KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

Wird das Eis auf dem Nordpolarmeer immer dünner? Forschungsflugzeug Polar 5 misst Meereiseisdicke nördlich von Grönland.

Die Polar 5 auf dem Eis vor dem Start zu einem Messflug – (c) Johannes Käßbohrer / AWI

Die Meereisausdehnung in der Arktis wird im September ihr jährliches Minimum erreichen. Prognosen lassen vermuten, dass es nicht so gering ausfallen wird wie im Jahr 2007, dem Jahr der geringsten Ausdehnung seit Satelliten diese aufzeichnen. Meereisphysiker vom Alfred-Wegener-Institut sorgen sich trotzdem um das langjährige Gleichgewicht im Nordpolarmeer. Sie haben Indizien dafür, dass die Masse des Meereises schwindet, weil seine Dicke abnimmt. Um dies zu belegen, messen sie derzeit die Eisdicke nördlich und östlich von Grönland mit dem Forschungsflugzeug Polar 5. Ziel der gut einwöchigen Kampagne ist es, den Export von Meereis aus der Arktis zu bestimmen. Hierüber findet etwa ein Drittel bis die Hälfte des Süßwasserexports aus dem Nordpolarmeer statt – ein wichtiger Antriebsfaktor im globalen Ozeanströmungssystem.

Die Frage, wann die Arktis im Sommer eisfrei sein wird, beschäftigt die Meereismodellierer um Prof. Dr. Rüdiger Gerdes vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft schon seit längerem. Satelliten erfassen die Ausdehnung des arktischen Eises seit mehr als 30 Jahren. Für die Bilanz, wie viel Meereis es gibt, ist neben der flächigen Ausdehnung auch die Dicke des Eises entscheidend. Diese lässt sich bisher jedoch nur vor Ort bestimmen: Beispielsweise mit Hilfe des so genannten EM-Bird, einem elektromagnetischen Messgerät, das Helikopter oder Flugzeuge in geringer Höhe über das Eis schleppen. Für Gerdes eine ganz besondere Aufgabe, denn gewöhnlich modelliert er seine Prognosen am heimischen Computer. Die Messkampagne mit dem Forschungsflugzeug Polar 5 des Alfred-Wegener-Instituts führt ihn jetzt erstmalig auf Expedition in die Arktis. „Ich bin sehr gespannt auf die Ergebnisse der Eisdickenmessungen“, so Gerdes. „Nur wenn wir wissen, wie das Eis unterschiedlicher Dicken verteilt ist, können wir berechnen, wie viel Süßwasser aus dem Nordpolarmeer über Eis abtransportiert wird.“

Ungefähr 3000 Kubikkilometer Eis driften jährlich aus dem Nordpolarmeer, das entspricht etwa 2700 Milliarden Tonnen. Das Eis exportiert Süßwasser, das über Flüsse und durch Niederschläge ins Nordpolarmeer gelangt. So wird dessen Salzgehalt aufrechterhalten, der langfristig konstant war. Der weltweit beobachtete Temperaturanstieg ist in den arktischen Breiten besonders ausgeprägt. Seit mehreren Jahren beobachten Forscher, dass das Eis immer dünner wird. Dadurch speichert und exportiert es weniger Süßwasser, und der Salzgehalt (auch als Salinität bezeichnet) des Arktischen Ozeans nimmt ab. Dies beeinflusst einerseits alle Lebewesen, die sich an die Bedingungen angepasst haben. Andererseits wirken sich Änderungen in der Salinität auch auf Strömungsmuster der globalen Ozeanzirkulation und damit den meridionalen Wärmetransport aus. Bei der Messkampagne TIFAX (Thick Ice Feeding Arctic Export) interessiert die Wissenschaftler besonders das mehrere Meter dicke, mehrjährige Eis, das vor allem an der Nordküste Grönlands vorkommt. „Hier von Station Nord aus die Messflüge zu starten, ist ein besonderes Abenteuer“, berichtet Gerdes von einer der nördlichsten Messstationen der Welt. „Mit dem hoch technisierten Forschungsflugzeug durch nahezu unbesiedelte Gebiete der Arktis zu fliegen ist ein starker Kontrast zu meiner Modellierungsarbeit am Computer.“

Ziel des Biodiversität und Klima Forschungszentrums (BiK-F) ist es, international herausragende Forschung auf dem Gebiet der Interaktionen zwischen organismischer Biodiversität und Klima durchzuführen.

