Klimawandel in Nordost
Was Jahresringe übers Klima verraten
Die Luftaufnahme entstand im August 2018 in Mecklenburg-Vorpommern im Rahmen einer Befliegung zur Untersuchung des Wasser- und Treibhausgas-Austausches zwischen Boden und Atmosphäre. Sie zeigt den Polder Zarnekow, der durch Renaturierungsmaßnahmen zur Wiedervernässung ehemals trockengelegter Moore vor 15 Jahren entstand. Einst ein Meter tief und mehrere hundert Meter breit, trocknete der See aufgrund der großen Hitze und Trockenheit im Sommer 2018 nahezu aus. Bild: Mathias Zöllner / GFZ
Vielen Bäumen wird es in Berlin zu warm. Die Wasserpegel der Seen in der Region sinken. Nach dem Dürre-Sommer geht es nun um die Frage: Was kommt in Zukunft auf den Nordosten zu?
Deutschland im Sommer 2018. Wiesen und Bäume sind braun, wochenlang regnet es kaum. Besonders betroffen ist der Nordosten Deutschlands. Hier klagen Bauern über hohe Ernteausfälle. Der Wasserpegel der Elbe sinkt bei Magdeburg auf ein historisches Tief von 46 Zentimetern. Die Binnenschiffer können nur mit eingeschränkter Ladung fahren. In Brandenburg gibt es Waldbrände, die man bis nach Berlin hinein riechen kann – und allerorten stellen sich die Menschen die Frage, ob diese Extrem-Ereignisse in Zukunft zum Normalzustand werden.
Prof. Dr. Braesicke hat im September 2018 die wissenschaftlicher Koordination des Forschungsverbundes REKLIM von Prof. Dr. Peter Lemke (AWI) übernommen. Bild: Elisabeth Gantz / GFZ
In der Helmholtz-Klima-Initiative "Regionale Klimaänderungen" (REKLIM)" stellen sich Forscher genau die Frage, wie sich extreme Ereignisse in den Kontext des Klimawandels einordnen lassen. Am 25. September trafen sie sich auf dem Telegrafenberg zur 8. Regionalkonferenz, um mit Politik und Verwaltung über die Herausforderungen der globalen Erwärmung im Nordosten zu diskutieren. "Durch solche regionalen Wetterextreme wird das Bewusstsein für die möglichen Folgen des Klimawandels geschärft", sagt Peter Braesicke vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). "Wir wollen aufklären, indem wir das Wissen unserer Forscher zusammentragen, so dass diejenigen, die in der Region mit den Problemen umgehen, gut vorbereitet sind", erklärt Braesicke, der im September 2018 die wissenschaftliche Koordination des Forschungsverbundes REKLIM übernommen hat.
Durch seine Forschung will der Verbund ein besseres Verständnis der regionalen Klimaveränderungen ermöglichen. So haben etwa Experten des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) in Potsdam untersucht, wie sich steigende Temperaturen auf Bäume in der Stadt auswirken. Schon länger ist bekannt, dass es in Metropolen wie Berlin sogenannte Wärmeinseln gibt. In der Stadt ist es in der Regel wärmer als außerhalb. Misst man zur gleichen Zeit die Temperaturen an bestimmten Stellen der Hauptstadt und im Umland, kann der Unterschied bis zu 14 Grad Celsius betragen. Je mehr Menschen und Maschinen sich in einem Bezirk aufhalten, desto mehr Wärme geben sie ab. Beton und Asphalt speichern Wärme und geben diese nachts wieder ab. Dort, wo es viel Grün gibt, ist es dagegen kühler. In dicht bebauten Gebieten verhindern hohe Gebäude, dass der Wind warme Luft aus den Straßenschluchten abtransportiert.
"In Zeiten des prognostizierten Klimawandels wird der Wärmeinsel-Effekt bis 2100 in Berlin immer mehr negative Auswirkungen auf die Vegetation zeigen", sagt Ingo Heinrich vom GFZ. In Kooperation mit Christoph Schneider (Geographie, HU Berlin) und Burkhard Neuwirth (DeLaWi-Jahrringanalytik, Windeck) wurden Proben von Laubbäumen in der Innenstadt Berlins und in den Randbezirken genommen. Die Wissenschaftler analysierten die Jahresringe, die Auskunft über das Wachstum verschiedener Baumarten geben und verglichen sie mit den Klimadaten der vergangenen 60 Jahre. Dabei fanden sie heraus, dass die Innenstadt-Bäume tatsächlich stärker reagieren. "Sie zeigen eindeutige Dürre-Signale", sagt Heinrich. "Manche Baumarten wie Buche, Eiche und Esche werden sich in Berlin bei weiter steigenden Temperaturen und gleichzeitig abnehmenden Niederschlägen im Sommer nicht mehr halten können." Es gibt aber auch Stadtbäume, die weniger sensibel auf die Effekte der Wärmeinsel reagieren – darunter Winterlinde und Platane. Bäume sind für das Stadtklima enorm wichtig. Sie filtern nicht nur heiße, staubige Stadtluft, sondern sorgen durch Verdunstung auch für Abkühlung.
