Klimawandel

Prima Klima in Hessen?

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Hitzesommer, Starkregen und häufige Gewitter – ist das noch normal? Das analysieren Forscher auch in Hessen. Historische Aufzeichnung über das Klima helfen dabei.

Denn anhand dieser Aufzeichnungen können sie das Wetter in Europa zurückverfolgen bis in die Römerzeit – und Prognosen für die Zukunft stellen. Wie Pflanzen auf das künftige Klima reagieren, wird seit fast 20 Jahren in einem riesigen Experiment in Linden getestet – mit unerwarteten Ergebnissen.

Schauen Sie, das ist zum Beispiel ein historisches Dokument aus den 1430er Jahren", sagt Prof. Dr. Jürg Luterbacher und zeigt auf den Bildschirm seines Laptops. Ein unleserliches handgeschriebenes Dokument ist zu sehen. "Historische Wetteraufzeichnungen stammen oft von Reisenden, Ärzten, Priestern oder Mönchen, aber auch von Beamten, die die Erträge aus der Landwirtschaft dokumentierten." Als Nächstes zeigt der Klimaforscher eine Karte, auf der Quadrate in unterschiedlichen Blautönen über Europa verteilt sind – je dunkler sie sind, desto kälter ist die Temperatur im Sommer. Auf Basis der Aufzeichnungen und anderer Datenquellen haben Luterbacher und sein Team flächendeckend das Klima seit Beginn des Mittelalters berechnet und gezeigt: Die 1430er Jahre waren wohl die kältesten Dekaden im nordwestlichen und zentralen Europa. "Die Winter waren extrem kalt und die Ernten katastrophal", sagt Luterbacher. Das harsche Klima führte zu erhöhten Lebensmittelpreisen, Hungersnöten, Krankheiten und Kriegen in Teilen Europas.

Außergewöhnliche Sommer

"Wir erforschen die Vergangenheit, die Gegenwart und die Zukunft des Klimas und Extremereignisse sowie deren Auswirkungen auf Gesellschaften und Ökosysteme", sagt der Gruppenleiter. "Nur im historischen Kontext können wir aktuelle Klimaänderungen bewerten und beobachten, wie Menschen und Umwelt sich daran anpassten und Strategien gegen die Klimaänderungen entwickelten." Dafür zapfen die Klimaforscher am Institut für Geographie der Justus-Liebig-Universität (JLU) historische Archive, meteorologische Messstationen, Klimazeugen der Natur wie Baumringe, Eisbohrkerne, Korallen, Sedimente oder Tropfsteine an und tun vor allem eines: riesige Datenmengen analysieren und zusammen mit Klimamodellen interpretieren. Neben Geografen arbeiten in seiner Gruppe Geologen, Mathematiker, Atmosphärenphysiker und Meteorologen zusammen.

Ein Ergebnis der aufwendigen Analysen zeigt Luterbacher anhand eines Diagramms mit bunten Kurven. "Die letzten 30 Sommer in Europa waren außergewöhnlich im Kontext der letzten 2 000 Jahre", sagt er und deutet auf eine der Linien. Aus verschiedenen Datenquellen errechnete das Team die durchschnittlichen Temperaturen der Sommer von der Römerzeit bis in die Gegenwart. In der Abbildung am Bildschirm ist das letzte Stückchen der Kurve rot gefärbt und zeigt steil nach oben. Auf die Frage nach dem Warum hat Luterbacher eine klare Antwort: "Menschengemachter Klimawandel." CO2-Konzentration steigt

Änderungen in der Atmosphäre messen auch Forscher um Prof. Dr. Christoph Müller vom Institut für Pflanzenökologie der JLU. Sechs Kilometer Luftlinie von Luterbachs Büro im Gießener Schloss entfernt liegt die Umweltbeobachtungs- und Klimafolgenforschungsstation Linden. "Die Zukunft bereits heute erforschen" steht am Eingang zu dem eingezäunten, mehrere Hektar großen Areal. Allerlei Gestänge, Rohre und ein riesiger weißer Tank ragen aus dem Grünland.

"Als die Messungen vor knapp 20 Jahren starteten, lag der Gehalt des Treibhausgases CO2 in der Luft bei im Schnitt 360 ppm. Heute sind es schon 400", sagt Pflanzenökologe Dr. Gerald Moser nachdenklich. "Das ist schon eine steile Kurve." Das Gas hält infrarote Wärmestrahlung in der Erdatmosphäre zurück und befeuert so die globale Erwärmung – und den Klimawandel.