Mit innovativen Forschungsansätzen und unter Einsatz eines breiten Spektrums moderner Methoden – von der satellitengestützten Fernerkundung der Klima-, Areal- und Ökosystemreaktionen bis hin zur Molekulargenetik und Massenspektrometrie – werden vergangene wie gegenwärtige Ereignisse und Prozesse dokumentiert und analysiert, um darauf basierend verlässliche Projektionen für die Zukunft zu erarbeiten.

Das Zentrum stellt durch seine Tätigkeit sowohl auf regionaler, nationaler und europäischer Ebene, als auch auf globaler Ebene wissenschaftliche Expertise zur Verfügung, wie sie für die umfassende Erforschung und für das Management klimawandelbedingter, ökologisch und medizinisch relevanter Biodiversitätsveränderungen benötigt wird. Hierdurch trägt es auch zur Erfüllung internationaler Übereinkommen wie der UN-Biodiversitätskonvention, der UN-Klimarahmenkonvention, der EU-Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie oder der EU-Wasserrahmenrichtlinie bei.

Quelle: Website des BIK-F

Mit dem Ziel, anhand eines breit angelegten Methodenspektrums die komplexen Wechselwirkungen von Biodiversität und Klima zu entschlüsseln, wird das Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) seit 1. Juli 2008 im Rahmen der hessischen Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) gefördert.
Das Senckenberg Forschungsinstitut und die Goethe-Universität Frankfurt sowie weitere direkt eingebundene Partner kooperieren eng mit regionalen, nationalen und internationalen Institutionen aus Wissenschaft, Ressourcen- und Umweltmanagement, um Projektionen für die Zukunft zu entwickeln und wissenschaftlich gesicherte Empfehlungen für ein nachhaltiges Handeln zu geben.

Teile der Arktis haben sich im letzten Jahrhundert deutlich abgekühlt. Seit 1990 steigen die Temperaturen jedoch auch dort stark an.

Probenentnahme an Baum auf Halbinsel Kola in NW-Russland – Foto: Michael Friedrich / Institut für Botanik, Uni Hohenheim

Das geht aus einer Rekonstruktion der Sommertemperaturen der letzten 400 Jahre mit Hilfe von Baumringen aus Regionen nördlich des Polarkreises hervor. Dazu analysierten deutsche und russische Forscher das Baumwachstum mit Hilfe von Jahresringen von der russischen Kola-Halbinsel und verglichen es mit drei ähnlichen Untersuchungen von anderen Orten in der Arktis.

Seit dem Jahre 1600 hat die rekonstruierte Sommertemperatur auf Kola in den Monaten Juli und August zwischen 10,4°C (1709) und 14,7°C (1957) gelegen – bei einem Mittelwert von 12,2°C über die letzten 400 Jahre. Nach einer Phase der Abkühlung ist seit 1990 ein anhaltender Erwärmungstrend beobachtbar. „Die Daten deuten auf einen starken Einfluss der Sonnenaktivität auf die Sommertemperaturentwicklung hin, der allerdings seit 1990 von anderen Faktoren überlagert wird“, schreiben Wissenschaftler der Moskauer Instituts für Geographie, der Universität Hohenheim und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) im Fachblatt Arctic, Antarctic and Alpine Research.

Für die Untersuchungen verwendeten die Forscher Holzproben von insgesamt 69 Waldkiefern (Pinus sylvestris) aus dem Khibiny-Gebirge auf der Kola-Halbinsel unweit der Grenze zu Finnland zwischen dem Polarkreis und dem Nordmeerhafen Murmansk. Die Untersuchungsregion befindet sich in der Übergangszone zwischen dem von Golf- bzw. Nordatlanikstrom geprägten Skandinavien und den kontinentalen Gebieten Eurasien. Diese Grenzlage macht diese Region besonders interessant für klimatologische Studien.