Die Wissenschaftler haben sich aber nicht nur den Bäumen gewidmet. Forscher des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) Potsdam haben beispielsweise untersucht, wie sich die Wasserstände der Seen in Brandenburg verändert haben. "Wir beobachten heute einen Rückgang der Seespiegel, der häufig mit dem Klimawandel in Verbindung gebracht wird", sagt Achim Brauer, Geologe am GFZ. Er und sein Team haben sich vier Seen in Nordostdeutschland genauer angeschaut.
Dafür analysierten sie historische Daten, aber auch Sedimente am Grund der Seen. Ähnlich wie an Jahresringen von Bäumen können sie daraus Informationen über die Geschichte des Sees ablesen. Im Mittelalter muss der Wasserstand demnach deutlich höher gewesen sein. Einerseits könne das am Klima gelegen haben, das zu Beginn der kleinen Eiszeit feuchter war, berichtet Brauer. Es könnte aber auch eine andere Erklärung geben. Gleichzeitig sei die Landschaft damals nämlich auch voll von Mühlen gewesen, mit denen der Mensch Wasser staute, um die Kraft daraus als Energiequelle zu nutzen. Auch die Vegetation kann Einfluss auf den Pegel haben. Wachsen in der Umgebung zum Beispiel Pflanzen wie Raps oder Mais, die viel Wasser verbrauchen, wird weniger Grundwasser gebildet, das dem See dann fehlt.
Prof. Dr. Achim Brauer im Gespräch. Bild: Elisabeth Gantz / GFZ
Noch weiter zurück in die Vergangenheit schauen konnten die Wissenschaftler, als im Giesenschlagsee in Brandenburg 10 000 Jahre alte Baumstümpfe gefunden wurden. Ihre Analyse zeigte den Wissenschaftlern: Der See muss damals vier bis fünf Meter niedriger gewesen sein. Schon bevor der Mensch Einfluss nehmen konnte, hat es also immer wieder Schwankungen gegeben, die zeigen, wie empfindlich unsere Seen auf äußere Einflüsse wie Klima und Vegetation reagieren. "Wenn wir zurück in die Zeit schauen, können wir sehen, dass Seespiegel das Potenzial haben, noch deutlich stärker zu sinken als sie es jetzt gerade tun", sagt Brauer. Bei fortschreitender Klimaerwärmung könnten also noch deutlich stärkere Veränderungen eintreten, als wir sie derzeit beobachten.
Neben Experten des Helmholtz-Forschungsverbundes berichteten auch andere lokale Akteure aus der Praxis darüber, welche Herausforderungen durch den Klimawandel auf die Region zukommen. Ein großes Thema war die regionale Anpassung an zukünftige Extremwetterereignisse. So erfuhren die Teilnehmenden der Konferenz, dass in den historischen Gärten in Berlin und Brandenburg schon jetzt durch mildere Temperaturen wesentlich mehr Bäume von Schädlingen befallen sind. Und die Berliner Wasserbetriebe wollen die Hauptstadt stärker gegen Starkregenfälle wie im Jahr 2017 rüsten.
Zum Ausklang der 8. Regionalkonferenz konnten die Konferenzbesucher die Premieren von sieben Kurzfilmen sehen, die Studierende zum Thema "Globale Erwärmung" entwickelt haben. Die Kooperation zwischen der DEKRA Hochschule für Medien, Berlin, und dem Forschungsverbund REKLIM besteht bereits seit 2013, um auch mit der jungen Generation über den Klimawandel ins Gespräch zu kommen.
Helmholtz-Klimainitiative REKLIM
Die Helmholtz-Klimainitiative REKLIM (Regionale Klimaänderungen) ist ein Verbund von neun Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft. REKLIM nutzt die in der Helmholtz-Gemeinschaft gebündelte Kompetenz für regionale Beobachtungs- und Prozessstudien in Kombination mit Modellsimulationen zur Verbesserung von regionalen und globalen Klimamodellen, die eine solide Basis für klimabezogene Entscheidungshilfen bieten sollen.
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