Globale Überwachung des Kohlenstoffkreislaufs jetzt auch in Mooren
Für Prognosen zu künftigen Klimaveränderungen sind Modelle nötig, die eine präzise Simulation der Wechselwirkungen zwischen dem globalen Klimasystem und den Vorgängen auf der Erde ermöglichen. Wie zuverlässig solche Prognosen sind, hängt von den evidenzbasierten Darstellungen der zugrunde liegenden Prozesse ab. Modelle des Kohlenstoffkreislaufs dienen zur Darstellung der wichtigsten Kohlenstoffspeicher und -ströme. In gegenwärtigen Modellen der globalen Vegetation, die zur Abschätzung von Kohlenstoffströmen herangezogen werden, sind Moore häufig nicht berücksichtigt. Die Folge ist eine Wissenslücke über einen der größten terrestrischen Kohlenstoffspeicher der Welt sowie den damit verbundenen Gasaustausch mit der Atmosphäre. Das EU-finanzierte Projekt PEATmod hat mithilfe modernster Prozessmodellierung eine Methodik entwickelt, um die Wissenslücken zu beurteilen, die geschlossen werden müssen, bevor eine Einbeziehung von Mooren in globale Vegetationsmodelle möglich wäre. Aus den Ergebnissen ging hervor, dass Moore für eine einheitliche Modellierung zu große Unterschiede untereinander aufweisen – so ist für tropische Moore beispielsweise ein völlig anderer Ansatz erforderlich als für nördliche Borealsysteme.
Wissenslücken aufzeigen
Moore sind wesentlich an natürlichen Methanemissionen beteiligt und machen hier etwa 20 % der weltweiten Emissionen aus. Einer der Schlüsselbereiche, der laut der Erkenntnisse von PEATmod angegangen werden muss, ist die präzisere Modellierung von Kohlenstoffkreisläufen. Nur dann wird ein umfassenderes Verständnis davon möglich sein, welche Rolle die Temperatur bei den Zersetzungsvorgängen im Boden spielt. Angesichts der Tatsache, dass die Moore einen erheblichen Kohlenstoffspeicher darstellen und diese infolge steigender Temperaturen möglicherweise CO2 freisetzen könnten, ist es unbedingt erforderlich, die Modellierung in diesem Aspekt zu verbessern. „Wie Moore auf Klimaveränderungen reagieren, hängt von ihrer geografischen Lage und den gegenwärtig vorherrschenden Klimabedingungen ab. PEATmod verfolgte insbesondere das Ziel, die Hauptdeterminanten von Methanemissionen zu bestimmen, wie zum Beispiel die Temperatur oder hydrologische Faktoren. Das ist vor allem in Hinsicht auf die Tropen von besonderer Relevanz. Außerdem haben wir uns der Frage gewidmet, wie sich das Auftauen der Permafrostböden auf die nördlichen Moore auswirken wird“, erklärt die Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiatin Anne Quillet. Um die größten Datenlücken aufzuzeigen, wurde ein konzeptionelles Modell auf der Grundlage von Gutachten international tätiger Wissenschaftler/innen entwickelt. Im Vordergrund stand dabei das Ziel einer gemeinschaftlichen Methodik, um diese Lücken zu schließen. Die größten Datenlücken wurden im Hinblick auf das Verständnis hydrologischer Veränderungen erkannt. In Dürreperioden können erhebliche Kohlenstoffmengen freigesetzt werden, da durch austrocknende Moore CO2 in die Atmosphäre entweicht. Flusshochwasser wie zuletzt am Amazonas können die Kohlenstoffspeicherung verhindern. Auch jahreszeitlich bedingte Hochwasser führen aufgrund der hohen Temperaturen in tropischen Systemen zu höheren Methanemissionen. Ähnliche Wirkungen treten zwar auch in höheren Breitengraden auf, sind in borealen Mooren jedoch weniger relevant, da dort die hydrologischen Schwankungen weniger ausgeprägt, Hochwasser unregelmäßiger und weniger verheerend und die Temperaturen niedriger sind.
Einbeziehung des Moormodells
Die Arbeit von PEATmod unterstützt die Weiterentwicklung und Umsetzung bisheriger Ansätze zur Einschätzung der Kohlenstoffspeicherung und -freisetzung, zu der jedes Land im Rahmen des Kyoto-Protokolls verpflichtet ist. Derzeit bewertet die Forschungsleiterin gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen, wie sich die Einbeziehung eines neuen Moormodells auf globale Modellsimulationen auswirken wird. Als kritischen ersten Schritt sehen die Forschenden die Einführung eines Moduls für tropische Moore. „Durch die Bestimmung der Hauptdeterminanten können wir die Entwicklung neuartiger globaler Vegetationsmodelle voranbringen, anhand derer sowohl die Wechselwirkungen von Kohlenstoffsenken in Mooren mit der Atmosphäre als auch die Klima-Rückkopplungseffekte auf die Moore besser beurteilt werden können“, so Quillet. „Das wird sich auch bei den Klimaschutzstrategien für Feuchtgebiete, Landwirtschaft, Landnutzung und Energiemanagement bemerkbar machen.“ Tatsächlich wurden die Ergebnisse von PEATmod zum Teil bereits von anderen Modellierungsgruppen herangezogen. Methodik, Ansatz und Ergebnisse des Projekts werden demnächst in frei zugänglichen wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht werden.
Schlüsselbegriffe
PEATmod, Kohlenstoffkreislauf, Moor, Vegetation, Klimawandel, Emissionen, Methan, CO2, Tropen, Permafrost, Modelle, Temperatur