Auf Kola herrscht ein kalt-gemäßigtes Klima mit langen, mittelkalten Wintern und kalten feuchten Sommern. Die Temperatur schwankt in diesem Teil der Arktis im Mittel zwischen -12°C im Januar und +13°C im Juli, bei einer Wachstumsphase für die Bäume von nur 60 bis 80 Tagen. Die Vegetation an den nördlichen Ausläufern der Taiga wird von Fichten, Kiefern und Birken geprägt. Die Proben stammten von drei Standorten in Khibiny Gebirge in der Nähe der heutigen Höhenbaumgrenze zwischen 250 und 450m über dem Meeresspiegel. Die geografische (nördliche) Baumgrenze verläuft etwa 100 Kilometer weiter nördlich. In früheren Studien konnten die Forscher um Tatjana Böttger vom UFZ zeigen, dass die Kiefernwälder auf der Kola-Halbinsel vor 7000 bis 3500 Jahren bereits ca. 50 Kilometer weiter im Vergleich zu Ihrer heutigen nördlichen Position nach Norden reichten. Für diese Studie haben die Forscher jedoch Bäume von der Höhen-Baumgrenze verwendet, da diese sehr sensibel auf Temperaturschwankungen reagieren und besonders aussagekräftig sind wie auch US-Amerikanische Forscher im November 2009 im Fachblatt PNAS demonstrierten als sie mit Hilfe einer langlebigen Kiefernart in Kalifornien und Nevada nachwiesen, dass diese Bäume in den letzten 50 der vergangenen 3500 Jahre aufgrund von gestiegenen Temperaturen besonders stark gewachsen waren.
Im Institut für Botanik der Universität Hohenheim in Stuttgart maßen die deutschen Forscher die Breite der einzelnen Jahresringe. Die Kalibrierung der Jahresringchronologien mit Hilfe der meteorologischen Wetteraufzeichnungen der letzten 127 Jahre und die Auswertung der Ergebnisse erfolgte zusammen mit dem Institut für Geographie der Russischen Akademie der Wissenschaften (RAW) in Moskau und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Halle. „Neben Temperatur, hängt das Wachstum stark auch von nichtklimatischen Faktoren wie Licht, Nährstoffen, Wasserversorgung und Konkurrenz zu anderen Bäumen ab. Es ist daher entscheidend, diese Trends zu isolieren, um das möglichst reine Klimasignal zu erhalten“, erklärt Yury M. Kononov von der RAW in Moskau.

Nach der Rekonstruktion der Sommertemperaturen auf der Kola-Halbinsel verglichen die Forscher ihre Ergebnisse mit ähnlichen Untersuchungen an Baumringen aus dem schwedischen Lappland sowie von der Yamal- und Taimyr-Halbinsel im sibirischen Teil Russlands, die bereits 2002 im Fachblatt Holocene veröffentlicht worden waren. Die rekonstruierten Sommertemperaturen der letzten vier Jahrhunderte ähneln sich zwischen Lappland, der Kola- und Taimyr-Halbinsel insofern, dass alle drei Datenreihen ein Temperaturmaximum in der Mitte des 20. Jahrhunderts zeigen, auf das eine Abkühlung um ein bis zwei Grad folgte. Lediglich die Datenreihe der Yamal-Halbinsel erreichte ihr Maximum erst um etwa 1990. Auffällig an den Daten der Kola-Halbinsel ist, dass die höchsten Werte im Zeitraum um die Jahre 1935 und 1955 ermittelt wurden und die Kurve bis 1990 auf das Niveau von 1870 sank, was dem Beginn des industriellen Zeitalters entspricht. Seit 1990 erhöhten sich die Temperaturen dagegen wieder deutlich. Auffällig an den neuen Daten ist, dass die rekonstruierten Temperaturminima gerade mit Zeiten niedriger Sonnenaktivität zusammenfallen. Daher vermuten die Forscher, dass in der Vergangenheit die Sonnenaktivität einen wesentlichen Beitrag zu den Schwankungen der Sommertemperaturen der Arktis beigetragen hat. Allerdings ist dieser Zusammenhang nur bis 1970 deutlich, dann gewinnen andere, möglicherweise regionale Besonderheiten, die Oberhand. „Sicher ist nur: Dieser Teil der Arktis hat sich nach der Ende der Kleinen Eiszeit vor ca. 250 Jahren erwärmt, ab der Mitte des vorigen Jahrhunderts abgekühlt und erwärmt sich seit 1990 wieder“ so die Paleoklimatologin Dr. Tatjana Böttger vom UFZ.

