit diesem Modell berechneten Konzentrationen von Treibhausgasen und Aerosolen dienen als Input für die MPI-M Simulationen.

Erich Roeckner und seine Koautoren folgen in ihrer Studie einer Methodik, die das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) für die Simulationen zum fünften Weltklimastatusbericht (Assessment Report 5 – AR5) vorschlägt: Erdsystemmodelle inklusive Kohlenstoffkreislauf werden benutzt, um die anthropogenen CO2-Emissionen abzuschätzen, die mit einem vorgeschriebenen Konzentrationsverlauf vereinbar sind. Die berechneten Emissionen hängen dann allein davon ab, welcher Anteil des anthropogenen Kohlenstoffs im Modell von der Landoberfläche und den Ozeanen aufgenommen wird. In der vorliegenden Studie wurde die „Ensemblemethode“ verwendet: Die Wiederholung der Experimente mit unterschiedlichen vorindustriellen Startterminen erlaubt, anthropogene Klimaänderung und interne Klimavariabilität zu unterscheiden.

Modell

Das für diese Studie genutzte Modell ist eine grob aufgelöste Version (ca. 400 km Gitterabstand) des Erdsystemmodells des MPI-M mit den Subsystemen Atmosphäre einschließlich der Landoberfläche, Ozean inklusive Meereis sowie dem marinen und terrestrischen Kohlenstoffkreislauf. Abgesehen vom Kohlenstoffkreislauf und feinerer Gitterauflösung (200 km Gitter), wurden mit diesem Modell die Berechnungen für den AR4 des IPCC am MPI-M durchgeführt.

Ergebnisse

Relation von Emissionen und Temperaturen – Abb.: MPI
Abbildung 1a zeigt den zeitlichen Verlauf der vom Modell berechneten CO2-Emissionen im E1-Stabilisierungsszenario. Nach einem Anstieg bis zu einem Maximalwert von etwa 10 GtC im Jahr 2015 folgt eine Abnahme auf 4.5 GtC im Jahr 2050. Dies entspricht einer Reduktion um 56 % in 35 Jahren. Bis zum Ende dieses Jahrhunderts müssen die fossilen CO2-Emissionen gegen Null gehen, um eine langfristige Stabilisierung der atmosphärischen CO2-Konzentration zu erreichen.

Abbildung 1b zeigt die zeitliche Entwicklung der globalen Jahresmitteltemperatur nahe der Erdoberfläche. Bis zum Jahr 2040 steigt die globale Erwärmung noch relativ stark an. Danach nähert sie sich allmählich der 2°C-Grenze. Offenbar ist aber am Ende des Jahrhunderts noch kein Gleichgewichtszustand erreicht, und vermutlich würde die 2°C-Grenze bei Fortsetzung der Simulationen im 22. Jahrhundert überschritten werden.

Abb. 1a (links): Beobachtete und simulierte CO2-Emissionen in GtC/Jahr. Gezeigt wird das 11-jährige übergreifende Mittel für 5 Modellsimulationen (dünne Linien) und für das Ensemblemittel (fett). Hellgrün: Vergangener Zeitraum (1950-2000); dunkelgrün: Stabilisierungsszenario E1 (2001-2100); schwarz: Beobachtungen.

Abb. 1b (rechts): Analog zu Abb. 1a für die Anomalien der globalen Jahresmitteltemperatur in Bodennähe bezüglich des Referenzzeitraums 1860-1880.

Analoge Modellsimulationen wurden im Rahmen des ENSEMBLES-Projekts an mehreren europäischen Klimazentren durchgeführt. Eine Zusammenschau der Ergebnisse wurde von T.C. Johns vom Met Office, Hadley Centre, UK, zur Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Climate Dynamics“ eingereicht.

Originalveröffentlichung

E. Roeckner, M.A. Giorgetta, T. Crüger, M. Esch und J. Pongratz: Historical and future anthropogenic emission pathways derived from coupled climate-carbon cycle simulations. Climatic Change, DOI 10.1007/s10584-010-9886-6, (2010). http://www.springerlink.com

Hier finden Sie weitere Infos (egl.)

Mit der Wasserrahmenrichtlinie hat die Europäische Union ein Instrument geschaffen, um die Qualität von Grund- und Oberflächenwasser im Einzugsbereich von Flüssen europaweit zu verbessern.