Der Wind fegt über das saftige grüne Gras der Station. Klack, klack, klack klingt es von einem nahe gelegenen großen grünen Metallring mit gebogenen Rohren herüber. "Wir untersuchen hier, wie Pflanzen auf den Klimawandel reagieren", sagt Moser. Auf die Vegetation innerhalb der acht Meter breiten Ringe pusten die Rohre dazu mit dem Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) angereicherte Luft. "Wir simulieren damit die Atmosphäre zur Mitte des 21. Jahrhunderts", sagt Moser. Für das Jahr 2050 erwartet der Weltklimarat einen um 20 Prozent höheren CO2-Gehalt im Vergleich zu heute – genau diese Konzentration hat das Gas innerhalb der drei Ringe. Die übrigen drei mit Umgebungsluft dienen als Kontrollen. Die Ventile öffnen und schließen sich je nach Windstärke und -richtung und ihre Klappen klackern dabei.

Vorteil: Bessere Ernten - aber zu welchem Preis? Wie könnte das Grünland 2050 also aussehen? Bis zu 18 Prozent höhere Ernten erwarten die JLU-Forscher. Da die Pflanzen das CO2 in der Fotosynthese nutzen, wirkt das Treibhausgas wie Dünger auf die Gräser, Kräuter und Hülsenfrüchte im Grünland. Jedoch gibt es alarmierende Nebeneffekte. "Die erhöhte CO2-Konzentration setzt im Boden Prozesse in Gang, die den Klimawandel noch verstärken", erklärt Moser. Mikroorganismen im Boden bilden doppelt so viel Lachgas und dieses Treibhausgas schädigt das Klima dreihundertfach stärker als Kohlendioxid. "Die Natur wird uns nicht dabei helfen, den Klimawandel zu verhindern."

Wie gut die Pflanzen wachsen und wie Mikroorganismen im Boden reagieren, kontrollieren die Forscher regelmäßig. Beteiligt sind daran auch Mikrobiologen des Max-Planck-Instituts in Marburg. Daten liefern zudem insgesamt 412 Sensoren an 365 Tagen im Jahr – insgesamt 81 216 Werte pro Tag. Sie messen zum Beispiel die Feuchte und Temperatur im Boden und der Luft. Die Daten übertragen die Sensoren direkt über das Internet – auch Luterbacher benutzt sie. Flüchtlingsströme als Folge

"Uns interessiert, wie sich extreme Wetterereignisse auf den CO2-Austausch von Ökosystemen auswirken", sagt Luterbacher. Zwar sind Hitzewellen und Starkregen bislang sehr selten, werden aber angesichts des Klimawandels künftig häufiger auftreten. Im extrem heißen Sommer 2003 beobachteten die Forscher zum Beispiel, dass die Pflanzen unter erhöhter CO2-Konzentration weniger wuchsen als zuvor angenommen. "Global gesehen bedeutet das, dass Grünländer unter extremen Wetterbedingungen weniger von dem Treibhausgas aufnehmen und sogar zu einer Quelle werden können", erklärt er.

Als eine Folge des Klimawandels bewertet der Professor auch die Migration von Menschen. "Auch in Syrien gab es vor dem Krieg Umweltveränderungen. Die große Trockenheit erschwerte die Landwirtschaft und die Menschen haben zunächst innerhalb des Landes nach besseren Bedingungen gesucht", sagt Luterbacher. "Einen stabilen Staat wirft das nicht aus der Bahn, aber wenn sich auch politisch eine Krise entwickelt, kann sie durch den Klimawandel verschärft werden. Wenn die Gesellschaft gezwungen ist, sich anzupassen, ist weltweit künftig mit mehr Umwelt- oder Klimaflüchtlingen zu rechnen.

" Aber was tun? "Wir müssen unseren CO2-Ausstoß verringern", meint Pflanzenökologe Moser. "Aber das allein reicht nicht aus. Wir müssen die Klimagase auch aktiv aus der Atmosphäre entfernen und großräumig Aufforstung betreiben." Klimaforscher Luterbacher bereiten die aktuellen Entwicklungen der Ära Trump Sorgen, dennoch ist er überzeugt: "Im Klimaschutz sind nationale und internationale Anstrengungen wie das Pariser Abkommen langfristig die einzige Option."

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