KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

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.

Das Leben im Meer ist dem globalen Klimawandels noch stärker ausgesetzt als Pflanzen und Tiere and Land.

Suppenschildkroete – Foto: Megan Saunders

Das berichtet eine Studie in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Science. Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter Beteiligung von Wolfgang Kiessling, Professor am Museum für Naturkunde Berlin, hat die globalen Klimadaten der letzten 50 Jahre analysiert und erstmals die Geschwindigkeit des Klimawandels an Land und in den Ozeanen verglichen.

Wasser erwärmt sich weit langsamer als Luft. Deshalb ist der Temperaturanstieg in den Ozeanen langsamer als am Land. Die räumlichen Temperaturunterschiede im Meer sind ebenfalls viel geringer als an Land. Daraus ergibt sich für die meisten Meeresregionen überraschenderweise eine höhere Geschwindigkeit des Klimawandels. Vergleicht man z.B. einen Zeitraum von 10 Jahren, so beginnt der Frühling in den Meeren der Nordhalbkugel durchschnittlich 2 Tage früher, während es an Land weniger als 1,5 Tage sind. In der Nordsee werden Frühlingstemperaturen sogar 5-10 Tage früher erreicht. „Das Meeresleben muss auf diesen Klimawandel durch Anpassung oder Abwanderung reagieren“, erläutert Wolfgang Kießling vom Museum für Naturkunde in Berlin, einer der Autoren der Arbeit.

Die Wissenschaftler um Michael Burrows von der Scottish Association of Marine Science haben auch eine überraschende Komplexität der Klimaänderung ermittelt. Nicht immer zeigt die Richtung der Klimaerwärmung in Richtung Pol. Die Geschwindigkeit des Klimawandels ist auch regional sehr unterschiedlich. Neben der Nordsee sind es gerade Regionen mit hoher Biodiversität, zum Beispiel die tropischen Meere, welche sich rasant verändern. Dies allein ist schon beunruhigend, aber „besonders schlimm wird es, wenn die Erwärmung in Richtung Landmassen geht, wie zum Beispiel im Mittelmeer“, meint Kießling. Dort geht die Richtung der Temperaturerhöhung nach Südfrankreich und Norditalien, was für die mit der Temperaturerhöhung wandernden Meerestiere bedeutet, dass es kein Entkommen gibt. Ein Ausweichen in kühlere Meerestiefen sei für die meisten Meeresbewohner keine Option, meinen die Autoren. In tieferen Bereichen fehlen das Sonnenlicht und damit die pflanzliche Nahrung. Ohne Anpassung könnte es deshalb zu einem erhöhten Artensterben in den Meeren kommen.

Originalpublikation

Burrows, M.T., Schoeman, D.S., Buckley, L.B., Moore, P., Poloczanska, E.S., Brander, K.M., Brown, C., Bruno, J.F., Duarte, C.M., Halpern, B.S., Holding, J., Kappel, C.V., Kiessling, W., O’Connor, M.I., Pandolfi, J.M., Parmesan, C., Schwing, F.B., Sydeman, W.J., and Richardson, A.J., 2011, The Pace of Shifting Climate in Marine and Terrestrial Ecosystems: Science.(3.11.2011)

Die Moskauer Hitzewelle des vergangenen Jahres war mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Folge des Klimawandels – anders als bislang teils angenommen.

Smog über dem Roten Platz in Moskau durch die Waldbrände 2010 – Foto: Flickr, Timon91

Statt auf natürliche kurzfristige Klimaschwankungen ist der Temperaturrekord in der Region um die russische Hauptstadt auf den langfristigen Trend der Klimaerwärmung zurückzuführen, und zwar mit einer Wahrscheinlichkeit von 80 Prozent, wie Analysen von Wissenschaftlern des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) ergaben. Sie entwickelten eine Formel zur Berechnung der Häufigkeit von Klimaextremen. Ihre Ergebnisse werden diese Woche in der renommierten Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

