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Vegetation bremst Klimaerwärmung

Bei steigenden Temperaturen bilden Pflanzen mehr Gase, die zur Wolkenbildung und so zur Kühlung beitragen. Auf diese Weise bremst die Vegetation die Klimaerwärmung.




Abbildung 1:Die Forscher werteten für die Studie Daten von elf verschiedenen Standorten in Europa, Sibirien, Nordamerika und Südafrika aus. Dazu zählte auch die Forschungsstation des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) in Melpitz, die 40 Kilometer nordöstlich von Leipzig an einer für das ostdeutsche Tiefland repräsentativen Stelle liegt und Teil des globalen Erdbeobachtungssystem der Weltmeteorologieorganisation WMO ist. [Foto: Gerald Spindler/TROPOS]
TROPOS Melpitz

Abbildung 2: Der Studie zufolge könnten die Temperaturen in ländlichen, bewaldeten Regionen bis zu 30 Prozent geringer ansteigen. Dazu zählen auch die Wälder Finnlands. Im Foto die Forschungsstation Hyytiälä der Universität Helsinki im Süden Finnlands. [Foto: Juho Aalto/Universität Helsinki]
Forschungsstation Hyytiälä

Dies berichtet ein internationales Forscherteam in der Online-Ausgabe des Fachjournals Nature Geoscience [siehe unten].

Der Studie zufolge könnten die Temperaturen in ländlichen, bewaldeten Regionen bis zu 30 Prozent geringer ansteigen als in vegetationsarmen Regionen.

Weltweit wird der neuen Untersuchung zufolge die Klimaerwärmung durch diesen Effekt jedoch lediglich um etwa ein Prozent abgemildert.

Das Bindeglied sind dabei natürliche Aerosol-Partikel, die sich aus den von Pflanzen gebildeten Gasen bilden.

In ihrer Untersuchung konnten die Forscher jetzt erstmals über mehrere Kontinente hinweg zeigen, dass diese Partikel bei steigenden Temperaturen zunehmen. Die Forscher werteten Daten von elf verschiedenen Standorten in Europa, Sibirien, Nordamerika und Südafrika aus. Dazu zählte auch die Forschungsstation des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) in Melpitz, die 40 Kilometer nordöstlich von Leipzig an einer für das ostdeutsche Tiefland repräsentativen Stelle liegt und Teil des globalen Erdbeobachtungssystem der Weltmeteorologieorganisation WMO ist.

Aerosolpartikel, also Teilchen kleiner als ein Mikrometer in der Atmosphäre, können von natürlichen Quellen stammen oder vom Menschen verursacht sein. Sie haben auf zwei Wegen Einfluss auf die Strahlungsbilanz und damit auf das Klima der Erde: Zum einen reflektieren sie trotz ihrer geringen Größe selbst Sonnenlicht. Zum anderen bilden sie aber Keime, auf die Wasser kondensieren kann. So entstehen letztlich Wolkentropfen. Bei den Effekten des so genannten biogenen Aerosols, das von Pflanzen stammt, gibt es jedoch noch viele offene Fragen. Die neue Studie ist daher nur ein Mosaikstein in den komplexen Zusammenhängen zwischen vielen Faktoren, die sich auf den Klimawandel auswirken. Im Gegensatz zu den winzigen Feinstaubpartikeln, die nur mit speziellen Messgeräten, wie sie beispielsweise am Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) in Leipzig entwickelt worden sind, erfasst werden können, sind die in der Studie beschrieben Gase mit den menschlichen Sinnen wahrnehmbar: "Jeder kennt den Duft des Waldes, der aus diesen Gasen besteht", sagt Dr. Ari Asmi von der Universität Helsinki, der an der Studie beteiligt war. Besonders stark zu riechen sind diese Terpene im Sommer in Nadelwäldern. Dann sondern die Bäume mehr von diesen Kohlenstoffwasserstoffverbindungen ab als bei niedrigeren Temperaturen.