Im September 2009 hatte eine internationale Forschergruppe Modellrechnungen präsentiert, wonach sich die Arktis in den letzten zwei Jahrtausenden bis zum Beginn des Industriezeitalters um etwa 0,2 °C pro Tausend Jahre langsam abgekühlt hat und dafür ein langsames Nachlassen der Sonneneinstrahlung im Sommer verantwortlich gemacht. Allerdings sei das letzte Jahrzehnt das wärmste seit Beginn der Zeitrechnung gewesen und habe 1,4°C über der Prognose gelegen, so Darrell S. Kaufman und Kollegen im Fachblatt Science. Die neuen Daten von Kononov, Friedrich und Böttger stützen diese These, wonach die Sonnenaktivität in der Vergangenheit einen wesentlichen Einfluss auf die Sommertemperaturen in der Arktis hatte, dieser aber in den letzten Jahrzehnten stark abgeschwächt ist.
Tilo Arnhold / UFZ

Originalpublikation:
Yu. M. Kononov, M. Friedrich and T. Boettger (2009): Regional Summer Temperature Reconstruction in the Khibiny Low Mountains (Kola Peninsula, NW Russia) by Means of Tree-ring Width during the Last Four Centuries
Arctic, Antarctic, and Alpine Research, Vol. 41, No. 4, 2009, pp. 460–468, DOI: 10.1657/1938-4246-41.4.460
Zur Online-Publikation (engl.)

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.“

Ökosysteme der Landoberfläche nehmen jedes Jahr etwa 123 Milliarden Tonnen Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid (ca. 450 Milliarden Tonnen CO2) aus der Atmosphäre auf.

Regenwald in Ghana aufgenommen von einer “Fluxtower”-Messstation – Foto: Carboafrica

Anhand von weltweiten Messungen und datenbasierten Modellrechnungen hat ein internationales Forscherteam um Christian Beer vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena nun erstmals beobachtungsbasiert die Größe dieses umfangreichsten Austauschprozesses von Kohlenstoff zwischen Atmosphäre und Landoberfläche ermittelt und die Einflüsse des Klimas darauf bestimmt.

Die Forscher verglichen ihr Ergebnis darüber hinaus mit den Berechungen verschiedener räumlich aufgelöster Vegetationsmodelle, darunter das führende Modell LPJmL des PIK. Tropische Ökosysteme wie Regenwälder und Savannen setzen fast zwei Drittel des CO2 um, berichten sie nun in einem Artikel des Journals „Science“, der am heutigen Montag auf der Website „Science Express“ erschienen ist.

„Die Ergebnisse bestätigen den großen Einfluss, den Niederschlag auf den globalen Kohlenstoffkreislauf hat: Er bestimmt auf zwei Fünfteln des gesamten bewachsenen Landes, wie viel CO2 die Vegetation aufnimmt“, sagt Alberte Bondeau vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), die Computersimulationen der globalen Vegetation zur Studie beigetragen hat. Die globale Erwärmung werde die zeitlichen und räumlichen Muster des Niederschlags merklich verändern. „Und das könnte sich wiederum sehr stark auf die Produktivität der Land-Ökosysteme auswirken“, sagt Bondeau.