Mehr Hitzewellen: Extreme sind Folge des Klimawandels

„In vielen Ländern sind in den letzten Jahren nie dagewesene Wetterextreme zu beobachten, zugleich steigt die weltweite Mitteltemperatur seit Jahrzehnten steil an“, sagt Hauptautor Stefan Rahmstorf. „Wir haben untersucht, wie das zusammenhängt.“ Die Forscher machen in Zahlen fassbar, wieviele zusätzliche Wetterrekorde durch die Klimaerwärmung verursacht werden. Auch ohne Klimaerwärmung kann es durch natürliche Schwankungen zu neuen Rekorden kommen, aber deutlich seltener. Zunächst wenden die Forscher ihre Analysemethode auf Hitzerekorde an, zukünftig sollen auch andere Arten von Extremen untersucht werden. „Was die Temperaturen betrifft, so konnten wir zeigen, dass der Klimawandel unter dem Strich zu deutlich mehr Extremen führt“, so Rahmstorf. „Für die Menschen sind diese oft schädlich.“

“Für die Menschen oft schädlich”

So hat der vielfach als Jahrhundertsommer bezeichnete Sommer 2003 in Europa Tausende von Toten gefordert. Die Rekordhitze 2010 mit Schwerpunkt im westlichen Russland hat europaweit den extrem heißen Sommer 2003 sogar noch übertroffen – und führte zu Missernten beim Weizen, für den zwischenzeitlich in Russland ein Exportverbot erlassen wurde. Außerdem plagten zahlreiche Großbrände das Land.

Die Anzahl der Hitzerekorde wird um so größer, je steiler der klimatische Erwärmungstrend ist –  starke Temperaturschwankungen von Jahr zu Jahr verringern dagegen die Zahl der Rekorde. Auf den ersten Blick wirkt dies widersprüchlich, denn für das Einzelereignis ist es natürlich die starke Schwankung, die den Rekord ausmacht. In der Summe aber führen heftige Schwankungen dazu, dass die einmal erreichten Spitzenwerte nicht so rasch wieder übertroffen werden. Aus dem Verhältnis von Erwärmungstrend zu Schwankungen lässt sich die erwartete Häufigkeit neuer Rekorde berechnen. Beobachtungsdaten stützen diese Berechnungen und werden durch die theoretische Erkenntnis erklärbar.

Kälte-Extreme nur wenig verringert

Extreme Kälte lässt die Menschen genauso leiden wie extreme Hitze. „Unsere Analyse zeigt aber leider, dass die Zunahme der Hitze-Extreme bei weitem nicht ausgeglichen wird durch eine Abnahme der Kälte-Extreme“, so der Co-Autor Dim Coumou. Diese Abnahme ist nämlich gering. „Insgesamt ist die Häufigkeit von monatlichen Temperaturrekorden schon um ein Mehrfaches angestiegen.“

Originalpublikation:
Rahmstorf, S., Coumou, D. (2011): Increase of extreme events in a warming world. Proceedings of the National Academy of Sciences (early edition), [doi:10.1073/pnas.1101766108]

Lachgas (N2O) ist ein schädliches Klimagas. Es wirkt als Treibhausgas 300-mal stärker als Kohlendioxid und zerstört die Ozonschicht.

Überdüngung bringt Probleme – Foto: Bernd Boscolo / Pixelio

In der industriellen Landwirtschaft entsteht es auf überdüngten Feldern, wenn Mikroorganismen Nitrat-Dünger zersetzen. Der Abbau von Lachgas läuft oft unvollständig ab und hängt stark von den Umweltbedingungen ab. Forscher aus Freiburg, Konstanz und Karlsruhe KIT haben nun die Struktur und den Mechanismus des Lachgas-abbauenden Enzyms aufgeklärt und in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht (AOP; DOI:10.1038/nature10332).

