Biosphäre und regionalerKlimawandel

Valeri Goldberg und Barbara Köstner

Atmosphäre Biosphäre

Menschlicher EinflussVielfältige menschliche Eingriffe in dienatürliche Biosphäre wie Land- undForstwirtschaft, Brandrodung, Urbani-sierung, Be- und Entwässerung,Bergbau und Immission führen zuunterschiedlicher Landnutzung.

Landnutzung

Menschlicher EinflussDurch Verbrennung von Kohle, Öl und Gassowie Massentierhaltung und Düngung werdensogenannte Treibhausgase (v.a. Kohlendioxid,Methan und Lachgas) in die Atmosphäreemittiert. Dies führt zu einer Verstärkung des

natürlichen Treibhauseffektes der Erde.

Globale Klimaänderung

Natürlicher EinflussVulkanausbrüche (kurzfristig) und Schwankungender Sonnenaktivität (kurz- und langfristig) sindnatürliche Ursachen einer Klimaänderung imZeitmaßstab von Jahrzehnten und Jahrhunderten.

Natürlicher EinflussDie Biosphäre wird natürlicherweise z.B.durch Wald- und Steppenbrände, Sturm,Dürre und Überschwemmung verändert.

Regionaler Klimawandel LandnutzungsänderungRückkopplungen

� mehr Winterstürme� häufigere Hitze- und Dürreperioden im Sommer� häufigere Starkniederschläge� Abnahme der Schneemengen� Reduzierung der Frostperioden

� Arten-, Sortenwahl� Wasserversorgung� Gentechnik� Kohlenstoffspeicher

Mögliche Folgen für Mitteleuropa Gegenmaßnahmen Anpassungsstrategien

Auf der regionalen Ebene wird der globale Klimatrend durch Topographie und Landnutzung überprägt So zeigensich räumliche Unterschied z.B. in der Temperatur (Abb. links), Niederschlag (Abb. Mitte) und der klimatischenWasserbilanz z.T. deutlich stärker.

Eingriffe des Menschen in denEnergie- und Stoffhaushaltführen zu z.T. dramatischenLandnutzungsänderungen, diewiederum auf das regionaleKlima rückwirken. Diese sichteilweise verstärkenden Rück-koppelungen führen u.a. zuirreversiblen Änderungen imregionalen Wasserhaushalt,wie z.B. im Gebiet des

Aralsees.

In den letzten 160 Jahren ist es unter Schwankungen global um ca. 0,8 °C wärmer geworden (linke Abbildung).Bei gleichbleibendem Kohlendioxid-Ausstoß werden bis zum Jahr 2100 deutlich größere Erwärmungsratenerwartet. In Mitteleuropa wird die Mitteltemperatur wahrscheinlich um 2-4 °C ansteigen (rechte Abbildung)

Räumliche Verteilung der Temperatur (°C) in Thüringen (links) , und des korrigierten Niederschlags (mm) sowie der klimatischen Wasserbilanz in Sachsen in den Normalperioden 1971-2000 und 2071-2000. Ergebnisse des statistischen Modells WETTREG2010 (rekis.org)

Landnutzungs-

verteilung im

Oberen ElbtalQuelle:Satellitenbildatlas

DeutschlandWeltbild Verlag,

1996

Klima und

Vegetationsverteilung

Europas(aus: Atlas der Erdkunde, Haack, Gotha, 1978)

Wechselwirkung

Mit zunehmender Temperaturund Trockenheit steigt dieWaldbrandgefahr. Bereitsheute werden imMittelmeerraum großeWaldflächen durch Brandvernichtet. Naturnahe offeneBestände von Stein- undKorkeichen können Feuerrelativ gut überstehen. Sie sindjedoch zunehmend vonanhaltender Dürre bedroht.

Mit häufigeren Ertragseinbußenin der Landwirtschaft ist zurechnen. Im trockenen Sommer2003 erreichten dieErnteausfälle bis zu 80%. DieVerluste beim Getreide werdenbundesweit auf eine MilliardeEuro beziffert (Quelle:Deutscher Bauernverband)

Um der fortschreitenden Er-wärmung rechtzeitig zubegegnen, werden bereitsheute südländische Sortenvon Obst- und Weinbauerngetestet. (Quelle: BR)

Spezielle Züchtungen und gentechnisch veränderte Pflanzen, die an Trockenheit angepasst sind, werden gefragt sein. In den USA angebaute Pappel-Hybriden wachsen auch unter sehr trockenen Bedingungen.

Wälder speichern Kohlen-dioxid und wirken somit demTreibhauseffekt entgegen.Diese Kohlenstoffsenkenmüssen daher erhalten undgefördert werden.

Um Hitzeschäden und Ertrags-einbußen zu vermeiden, werden besonders bei Obst und Gemüse Bewässerungssysteme eingesetzt werden müssen.

Sturmschäden TharandterWald nach dem Orkan„Kyrill“ im Januar 2007(Foto: privat)

Hochwasser (Juni 2013) und Niedrigwasser (August 2015) der Elbe bei Dresden(Beide Bilder: eigene Fotos)

Typisch für die Landnutzung Mitteleuropas ist der rasche Wechsel zwischen land- bzw.forstwirtschaftlicher Nutzung und Siedlungsflächen. Die linke Abb. zeigt die Landnutzung im OberenElbtal bei Dresden. Gut erkennbar sind die größeren Waldgebiete des Tharandter Waldes(Südwesten) und der Dresdner Heide (Nordosten). Die rechte Abb. zeigt als Vergleich zur Karte dernatürlichen Vegetationsverteilung den prozentualen Anteil landwirtschaftlicher Nutzflächen in Europa.

AralseeFoto: GEO – Die Erde von obenGruner & Jahr Hamburg 2002

Daten: Hadley Centre

NOAA/CMIP5

Technische Universität Dresden, Institut für Hydrologie und Meteorologie, Professur für Meteorologie

Pienner Str. 23, D-01737 Tharandt, www.tu-dresden.de/meteorologie, e-mail: valeri.goldberg@tu-dresden.de