Um zu bestimmen, wie viel CO2 verschiedene Ökosysteme aus der Atmosphäre aufnehmen, nutzten die Forscher Informationen aus einem globalen Netzwerk von mehr als 250 Messstationen, die fortlaufend Daten liefern. Mit den Daten wurden Computermodelle gefüttert, um die so genannte Bruttoprimärproduktion zu berechnen, die weltweit von der Vegetation der Ladoberfläche aufgenommene CO2-Menge.

Dieser Wert von jährlich etwa 450 Milliarden Tonnen bezeichnet die gesamte Menge des Gases CO2, das durch Photosynthese auf Land zu Biomasse umgesetzt wird. Er hängt stark von den Umweltbedingungen ab, vor allem den klimatischen Bedingungen und den Eigenschaften der Vegetation. Das CO2, das der Atmosphäre auf diese Weise entzogen wird, kehrt unterschiedlich schnell wieder dorthin zurück. Einen großen Teil setzen die Pflanzen schnell durch ihren Stoffwechsel wieder frei. Ein weiterer Teil des gebundenen CO2 fließt langsamer zurück, wenn Laub oder Holz im Boden zersetzt werden oder in Feuern verbrennen. Diese Verzögerungen im Rückfluss von Kohlenstoff in die Atmosphäre sind wichtig für die Geschwindigkeit, mit welcher der Klimawandel aufgrund menschlicher Emissionen des Treibhausgases voranschreitet.

Obwohl die globale CO2-Aufnahme durch die Landvegetation prägend für den Kohlenstoffkreislauf der Erde ist, konnte ihr Wert erst in der nun veröffentlichten Studie zuverlässig eingegrenzt werden. Die Ergebnisse bestätigen den großen Beitrag der tropischen Vegetation zum Gesamtumsatz und sie belegen den engen Zusammenhang von CO2-Aufnahme und Niederschlag in weiten Teilen der Erde.

Das Forscherteam hat das Ergebnis der beobachtungsbasierten Berechnung zudem mit Projektionen von Computermodellen der globalen Ökosysteme verglichen. Mit diesen Modellen wird auch die künftige Bilanz des Kohlenstoffaustauschs zwischen Land und Atmosphäre bei fortschreitendem Klimawandel berechnet. In der Studie wurden zwei am PIK entwickelte Versionen eines solchen Modells verwendet: eine für die globale potentielle natürliche Vegetation (LPJ) und eine, die die weltweite landwirtschaftliche Landnutzung mit berücksichtigt.

Der Vergleich zeigt, dass die derzeit verfügbaren Modelle in der Lage sind, Unterschiede in der Kohlenstoffaufnahme in verschiedenen geographischen Breiten darzustellen. Sie weichen jedoch bezüglich der Größe und bei regionalen Details noch deutlich voneinander ab. Zudem wird der Einfluss des Niederschlags auf die CO2-Aufnahme generell überschätzt. Wahrscheinlich mindern bislang nicht berücksichtigte Mechanismen wie etwa biologische Anpassung den Einfluss des Klimas auf die Vegetation. Das PIK-Modell LPJmL, das Auswirkungen der Landwirtschaft, speziell auch der Bewässerung, mitberücksichtigt, zeigt jedoch zutreffend einen reduzierten Einfluss des Niederschlags auf die Kohlenstoffaufnahme, obwohl er ein wichtiger Klimaeinfluss bleibt. Die genauen Details der beteiligten Faktoren sind ein Thema für künftige Forschungen.

„Die Ergebnisse der Studie sind enorm bedeutsam“, sagt Wolfgang Lucht, Co-Chair des PIK-Forschungsbereichs Klimawirkung und Vulnerabilität. „Sie ist ein großer Schritt in unserem Verständnis der klimaregulierenden Wirkung der Landoberfläche durch CO2-Austausch und bezüglich der weltweiten Biomasseproduktion.“ Die Fähigkeit, diese Prozesse zu modellieren, habe nun eine solidere Grundlage erhalten. Die veröffentlichten Zahlen zeigten, dass alle sieben Jahre die gesamte Menge des CO2 in der Atmosphäre einmal durch die Blätter der globalen Vegetation fließe. „Dies ist einer der wichtigsten Prozesse im Erdsystem – und nun können wir ihn zuverlässig quantifizieren“, sagt Lucht.