In der aktuellen Studie konnte gezeigt werden, dass das Enzym N20-Reduktase aktive Zentren besitzt, welche aus vier Kupferatomen und zwei Schwefelatomen gebildet wird. „Die überraschende Erkenntnis war, dass die Mikrobiologen weltweit bislang von der falschen Struktur ausgegangen waren“, erklärt Professor Oliver Einsle, Gruppenleiter am Institut für Organische Chemie und Biochemie der Universität Freiburg. Bislang war man von nur einem Schwefelatom ausgegangen und konnte den Mechanismus des Lachgasabbaus nicht vollkommen aufklären. Die neuen Daten erlauben es, den Reaktionsablauf des Enzyms besser zu modellieren. Kommenden Untersuchungen sollen weitere Details liefern und helfen zu verstehen, welchen Einfluss die Umweltbedingungen auf den Prozess haben.

„Entscheidend war es, dass wir bei allen Untersuchungsschritten unter Ausschluss von Luftsauerstoff arbeiten konnten“, betont Walter G. Zumft, Professor im Ruhestand am Karlsruher Institut für Technologie. Bei Kontakt mit Sauerstoff reagieren Teile des Enzyms und es verändert seine Struktur. Zusammen mit Dr. Anja Pomowski von der Universität Freiburg wurden unter einer sauerstofffreien Schutzatmosphäre die Bakterien kultiviert, die Enzyme in großem Maßstab isoliert sowie kristallisiert und anschließend eine Strukturanalyse mit Röntgenstrahlen vorgenommen. Das vierköpfige Autorenteam wurde von Professor Peter Kroneck von der Universität Konstanz ergänzt.

„Die aktuelle Studie liefert uns einen interessanten komplementären Blick auf den Stickstoffkreislauf“, sagt Dr. Ralf Kiese vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT. Die Lachgas- und Stickstoffproduktion auf Äckern, Weiden und in Wäldern hängt von vielen, oft gegenläufigen Effekten ab. So hat eine KIT-Studie im vergangenen Jahr gezeigt, dass unter bestimmten Bedingungen mehr Viehwirtschaft zu weniger Lachgas führen kann (doi:10.1038/nature08931). Genauere Erkenntnisse über die mikrobiellen Vorgänge und ihre Abhängigkeit von den Umweltbedingungen könnten helfen, den Beitrag des Lachgases fürs Klima besser zu modellieren. Langfristig wäre es sogar denkbar, das Wissen zu nutzen, um zu vermeiden, dass Lachgas in die Atmosphäre entweicht; etwa durch Zusatzstoffe in Düngern, die die Funktionsfähigkeit der N20-Reduktase erhalten, oder durch optimierte Prozesse in Klärwerken.

KIT- Presseartikel „Treibhausgase aus Waldböden“ (Reaktiver Stickstoff verursacht in den Wäldern Europas erheblich höhere klimaschädliche Lachgas-Emissionen als bisher vom Weltklimarat angenommen.)

Artikel „Vieh verringert Lachgas-Emissionen“

Als Folge der Erderwärmung ist der Meeresspiegel in den vergangenen 50 Jahren im Mittel um rund zehn Zentimeter gestiegen.

Wann wird diese Insel verschwunden sein? – Foto: A. Dreher / Pixelio

Nach Einschätzung vieler Klimaforscher dürfte sich der Anstieg in den kommenden Jahrzehnten noch beschleunigen. Wie Wissenschaftler des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) jetzt zeigen konnten, gibt es dabei aber große regionale Unterschiede. Ursache dafür sind Veränderungen in den Meeresströmungen, die vor allem im tropischen Pazifik und im Indischen Ozean zu stark schwankenden Wasserständen führen.

Warum stieg der Meeresspiegel in einigen Regionen des tropischen Indischen Ozeans und Pazifiks in den vergangenen 15 Jahren stark an, während es in den Jahrzehnten zuvor dort sinkende Wasserstände gab? Den Ursachen sind nun Kieler Meeresforscher durch Computersimulationen auf die Spur gekommen. Ihre jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Geophysical Research Letters publizierte Studie zeigt, dass Schwankungen in den Meeresströmungen, verursacht durch die Passatwinde im tropischen Pazifik, eine Schlüsselrolle spielen.