Die Weser leidet unter dem Einfluss der Landwirtschaft – Foto: Gunda Schünemann / Pixelio

Welche Anstrengungen seitens der Landwirtschaft nötig sind, damit die Wasserqualität der Weser den Vorgaben der EU-Richtlinie genügt, zeigt eine aktuelle Studie des Johann Heinrich von Thünen-Instituts (vTI) in Braunschweig.

Um die Wasserrahmenrichtlinie im Einzugsgebiet der Weser zu erfüllen, sind erhebliche Anstrengungen nötig, vor allem im Bereich der Landwirtschaft, auch wenn diese ihre Stickstoffüberschüsse in den letzten Jahren deutlich reduzieren konnte. Unter anderem müsste der Stickstoffeintrag in die Weser um jährlich rund 25 000 t reduziert werden. „Dies würde jährliche Kosten von über 100 Millionen Euro zusätzlich zu bisherigen Agrarumweltmaßnahmen verursachen, wenn die Beratungskosten hinzugerechnet werden“, erklärt Peter Kreins, Projektleiter am vTI. Diese Ergebnisse basieren auf Berechnungen des Projektes „AGRUM Weser“, die jetzt vom vTI veröffentlicht worden sind.

„Das Pilotprojekt AGRUM Weser bietet erstmals einen übergreifenden Ansatz, um Wirkungen und Kosten von der Landwirtschaft bis hin zu Einträgen in die Gewässer bis 2015 für die Weser zu quantifizieren“, bestätigt Dr. Werner Ambros aus dem Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz. Das länderübergreifende Forschungsprojekt AGRUM Weser (Analyse von Agrar- und Umweltmaßnahmen im Bereich des landwirtschaftlichen Gewässerschutzes vor dem Hintergrund der EG-Wasserrahmenrichtlinie) untersuchte das gesamte Einzugsgebiet der Weser mithilfe eines Modellverbundes aus einem agrarökonomischen und zwei hydrologischen Modellen. Dadurch ist es erstmals möglich geworden, die Wechselbeziehungen zwischen landwirtschaftlichen Einträgen in die Gewässer und ihren Pfadabhängigkeiten sowie die Wirkung und Kosten von möglichen Maßnahmen im landwirtschaftlichen Gewässerschutz umfassend abzubilden und eine verbesserte Berechnung zu Umsetzungsmöglichkeiten der EU-Wasserrahmenrichtlinie vorzunehmen.

Um die Vorgaben der Wasserrahmenrichtlinie bis 2015 zu erfüllen, schlagen die vTI-Wissenschaftler in der Studie eine erste Maßnahmenkombination für die Landwirtschaft vor, die sich auf rund 1,3 Millionen Hektar bezieht und insgesamt über 100 Millionen Euro pro Jahr kosten würde. Dabei wurden die Maßnahmen Zwischenfruchtanbau, keine Ausbringung von Wirtschaftsdünger nach der Ernte, grundwasserschonende Ausbringungstechnik von Gülle und Festmist, Extensivierung von Grünland, Förderung von Extensivkulturen, Reduzierung der Mineraldüngung bei Getreide sowie der Anbau von Winterrüben in Betracht gezogen. In rund 7 Prozent der Regionen konnte jedoch auch mit diesen Maßnahmen die Zielsetzung nicht erreicht werden, sodass weitere landwirtschaftliche oder wasserwirtschaftliche Maßnahmen notwendig sind.

Die Ergebnisse basieren auf einer dreijährigen Zusammenarbeit der Wissenschaftler des vTI, des Forschungszentrums Jülich (FZJ) und des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) sowie Diskussionen mit Experten aus den Landesministerien der beteiligten Bundesländer und der Flussgebietsgemeinschaft Weser. Der Abschlussbericht des AGRUM Weser Projekts wurde als Sonderheft 336 der Fachzeitschrift Landbauforschung veröffentlicht.

Sonderheft zum AGRUM Weser Projekt

Wie wird die europäische Landwirtschaft in vier Jahren aussehen, wie wird künftig die gemeinsame Agrarpolitik in der EU gestaltet?

Welche Änderungen wird es in der Agrarpolitik der EU geben? – Foto: Dagmar Struß

Darüber debattierten jetzt Vertreter aus Wirtschaft und Gesellschaft sowie aus der Agrarwissenschaft auf einer Konferenz der Europäischen Kommission in Brüssel. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erörterten die bisherigen Ergebnisse einer öffentlichen Konsultation, die die Kommission im April gestartet hatte. Im Wesentlichen ging es um folgende vier Fragen: Warum benötigen wir eine gemeinsame Agrarpolitik? Was erwarten die Bürger von der EU-Landwirtschaft? Warum muss die GAP reformiert werden? Welches Instrumentarium benötigen wir für die GAP von morgen?