Originalpublikation:

Artikel: Beer, C., M. Reichstein, E. Tomelleri, P. Ciais, M. Jung, N. Carvalhais, C. Rödenbeck, M. Altaf Arain, D. Baldocchi, G. B. Bonan, A. Bondeau, A. Cescatti, G. Lasslop, A. Lindroth, M. Lomas, S. Luyssaert, H. Margolis, K. W. Oleson, O. Roupsard, E. Veenendaal, N. Viovy, C. Williams, I. Woodward, and D. Papale, 2010: Terrestrial Gross Carbon Dioxide Uptake: Global Distribution and Co-variation with Climate.
Veröffentlicht auf der „Science Express“ Website

Weitere Informationen:

Fluxnet Datenbank
Carboafrica: Quantification, understanding and prediction of carbon cycle and other GHG gases in Sub-Saharan Africa

Bei den zu Ende gegangenen UN-Klimaverhandlungen wurde auf technischer Ebene der Weg frei gemacht für politische Fortschritte im internationalen Klimaschutz.

Schutz des Regenwaldes muss Teil des Abkommens sein – Foto: Alfred Patz / Pixelio

Ganz zum Schluss wurde der Entwurf für einen – allerdings in einigen wichtigen Punkten noch umstrittenen – Verhandlungstext präsentiert, der den Weg bahnen könnte für ein neues Klimaschutzabkommen.

“Jetzt wird klar, wie internationaler Fortschritt im Klimaschutz aussehen könnte. Verhandlungspakete zum Schutz des Regenwaldes, zur Unterstützung der vom Klimawandel besonders betroffenen Regionen sowie zu Technologiekooperationen könnten Ende des Jahres in Mexiko beschlossen werden. Zugleich könnte dort das Mandat erteilt werden für ein umfassendes, rechtlich verbindliches Abkommen ein Jahr später in Südafrika. Dieses könnte die zentralen Fragen der Reduktionsziele und der notwendigen großen Investitionspakete für Klimaschutz und Anpassung regeln. Der Rio-Plus-20 Gipfel im Jahr 2012 könnte die internationalen Klimaverhandlungen dann um eine weltweite Rahmensetzung für grünes Wachstum ergänzen”, kommentierte Christoph Bals, Politischer Geschäftsführer von Germanwatch.

Nachdem die technische Verhandlungsebene den Weg frei gemacht hat, liegt der Ball nun bei der großen Politik. Setzt die G20 ein Signal für Klimafortschritt? Akzeptiert die EU ein 30prozentiges Reduktionsziel bis 2020? Setzen die EU und andere Industrieländer die in Kopenhagen versprochenen Investitionspakete für Klimaschutz und Anpassung auf die Schiene? “Die Glaubwürdigkeit Deutschlands steht bei den für die nächsten Tage geplanten Gesprächen zwischen Finanzminister Schäuble, Entwicklungsminister Niebel und Umweltminister Röttgen auf dem Spiel: Steht Deutschland zu den Finanzzusagen, die Grundlage des Kompromisses in Kopenhagen waren?”, so Bals.

Erfreulich war in Bonn, dass hinter den Kulissen auch Bewegung in das Verhältnis zwischen der EU und China kam. “Ein Durchbruch wäre es, wenn die EU und China gemeinsam das Signal aussenden, dass sie sich auch ohne große Fortschritte in den USA bewegen. Das würde zeigen, dass sie sowohl einen gefährlichen Klimawandel vermeiden und gleichzeitig die Nase vorn haben wollen beim wirtschaftlichen Wettrennen zu einem emissionsarmen Wohlstandsmodell”, ergänzte Sven Harmeling, Experte für Klima und Entwicklung bei Germanwatch.