Den Einfluss von Wind und Meeresströmungen bekommt der tropische Pazifik vor allem infolge des El Niño-Phänomens zu spüren. „Das damit verbundene Hin-und Herschwappen des warmen Oberflächenwassers führt dort zu einem fortwährenden Auf und Ab des Meeresspiegels um bis zu 20 cm innerhalb weniger Jahre“, erläutert Dipl. Ozeanographin Franziska Schwarzkopf, Autorin der Studie vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR).

Während diese kurzfristigen Schwankungen durch moderne Satelliten-Messungen sehr gut dokumentiert sind, war über das Muster längerfristiger Veränderungen bislang wenig bekannt: „Unsere mit neuentwickelten Strömungsmodellen vorgenommenen Computersimulationen zeigen, dass die regionalen Wasserstände auch noch über Zeiträume von mehreren Jahrzehnten durch Windänderungen und Meeresströmungen geprägt werden“, erklärt der Leiter der Kieler Ozean-Modellierung und Co-Autor der Studie, Professor Claus Böning. Überraschender Befund der Kieler Forscher: Im Mittel über die letzten 50 Jahre erfuhren einige Bereiche im tropischen Pazifik und Indik dadurch entgegen dem globalen Trend einen fallenden Meeresspiegel.

Die neuen Ergebnisse zum Meeresspiegelanstieg der letzten Jahrzehnte bedeuten eine zusätzliche Herausforderung für die Klimamodellierung: “Ob eine tropische Inselgruppe in den nächsten Jahrzehnten mit einem wesentlich höheren Anstieg als im globalen Durchschnitt rechnen muss oder ob der Meeresspiegel dort vorübergehend sogar fallen könnte, hängt entscheidend von der Entwicklung der Windsysteme und Meeresströmungen ab”, so Böning. “Künftige Forschungsprogramme werden den regionalen Schwankungen in den Ozeanen eine verstärkte Aufmerksamkeit widmen.”

Originalarbeit
Schwarzkopf, F.U. and C.W. Böning, 2011: Contribution of Pacific wind stress to multi-decadal variations in upper-ocean heat content and sea level in the tropical south Indian Ocean. Geophysical Research Letters, 38, L12602, doi: 10.1029/2011GL047651.

In den nächsten einhundert Jahren bleibt ein Großteil des im arktischen Meeresboden eingelagerten Methans stabil.

Ein Stück Gashydrat aus ca. 800m Wassertiefe – Foto: Dr. Peter Linke, IFM-GEOMAR

Das austretende Klimagas verstärkt jedoch die Ozeanversauerung – besonders in den bodennahen Wasserschichten, die bisher als weniger gefährdet galten. Zu diesen Erkenntnissen kamen Forscher des Kieler Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) in einer fächerübergreifenden Studie.
Bereits seit einigen Jahren warnen Wissenschaftler davor, dass Methanhydrate, die als Eis im Meeresboden lagern, infolge der Erderwärmung „auftauen“. Dadurch gelange das starke Treibhausgas Methan in die Atmosphäre und treibe den Klimawandel weiter an. Forscher vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) in Kiel haben jetzt den Effekt der Meeresströmungen auf die Erwärmung des Meeresbodens in der Arktis quantifiziert und seine Auswirkungen berechnet. In ihrer Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“ geben sie – bedingt – Entwarnung: „Unsere Berechnungen mit verschiedenen Computermodellen zeigen deutlich, dass dem Klima in den nächsten hundert Jahren keine zusätzliche Gefahr durch erhöhte Methanaustritte droht“, fasst der Hauptautor der Studie, Privatdozent Dr. Arne Biastoch, zusammen. „Die Gashydrate lösen sich mit einer zeitlichen Verzögerung auf, so dass eher in zwei- bis dreihundert Jahren mit Folgen zu rechnen ist – ein Zeitraum, über den sich heute wenig Definitives sagen lässt. Diese Langzeitwirkungen sollten wir bei der Diskussion über Klimaänderungen berücksichtigen. Aber wir sollten die Situation nicht dramatisieren.“

Alarm schlagen die Forscher jedoch mit Blick auf „Das andere CO2-Problem“: die Ozeanversauerung. Bisher wurde hauptsächlich betrachtet, dass das Meerwasser Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre aufnimmt. Chemische Reaktionen führen dazu, dass der pH-Wert des Wassers sinkt. Vor allem das kalte Wasser in den nördlichen Breiten, das besonders viel CO2 aufnimmt, wird dadurch schnell korrosiv. Die Folge: Korallen, Muscheln, Schnecken oder Plankton, können ihre Kalkschalen nicht mehr wie bisher aufbauen.