Laut dem Informationsdienst EurActiv kristallisierten sich drei Schwerpunktthemen heraus: die Garantie der Ernährungssicherheit, eine umweltfreundlichere Landwirtschaft und der Erhalt des Wohlstands ländlicher Gebiete. In den Beiträgen wurde betont, dass die Agrarsubventionen fairer verteilt und weitere finanzielle Anreize geschaffen werden sollen, damit die Landwirte die Umweltvorgaben auch umsetzen können. Viele Bürger hoben hervor, dass faire Wettbewerbsbedingungen für Landwirte, Lebensmittelindustrie und Händler gewährleistet werden müssen. Zudem sollte die Vielfalt der Landwirtschaft im der gesamten EU erhalten werden.

Der für Landwirtschaft und ländliche Entwicklung zuständige Kommissar Dacian Ciolos wies auf die starke Beteiligung an der Konsultation hin. Innerhalb von zwei Monaten waren knapp 6000 Beiträge aus der Öffentlichkeit, von Experten und Nichtregierungsorganisationen eingegangen. Das mache deutlich, dass die Agrarpolitik den Menschen wichtig ist und dass es dabei nur um die Erzeugung von Lebensmitteln, sondern auch um die Bereitstellung umfassenderer öffentlicher Güter geht, sagte Ciolos.

Zu Beginn der Konferenz schaltete die Stiftung EuroNatur und die Arbeitsgemeinschaft bäuerliche Landwirtschaft (AbL) eine neue Webseite frei. Dort sind die Ergebnisse des Analyse- und Diskussionsprozesses von zahlreichen Verbänden zur Agrarreform nachzulesen. Die Verbände zeigen auf, wie aus ihrer Sicht eine zukunftsfähige nachhaltige Landwirtschaft gestaltet werden sollte. „Eine ökologische Neuausrichtung der Agrarpolitik ist dringend erforderlich. Nur so können wir den neuen Herausforderungen wie Artenschwund und Klimawandel wirksam begegnen“, sagte Lutz Ribbe von EuroNatur.

Bis November will die Kommission eine Mitteilung vorlegen, die die verschiedenen Möglichkeiten für die Agrarpolitik nach 2014 auflistet.

Kommission zur GemeinsamenAgrarpoltik nach 2013

Website der Agrarplattform

Die Folgen des globalen Klimawandels treffen zunehmend Menschen, die am schlechtesten darauf vorbereitet sind.

Klimawandelfolgen treffen die Schwächsten – Foto: Margrit / Pixelio

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiiert und finanziert darum langfristige Forschungskooperationen mit West- und Südafrika. Das Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF) der Universität Bonn leitet den Aufbau eines Kompetenzzentrums in Westafrika. Langfristig soll dies dazu führen, dass afrikanische Wissenschaftler, Politiker und Praktiker mit eigener Expertise die Herausforderungen in Bezug auf Klimawandel und Landnutzung auf ihrem Kontinent meistern können.
Das Zentrum für Entwicklungsforschung der Universität Bonn leitet den Aufbau eines der beiden regionalen Zentren, die das BMBF unterstützt, und zwar das „WASCAL“(West African Science Service Center on Climate and Adapted Land Use). In dieses Projekt sind außer afrikanischen Partnern Forschungsinstitute aus ganz Deutschland involviert. Von der Universität Bonn engagieren sich auch das Geographische Institut und die Landwirtschaftliche Fakultät für das Projekt.

„Die Entwicklung eines derartigen umfassenden regionalen Netzwerkes ist bisher einmalig und nur deshalb möglich, weil auf Errungenschaften von bisherigen Forschungskooperationen in der Region fortgebaut werden kann“, sagt Prof. Dr. Paul Vlek, Direktor am ZEF und Leiter des WASCAL-Projekts. „Das BMBF hat in den vergangenen 10 Jahren Projekte zu Land- und Wassernutzung wie auch zu Biodiversität in West- und Südafrika finanziert. Das ZEF hat das GLOWA Projekt in Ghana und Burkina Faso geleitet, und kann jetzt auf entsprechende Kontakte und Forschungsergebnisse zurückgreifen. Auch haben wir Dutzende afrikanische Doktoranden ausgebildet, die jetzt als unsere Partner an Universitäten und für internationale Organisationen in der Region tätig sind.“

Das BMBF fördert in einer Startphase bis Mitte 2011 den Aufbau des westafrikanischen Kompetenzzentrums WASCAL mit 2,9 Millionen Euro. Partnerländer sind 10 westafrikanische Staaten (Ghana, Burkina Faso, Benin, Elfenbeinküste, Gambia, Mali, Niger, Nigeria, Togo und Senegal). Das zweite Zentrum wird in Südafrika entstehen. Nach der Startphase werden weitere Mittel für die Umsetzung der Kompetenzzentren zur Verfügung gestellt.

