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Warum Kohlenstoffaufnahme in Ökosystemen schwankt

erstellt von rduechting zuletzt verändert: 18.01.2016 12:36

Die atmosphärische Zirkulation bestimmt die großräumigen Windbewegungen über den Kontinenten und damit die Niederschläge und Temperaturen in verschiedenen Regionen. Besondere Kombinationen atmosphärischer Zirkulationsmuster waren auch für die außergewöhnlich niedrige Aufnahme von CO2 durch Europäische Ökosysteme in den ersten Jahren unseres Jahrtausends verantwortlich. Dies enthüllt ein internationales Wissenschaftler-Team, darunter Christian Rödenbeck vom MPI für Biogeochemie, in ihrer in Nature Communications veröffentlichten Studie.

Die Verbindung Atmosphärischer Zirkulationsmuster mit der Aufnahme von Kohlendioxid in Europäischen Ökosystemen. (Bild: James Barlow)Landökosysteme spielen eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf, nehmen sie doch 30 Prozent der menschengemachten Kohlendioxidemissionen auf und vermindern dadurch die globale Klimaerwärmung. Die europäische Region ist dabei besonders relevant, denn sie hat den höchsten Anteil an der CO2-Aufnahme in der nördlichen Hemisphäre. Vorhergehende Studien bezeugten eine Abnahme in der CO2-Speicherung in den ersten Jahren unsers Millenniums, was eine Sättigung der terrestrischen Kohlenstoffsenke nahegelegt hatte. Unter Verwendung von Langzeit-Datensätzen zu verschiedenen Klimaparametern der Atmosphäre und von Ökosystemen fanden die Wissenschaftler allerdings heraus, dass die Europäische Kohlenstoffsenke in den letzten Jahren wieder erstarkt.

„Wir entdeckten, dass sich die starken Schwankungen in der Europäische Kohlenstoffsenke durch das Wechselspiel zweier atmosphärischer Druckgradienten erklären lassen: die Nordatlantische Oszillation und die Ostatlantische Oszillation“, erläutert Ana Bastos, die Leiterin der Studie vom Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) in Frankreich. Die Nordatlantische Oszillation ergibt sich aus den Variationen der Luftdruck-Gegensätze zwischen dem Azorenhoch im Süden und dem Islandtief im Norden. Diese Nord/Süd-Druckverhältnisse kontrollieren die Winde und Stürme im Nordatlantik und damit den Transport von warmer und feuchter Luft nach Europa. Sie beeinflussen besonders stark das europäische Winterwetter. Die Ostatlantische Oszillation befindet sich weiter südlich und interagiert mit Nordatlantische Oszillation.

„Die Europäische Kohlenstoffsenke vergrößert sich, wenn sich die beiden Druckgradienten gleichzeitig in einer negativen, d.h. schwachen Phase befinden. Unter diesen Bedingungen wird Europa von kalten Wintern heimgesucht. Die dickeren Schneedecken in Zentral- und Osteuropa sorgen dann für mehr Wasser im Frühjahr und Sommer“, erklärt Ivan Janssens, einer der Autoren von der Universität Antwerpen. Die feuchteren Böden wirken sich positiv auf das Pflanzenwachstum und damit die Aufnahme und Speicherung von Kohlendioxid aus.

Befinden sich jedoch die Nordatlantische und Ostatlantische Oszillation in entgegengesetzten Phasen, die eine schwach, die andere stark, heben sich ihre Effekte gegenseitig auf und die Europäische Senke wird schwächer. Dies geschah in den ersten sieben Jahren nach dem Jahr 2000 und erklärt die Abnahme in der Kohlenstoffspeicherung in diesem Zeitraum. „Glücklicherweise haben nun die Europäischen Landökosysteme wieder damit begonnen, mehr CO2 aufzunehmen“ sagt Christian Rödenbeck vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.


Quelle: Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Jena, Januar 2016