Bereits eine geringe Methanhydrat-Schmelze beschleunigt dieses Phänomen: „Wir gehen davon aus, dass nach hundert Jahren etwa zwölf Prozent des im Meeresboden eingelagerten Methans freigesetzt wird“, so Autor Prof. Dr. Lars Rüpke. „Weiter nehmen wir an, dass rund die Hälfte davon noch am Grund von hoch spezialisierten Mikroorganismen aufgenommen und so wiederum als fester Stoff abgelagert wird.“, ergänzt Autorin Prof. Dr. Tina Treude. „Der Rest des Gases könnte jedoch direkt in die Atmosphäre aufsteigen oder nach mikrobiellem Abbau zu CO2 im Meerwasser den pH-Wert verringern. Dadurch könnte der pH-Wert des Arktischen Ozeans doppelt so schnell sinken als bisher angenommen – und zwar in den unteren Wasserschichten.“

Genau diese Schichten hielten Biologen und Meereschemiker bisher für am wenigsten von der Ozeanversauerung betroffen. „Ältere Studien hatten nur das CO2 im Blick, das aus der Atmosphäre stammt und über die Meeresoberfläche aufgenommen wird. Folglich wurde davon ausgegangen, dass vor allem die oberen Schichten versauern“, so Treude. „Für die Arktis haben wir jetzt nachgewiesen, dass auch die bodennahen Bereiche gefährdet sind.“

Verantwortlich für den Temperaturanstieg am Meeresboden in der Arktis sind insbesondere die Meeresströmungen im Atlantik. Obwohl die Berechnungen der Kieler Wissenschaftler große jahreszeitliche und dekadische Schwankungen zutage führten, zeichnet sich für die Zukunft eine durchschnittliche Erwärmung um 2,5 Grad Celsius pro Jahrhundert ab. Dabei liegen die Temperaturen im flacheren Wasser an den Festlandsockeln eher über und die Kontinentalhänge am Übergang zur Tiefsee eher unter diesem Wert.

In ihrer Studie haben die Kieler Experten erstmals Modellierungen über Vergangenheit und Zukunft mit Berechnungen zur Gashydrat-Stabilitätszone (GHSZ) zusammengeführt, in der unter hohem Druck und niedrigen Temperaturen aus Methangas feste Gashydrate entstehen. Weitere Analysen sollen ihre ersten Eindrücke jetzt präzisieren und untersuchen, welche anderen Gebiete des Weltmeeres von den Erwärmungen des Meeresbodens betroffen sind. Die dafür nötigen Simulationen sind so umfangreich, dass sie nur auf Supercomputern, wie zum Beispiel denen der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, durchgeführt werden können.

Obwohl die warme Jahreszeit gerade erst beginnt, kann die besonders intensive UV-Strahlung im Moment bei empfindlichen Menschen in weniger als einer Stunde zu einem Sonnenbrand führen.

Fehlende Ozonschicht: Kaum ist der Frühling da, wächst die Sonnenbrandgefahr. Foto: Dagmar Struß

Die Strahlung ist zurzeit deutlich stärker als im Frühling üblich. Das belegen jetzt die Ergebnisse spektraler Messungen der ultravioletten Strahlung am Institut für Meteorologie und Klimatologie der Leibniz Universität Hannover. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben in den vergangenen Tagen in Hannover einen UV-Index von bis zu 5 gemessen. Normal für diese Jahreszeit wären Werte um die 4. Das klingt zunächst nicht nach einem dramatisch erhöhten Wert, kann aber bei fehlendem Sonnenschutz schnell zu unangenehmen Überraschungen führen. Das Institut für Meteorologie und Klimatologie an der Fakultät für Mathematik und Physik verfügt über die Technik zur sehr genauen Messung von UV-Strahlung.