In der knapp anderthalb Jahre dauernden Startphase von WASCAL sollen die Grundlagen für ein regionales Kompetenzzentrum in Ouagadougou, Burkina Faso, gelegt werden. Hier sollen von afrikanischen und internationalen Wissenschaftlern Daten zu Klimawandel und Landnutzung erhoben, gespeichert und aufgearbeitet werden. Außerdem werden von hier aus in Zukunft die weiteren regionalen Aktivitäten koordiniert. Darüber hinaus werden afrikanische und deutsche Wissenschaftler ein gemeinsames Forschungsprogramm zu Klimawandel und Landnutzung entwerfen. Als dritte Säule von WASCAL sollen westafrikanische Universitäten in Kooperation mit deutschen Universitäten sieben Graduiertenschulen zu unterschiedlichen Schwerpunktthemen den Klimawandel betreffend aufbauen.

Neue Daten zur Erhöhung der globalen Temperatur vom ‘Goddard Institute for Space Studies‘ der NASA zeigen, dass die erste Hälfte des Jahres 2010 das wärmste Halbjahr der letzten 130 Jahre war.

Sichtbare Klimawandelfolgen – Foto: Michel Gunther / WWF-Canon

Die Temperatur lag 0,7 Grad Celsius über dem Durchschnittswert. „Nur weil der Klimawandel auf der politischen Tagesordnung augenblicklich nicht ganz oben steht, hat er nicht aufgehört, zu existieren“ erklärt Regine Günther, Leiterin Klima- und Energiepolitik des WWF Deutschland. „Die globale Erwärmung schreitet dramatisch  voran.“

Aktuelle Daten zeigen einen langfristigen Trend zu erhöhten Temperaturen der Meeresoberfläche im tropischen Atlantik und Golf von Mexiko, der auch durch den Anstieg der Treibhausgase-Konzentration in der Atmosphäre verstärkt werde. Beunruhigend sei insbesondere die Rekordtemperatur der Meeresoberfläche im tropischen Atlantik. Durch die Energie der warmen Oberfläche könnte eine der schlimmsten atlantischen Hurrikan-Perioden bevorstehen, befürchten Experten.

„Am Golf von Mexiko schließt sich auf bedauerliche Weise der Teufelskreis des Erdöls. Das Öl verursacht dort eine doppelte Katastrophe. Einerseits verschmutzt es direkt durch die Förderung den Golf über Jahrzehnte, andererseits drohen der Region  langfristig noch stärkere Hurrikane, als eine mögliche Folge der exzessiven Nutzung fossiler Brennstoffe“, so Günther. Hurrikane bedrohen die Region umso stärker, da natürliche Barrieren, wie beispielsweise die Mangrovenwälder, durch Umweltverschmutzungen und die gerade stattfindenden Ölkatastrophe immer schwächer werden. „Wir müssen begreifen, dass fossile Brennstoffe unsere Lebensgrundlage nicht sichern, sondern bedrohen“, so Günther.

Um die Welt vor den schlimmsten Folgen des Klimawandels zu bewahren und die globale Temperaturerhöhung unter der Gefahrenschwelle von 2 Grad Celsius gegenüber vorindustriellen Werten zu halten, würden klare Maßnahmen und Ziele benötigt. Diese fehlen jedoch nach wie vor. So würden die bisher von den einzelnen Ländern angebotenen Minderungsziele zu einer Erwärmung um mehr als 3° Celsius führen.  „Nicht nur Europa muss endlich seiner historischen Verantwortung gerecht werden und sein Minderungsziel bis 2020 auf 30% erhöhen. Auch die USA müssen nicht nur die vor ihrer Haustür stattfindende Ölkatastrophe bekämpfen, sondern endlich auch ihre CO2-Emissionen drastisch senken“, fordert Regine Günther.

Zwei Expeditionen in unwirtliche Gebiete – in die russische Republik Komi und ins sibirische Lenadelta – sollen klären, wie Moore auf Klimaänderungen reagieren.