Heute bricht das Forschungsschiff Polarstern zu seiner 25. Arktisexpedition auf.

Die Polarstern arbeitet sich durch das Eis – (c) Michael Trapp / AWI

Von Bremerhaven geht es zunächst in die Grönlandsee, wo überwiegend ozeanographische Arbeiten auf dem Programm stehen. Nach kurzem Zwischenstopp in Longyearbyen (Spitzbergen) fährt Polarstern am 30. Juni in den so genannten HAUSGARTEN des Alfred-Wegener-Instituts und in die Framstraße. Hier führen die Wissenschaftler biologische Langzeituntersuchungen und weitere ozeanographische Messungen durch. Am 31. Juli startet in Reykjavik, Island, der dritte Abschnitt zu geowissenschaftlichen Forschungen in die nördliche Baffin Bay (Kanada). Über 120 Wissenschaftler und Techniker von Instituten aus sechs Nationen nehmen an den drei Abschnitten der Expedition teil. Polarstern wird am 10. Oktober in Bremerhaven zurückerwartet.

„Die hydrographischen Arbeiten auf dem ersten Fahrabschnitt bilden einen wichtigen Mosaikstein zu Langzeit-Messreihen, wie sie für die klimabezogene Forschung unverzichtbar sind“, erklärt Fahrtleiter Dr. Gereon Budéus, Ozeanograph am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft. In der Grönlandsee untersucht er mit seinen Kollegen schon seit über zehn Jahren Stärke und Einfluss der Winterkonvektion, welche die Verteilung von Wärme und Salz in der untersuchten Region bestimmt und die Erneuerung der tiefsten Schichten im Ozean steuert. Weiterhin beschäftigen sich Biologen mit dem Plankton im Untersuchungsgebiet, also Kleinstlebewesen, die in der Wassersäule schweben. Die mikroskopisch kleinen Tiere und Algen aus drei unterschiedlichen biogeographischen Klimazonen (polar, arktisch und atlantisch) kommen hier relativ dicht beieinander vor. Ob sich bestimmte Arten wegen veränderter Umweltbedingungen weiter ausbreiten oder weniger häufig vorkommen, ist Gegenstand der Forschung.

Im Tiefsee-Langzeitobservatorium des Alfred-Wegener-Instituts, dem so genannten HAUSGARTEN, untersuchen Wissenschaftler auf dem zweiten Fahrtabschnitt im Juli, wie das arktische marine Ökosystem auf den globalen Klimawandel reagiert. Eingebunden in zahlreiche nationale und internationale Projekte werden am Kontinentalhang vor Spitzbergen zwischen 1000 und 5500 Metern Wassertiefe seit über zehn Jahren regelmäßig Probennahmen und Experimente durchgeführt, in denen untersucht wird, wie das Tiefseeökosystem beispielsweise auf den Rückgang des Meereises und damit verbundene Veränderungen in der Nahrungsversorgung reagiert. Zusätzlich setzen die Wissenschaftler hydrographische Langzeituntersuchungen in der Framstraße fort, der einzigen Tiefenwasserverbindung zwischen dem Nord-Atlantik und dem zentralen arktischen Ozean. Hier zeichnen ozeanographische Verankerungen Daten über den Salzgehalt und die Temperatur des Wassers auf. Sie erlauben den Austausch von Wassermassen zwischen beiden Meeresgebieten zu quantifizieren.

Der dritte Abschnitt startet Ende Juli von Reykjavik und führt Polarstern in kanadische Gewässer. Wissenschaftler unter der Leitung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) untersuchen die geologischen Strukturen und die tektonische Entwicklung der nördlichen Baffin Bay und der angrenzenden kanadischen und grönländischen Kontinentränder. Sie möchten rekonstruieren, wann und wie sich die Baffin Bay im Verlauf der Erdgeschichte geöffnet hat und welche geologischen Prozesse bei der Abtrennung Grönlands von Nordamerika stattgefunden haben. Die geodynamische Rekonstruktion der Öffnung dieser Flachwasserverbindung zwischen Nordpolarmeer und Atlantik bildet die Grundlage für paläobathymetrische Modelle. Diese dienen einer detaillierteren Vorstellung, wie sich globale Strömungs- und Sedimentationsprozesse verändert haben. Hiermit werden Beiträge zum besseren Verständnis der Paläoklima- und Sedimentbeckenentwicklung in der Arktis erbracht.