Im Hochsommer werden in Norddeutschland UV-Strahlungswerte bis 9 erreicht. Maximalwerte, die auf der Erde auftreten können, liegen bei 23. Ein gewisses Maß an UV-Exposition ist wegen einer ausreichenden Versorgung mit Vitamin D sehr wichtig für die Gesundheit. Trotzdem raten die Experten raten dazu, im Moment besonders vorsichtig zu sein und auf guten Sonnenschutz zu achten, da am Ende des Winters die Haut noch über wenig Eigenschutz verfügt. Anders als vielleicht erwartet, tritt die höchste UV-Strahlung eher bei leichter Bewölkung als bei wolkenlosem Himmel auf.

Die erhöhte UV-Strahlung scheint auf die Zerstörung der Ozonschicht über der Arktis zurückzuführen zu sein. Ozonsondierungsstationen rund um die Arktis und Subarktis haben einen Rückgang der Schicht bis Ende März um etwa 40 Prozent gemessen. Bislang lag der höchste Wert bei 30 Prozent im Laufe eines Winters. In Fachkreisen wurde bereits mit einem verstärkten Rückgang gerechnet, weil der Winter in der Stratosphäre – 15 bis 50 Kilometer über der Erdoberfläche – sehr kalt war. Wenn die Luft so kalt wird, können die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) ihr zerstörerisches Werk in der Stratosphäre beginnen. Dadurch wird die Ozonschicht dünner und kann immer weniger schädliche UV-Strahlung aus dem Sonnenlicht filtern. „In diesem Jahr haben sich die ozonarmen Schichten bis weit nach Süden ausgedehnt“, berichtet Prof. Gunther Seckmeyer, Geschäftsführender Leiter des Instituts für Meteorologie und Klimatologie der Leibniz Universität. Die Ergebnisse der vergangenen Tage in Hannover bestätigen entsprechende Prognosen des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung. Jahreszeitlich bedingt wird die UV-Strahlung in den nächsten Wochen voraussichtlich noch zunehmen.

Infos der Uni Hannover (engl.)

Allgemeine Infos zum UV-Index vom Bundesamt für Strahlenschutz

Info-Broschüre der UN zum UV-Index (pdf, engl.)

Reaktive Stickstoffverbindungen aus Landwirtschaft, Verkehr und Industrie führen zu erhöhten Emissionen des Treibhausgases Lachgas (N2O) aus den Wäldern Europas.

Waldböden emittieren klimaschädliches Lachgas. Ursache sind reaktive Stickstoffverbindungen aus Industrie und Landwirtschaft – Foto: Ingwer Hansen

Die Lachgasemission aus dem Waldboden ist mindestens doppelt so hoch wie der Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) bisher angenommen hatte. Das ist eine der Kernbotschaften des ersten Gutachtens zu Stickstoff in Europa (European Nitrogen Assessment, ENA), das diese Woche im Rahmen der Internationalen Konferenz „Nitrogen and Global Change 2011“ in Edinburgh, Schottland, vorgestellt wird.
Die hauptsächlich vom Menschen verursachten reaktiven Stickstoffverbindungen (z.B. NH3 und NOx) werden nach ihrem Eintrag über die Luft in den Wäldern teilweise zu Lachgas (N2O) umgewandelt. Lachgas gehört nach Kohlendioxid und Methan zu den Hauptverursachern des Treibhauseffekts. Dabei ist ein Kilogramm Lachgas rund 300 Mal treibhauswirksamer als die gleiche Menge Kohlendioxid.