Der Turm misst Ströme von CO2, Verdunstung und Temperatur zwischen Oberfläche und Atmosphäre – Foto: Uni Hamburg

Prof. Lars Kutzbach vom KlimaCampus der Universität Hamburg erforscht mit seinem Team sowie deutschen und russischen Partnern die komplexen Wechselwirkungen zwischen hydrologischen Prozessen und dem Kohlenstoffkreislauf nordischer Feuchtgebiete. Befürchtet wird, dass diese durch die globale Erwärmung mehr Kohlenstoff in Form von Treibhausgasen emittieren. Die aktuellen Analysen werden wichtige Grundlagendaten zur Risikoabschätzung und für das Verständnis von Treibhausgas-Bilanzen liefern. In herkömmlichen Klimamodellen fehlte der Faktor „Moor“ trotz seiner Größenordnung bisher völlig.

Neu ist der Ansatz von Kutzbach, im Moor nicht nur die Kohlenstoff-, sondern auch die Wasserflüsse zu analysieren. Bisher wurden die Bereiche meist getrennt betrachtet. Doch Kohlenstofftransporte finden nicht nur vertikal zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre statt, sondern auch horizontal in gelöster Form über den Wassertransport in Landschaften. „Indem wir hydrologische und meteorologische Daten mit Boden- und Wasseranalysen verknüpfen, können wir Kohlenstoff-Lecks im Moor aufdecken“, sagt Kutzbach. „Für diese Orte untersuchen wir die beteiligten Mechanismen und ermitteln so die Bedingungen, unter denen Kohlenstoff und Treibhausgase aus Mooren entlassen werden.“ Die Ergebnisse helfen, eine wichtige Datenlücke in Klimamodellen zu schließen und erlauben Abschätzungen, inwieweit die Erderwärmung durch massive Emissionen von Treibhausgasen aus Mooren beschleunigt werden könnte.

Moorgebiete sind gigantische Kohlenstoffspeicher: Sie beherbergen weltweit mindestens 550 Gigatonnen Kohlenstoff, obwohl sie nur drei Prozent der Landoberfläche bedecken. Zum Vergleich: Die gesamte globale Vegetation speichert nur 600 Gigatonnen, der Mensch emittiert etwa acht Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr durch Verbrennung fossiler Energieträger. Steigt die globale Temperatur, könnte der bisher langfristig festgesetzte Kohlenstoff „aktiver“ werden, und mehr Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) freigesetzt werden. Methan hat auf einen Zeitraum von 100 Jahren gerechnet einen 25-fach stärkeren Treibhauseffekt („Global warming potential“) als CO2.

Feldforschung, Frost und ewige Nacht

Das erste Areal erschließt das Team um Kutzbach westlich des Urals in der russischen Republik Komi. Dort bestehen 15 Prozent der Landesfläche aus Feuchtgebieten. Die zweimonatige Feldkampagne ist gleichzeitig Auftakt einer engen Kooperation mit Forschern der Universität Greifswald und des Komi Science Center. Gleichzeitig brechen die KlimaCampus-Forscher in die nördlichsten sibirischen Permafrostgebiete auf. Durch ein Anschmelzen dieser meist gefrorenen Moorböden können ebenfalls große Mengen Kohlenstoff als Treibhausgase freigesetzt werden. Über fünf Monate – bis in den arktischen Winter hinein – werden sie im Lenadelta bleiben und die Arbeiten dort in enger Kooperation mit der Forschungsstelle Potsdam des Alfred-Wegener-Instituts und dem Permafrost-Institut in Jakutsk durchführen.

Doktorand Peter Schreiber vom KlimaCampus ist einer der vier Extremforscher, die sich dafür auf Temperaturen zwischen minus 20 und minus 45 Grad Celsius und Feldforschung mit Taschenlampe bei ewiger Nacht einstellen: „Wir werden erstmals kontinuierlich sehr hochwertige Daten der Spurengase erheben, bis zu dem Zeitpunkt, wo der Permafrostboden komplett durchgefroren ist“, sagt Schreiber. „Besonders interessieren dabei die kaum untersuchten Prozesse an den Übergängen zwischen Sommer und arktischem Winter. Während des tiefen Polarwinters lassen wir die Messgeräte unbegleitet laufen, und im Frühjahr werden wir wieder vor Ort sein, bevor der Tauprozess beginnt. So erhalten wir erstmals ein vollständiges Jahreszeitenprofil.“