Über 120 Wissenschaftler und Techniker von Instituten aus sechs Nationen nehmen an den drei Abschnitten der Expedition teil. Nach vier Monaten in der Arktis wird Polarstern voraussichtlich am 10. Oktober wieder in ihrem Heimathafen Bremerhaven einlaufen.

Im Hamburg House auf der Expo in Shanghai ist eine publikumswirksame Ausstellung zum Klimawandel zu sehen.

Besuch des Hamburg House am Klimaglobus

Unter dem Motto „Mit Wissen zum Handeln“ präsentiert sich eine interessante Ausstellung vom Climate Service Center und den Hamburger Klimaforschungseinrichtungen.

Highlights der Klimaausstellung im so genannten „Hamburg House“ sind eine eigens für die Weltausstellung durchgeführte Klimasimulation, die einen Blick in die Zukunft von Shanghai und Hamburg wagt, sowie ein interaktiver Globus, auf dem verschiedene Klimaszenarien in Jahresschritten bis zum Jahr 2100 zu sehen sind.

Die wissenschaftlichen Daten für diese weltweiten dreidimensionalen Klimasimulationen stammen von 20 verschiedenen Computermodellen und wurden von Mitarbeitern des Deutschen Klimarechenzentrums (DKRZ) visualisiert. Verschiedene Medieninstallationen, Schautafeln und ein Infokiosk ermöglichen darüber hinaus dem chinesischen und dem internationalen Publikum, sich ausführlich zu Fragen rund um das Klimathema und über die aktuelle Klimaforschung in Hamburg zu informieren.

Entwickelt wurde dieses Projekt für die Weltausstellung, die in diesem Jahr unter dem Motto steht „Better City, Better Life“ (Bessere Stadt, besseres Leben), als Gemeinschaftsproduktion der Hamburger Klimaforschungseinrichtungen. Daran beteiligt waren das am GKSS-Forschungszentrum Geesthacht neu gegründete Climate Service Center, die Hamburger Niederlassung des Deutschen Wetterdienstes (DWD) sowie die im Exzellenzcluster CliSAP (Integrated Climate System Analysis and Prediction) tätigen Forschungsinstitute der Universität Hamburg wie das Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M), das Deutsche Klimarechenzentrum, das GKSS-Forschungszentrum Geesthacht mit seinem Institut für Küstenforschung und dem Norddeutschen Klimabüro.

Mit vereinten Kräften arbeiten diese in der Metropolregion Hamburg ansässigen wissenschaftlichen Institutionen daran, das Klima zu erforschen, zu analysieren und zu dokumentieren sowie die Öffentlichkeit darüber zu informieren.
Mit einem Symposium zum Thema „Vom Klimawandel zum Erdsystem-Management“ wird die Klimaausstellung im Hamburg House in Shanghai am 2. Juni um 14:00 Uhr offiziell eröffnet. Redner sind unter anderem: Martin Claußen, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie und CliSAP-Leiter, Guy Brasseur, Direktor des Climate Service Centers, sowie führende chinesische Klimaforscher.
Das Hamburg House bietet einen idealen Rahmen für eine Klimaausstellung. Es ist das erste zertifizierte Passivhaus-Neubauprojekt in China und setzt damit einen Standard für klimafreundliches Bauen in der Region. Erreicht wird dieser Standard unter anderem durch eine hochgedämmte, luftdichte Gebäudehülle mit gezielt gesetzten Öffnungen und Verschattungselementen. Die Energieversorgung wird über Erdwärme, Erdkälte und Sonnenenergie sichergestellt.