Das nun vorliegende ENA-Gutachten, an dem mehr als 200 Experten aus 21 Ländern aus Wissenschaft und Politik und 89 Organisationen mitgewirkt haben, besagt, dass die Auswirkungen von Einträgen von reaktivem Stickstoff aus der Luft in die Wälder Europas bisher deutlich unterschätzt wurden. Die Studie zeigt, dass etwa 2 bis 6 Prozent des reaktiven Stickstoffs aus der Luft in Lachgas umgewandelt werden, das aus dem Waldboden wieder in die Atmosphäre aufsteigt. Der Weltklimarat (IPCC) war bisher von einer Menge von nur etwa 1 Prozent ausgegangen.

Bezogen auf eine Waldfläche von 188 Mio. Hektar hat sich der Eintrag reaktiven Stickstoffs im Vergleich zum Jahr 1860 im Jahr 2000 um 1,5 Mio. Tonnen erhöht. Dies bedeutet eine Steigerung von etwa 8 Kilogramm reaktiven Stickstoff pro Hektar Wald.

Die Ursache für den gestiegenen atmosphärischen Eintrag von reaktivem Stickstoff sind zum einen die landwirtschaftliche Düngung und damit verbundene Ammoniak-Emmissionen, zum anderen die Stickoxid-Emissionen durch Verbrennung fossiler Energieträger, aber auch die Biomasseverbrennung.

Die Konsequenzen der chronisch erhöhten Einträge von reaktivem Stickstoff in Wälder sind neben den klimaschädlichen Lachgasemissionen aus den Waldböden unter anderem auch eine Veränderung der Artenvielfalt bei Pflanzen und Tieren und erhöhte Nitratausträge ins Wasser.

Bei der Vorstellung dieses Teils des ENA-Gutachtens in Edinburgh betonte Professor Klaus Butterbach-Bahl: “Der atmosphärische Eintrag von reaktivem Stickstoff ist bei weitem zu hoch. Unsere Analyse zeigt, dass gravierende Reduktionen – besonders der Ammoniakemissionen aus der Landwirtschaft – erforderlich sind, um die Lachgasemissionen aus Waldböden zu reduzieren.”

Klaus Butterbach-Bahl ist Professor am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Er leitet den Bereich „Atmosphärische Umweltforschung“ des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung (IMK-IFU) und ist Leitautor des ENA-Kapitels Nr. 19 zu reaktivem Stickstoff als Gefahr für die EU-Treibhausbilanz („Nitrogen as a threat to the European greenhouse balance“).

Die ENA Studie ist das erste Gutachten, das die vielfältigen Gefahren durch zu hohe Stickstoffeinträge mit ihren ökologischen und ökonomischen Auswirkungen im gesamteuropäischen Kontext beschreibt, vor allem den Beitrag zum Klimawandel und zum Rückgang der Artenvielfalt. Die ENA Studie beschreibt zudem, welche Regionen in Europa besonders gefährdet sind und durch welche Maßnahmen die Risiken verringert werden können, um die Umwelt und die Gesundheit der Bevölkerung zu schützen.

Das ENA-Gutachten wurde für die UN-Kommission für Luftreinhaltung (‘Air Convention’ of the United Nations Economic Commission for Europe) erstellt und durch die Europäische Kommission und die Europäische Wissenschaftsstiftung finanziert.

Zeitgleich mit der Vorstellung des ENA-Gutachtens publizierte die Zeitschrift Nature am 11. April einen Kommentar des leitenden Editors Dr. Mark Sutton vom Centre for Ecology & Hydrology, Grossbritannien. Dieser Kommentar zeigt auf, warum die Verminderung von Stickstoffemissionen eines der zentralen Umweltherausforderungen des einundzwanzigsten Jahrhunderts ist. Dr. Sutton betont: „Dies ist ein herausragendes Ergebnis. Es zeigt, dass Stickstoffemissionen durch die Industrie und die Landwirtschaft in die Atmosphäre wesentlich größere Auswirkungen auf Lachgasemissionen aus Böden haben als bisher angenommen. Dieses Ergebnis liefert zusätzliche Argumente für die Rückführung der Emissionen von Stickstoffoxiden und Ammoniak, was entsprechend positive Auswirkungen für Klima, Luftqualität und Biodiversität hätte.” (Nature 472, Seiten 159-161, 14. April, 2011)