Neben den Konzentrationen von Aerosolpartikeln in der Atmosphäre wurden die Konzentrationen von pflanzlichen Gasen und die Temperatur gemessen sowie die Höhe der Grenzschicht bestimmt, die sich als Schlüssel erwies. Die Grenzschicht ist die Luftschicht in Bodennähe, in der sich Gase und Teilchen stark mischen. Die Höhe dieser Schicht ändert sich mit dem Wetter. "Einer der Gründe, dass dieses Phänomen nicht früher entdeckt wurde, ist, dass die Höhe der Grenzschicht sehr schwer zu schätzen ist. Erst vor kurzem wurden die Verfahren dafür so verbessert, das diese Schätzungen nun ausreichend genug an der Realität sind", erläutert Dr. Pauli Paasonen, der an der Universität Helsinki die Idee zu der Studie hatte und inzwischen am International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) in Österreich forscht.

Die neuen Ergebnisse zeigen, dass die Aerosolpartikel biologischen Ursprungs die Temperaturänderungen über den Kontinenten dämpfen. Bei stärker verschmutzten Standorten überwiegen dagegen Partikel aus vom Menschen verursachten Quellen - zumindest für die meisten Teile des Jahres, an denen die anthropogenen Kühlwirkung größer war als die natürliche. Die neuen Erkenntnisse sind daher besonders für waldreiche Regionen wie Sibirien oder Kanada von Bedeutung. "Eine Schlussfolgerung der Studie ist, dass die Wechselwirkungen zwischen Biosphäre und Atmosphäre entscheidend sind für die Klimaeffekte des Aerosols. Außerdem wirken sie sich auch auf die Luftqualität aus", fasst Prof. Alfred Wiedensohler vom TROPOS zusammen. Die Forscher betonen, dass ohne umfassende Langzeitbeobachtungen diese komplexen Prozesse nicht zu erfassen sind. Bei den Abschätzungen des vom Menschen verursachten Klimawandels und den Veränderungen der Luftqualität sei daher auch die Reaktion der Biosphäre mit zu berücksichtigen.

Die Untersuchungen wurden gefördert vom Europäischen Forschungsrat ERC (ATMNUCLE), der Akademie Finnland, der Europäischen Kommission (EUCAARI, EUSAAR, ACTRIS, PEGASOS), der Maj-und-Tor-Nessling-Stiftung und der Otto-A.-Malm-Stiftung.

Das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Ihr gehören zurzeit 87 Forschungsinstitute und wissenschaftliche Infrastruktureinrichtungen für die Forschung sowie zwei assoziierte Mitglieder an. Die Ausrichtung der Leibniz-Institute reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts, Sozial- und Raumwissenschaften bis hin zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute bearbeiten gesamtgesellschaftlich relevante Fragestellungen strategisch und themenorientiert. Dabei bedienen sie sich verschiedener Forschungstypen wie Grundlagen-, Groß- und anwendungsorientierter Forschung. Sie legen neben der Forschung großen Wert auf wissenschaftliche Dienstleistungen sowie Wissenstransfer in Richtung Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Sie pflegen intensive Kooperationen mit Hochschulen, Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Das externe Begutachtungsverfahren der Leibniz-Gemeinschaft setzt Maßstäbe. Jedes Leibniz-Institut hat eine Aufgabe von gesamtstaatlicher Bedeutung. Bund und Länder fördern die Institute der Leibniz-Gemeinschaft daher gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen etwa 16800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon sind ca. 7800 Wissenschaftler, davon wiederum 3300 Nachwuchswissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,4 Mrd. Euro, die Drittmittel betragen etwa 330 Mio. Euro pro Jahr.

[Katherine Leitzell / Tilo Arnhold]


Zusatzinformationen:

Pauli Paasonen et al.:
Warming-induced increase in aerosol number concentration likely to moderate climate change.
In: Nature Geoscience; online veröffentlicht am 28. April 2013, DOI 10.1038/NGEO1800

M. Kulmala et al.:
General overview: European Integrated project on Aerosol Cloud Climate and Air Quality interactions (EUCAARI) - integrating aerosol research from nano to global scale.
In: Atmospheric Chemistry and Physics; 11, 13061-13143, 2011, DOI 10.5194/acp-11-13061-2011

Quelle: Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V., TROPOS, Leipzig

 


Aktualisiert am 29.04.2013.



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