How the Tropical Rainforest stabilizes the climate locally and globally (english version)
Der Tropische Regenwald ist bekannt für seine immense Vielfalt an Tier- und Pflanzenarten. Zusätzlich erfüllt der Regenwald als Ökosystem wichtige Funktionen, wie beispielsweise die lokale Wasserspeicherung. Dies hat direkte Auswirkungen auf den Wasserkreislauf in bestimmten Regionen, wie dem Süden Brasiliens, Paraguays, des zentralen Ostens Argentiniens sowie Uruguays, die eng mit dem Wasserkreislauf des Amazonas verbunden sind. Die Regenfälle in diesen Gebieten sind stark abhängig von den Niederschlägen im Amazonasgebiet.
Tropische Regenwälder tragen darüberhinaus auch maßgeblich zur Stabilisierung des Weltklimas bei.
Tropische Regenwälder spielen eine entscheidende Rolle bei der Bindung großer Mengen Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft. Durch den Prozess der Photosynthese nehmen sie CO2 auf und verwenden den Kohlenstoff für ihr eigenes Wachstum. Dabei wird Sauerstoff freigesetzt, der für uns Menschen lebensnotwendig ist. Die Photosynthese ist eine grundlegende Funktion der Pflanzen und einer der wichtigsten chemischen Prozesse auf der Erde, der maßgeblich zur Aufrechterhaltung des Lebens beiträgt.
Wälder sind CO2-Senken, wenn sie durch Baumwachstum mehr Treibhausgas speichern, als durch das Verrotten abgestorbener Bäume frei wird.
Warum die natürliche Eigenschaft der Tropischen Regenwälder CO2-Emissionen abzufedern, gefährdet ist:
In den 1990er Jahren konnten intakte Regenwälder noch etwa 17 Prozent der menschengemachten CO2-Emissionen absorbieren und damit reduzieren. Allerdings zeigen aktuelle Berechnungen, dass dieser Wert mittlerweile auf etwa sechs Prozent gesunken ist. Forscher führen dies darauf zurück, dass der Anteil intakter Regenwälder um fast ein Fünftel gesunken ist, während die weltweiten CO2-Emissionen um fast die Hälfte zugenommen haben. Dieser Rückgang an intakten Regenwäldern trägt zu einer Verringerung ihrer Fähigkeit bei, das CO2 effektiv zu binden und den Klimawandel zu mildern.
Hält die aktuelle Entwicklung an, könnten sich die Regenwälder bereits in den nächsten 15 Jahren von einer CO2-Senke zu einem CO2-Emittenten entwickeln. Diese besorgniserregende Erkenntnis basiert auf einer umfangreichen Analyse, bei der Wissenschaftler über mehrere Jahrzehnte hinweg 300.000 Bäume in den Regenwäldern des Amazonas und Afrikas untersucht haben.
Grundsätzlich kann zusätzliches CO2 das Wachstum von Pflanzen sogar anregen. Durch den Prozess der Fotosynthese nutzen Pflanzen das Kohlendioxid mit Hilfe des grünen Pigments Chlorophyll, Sonnenlicht und Wasser, um Zucker zu produzieren, der für das Zellwachstum der Pflanzen essentiell ist.
Doch dieser Düngereffekt wird zunehmend von negativen Einflüssen unterwandert, z.B. durch steigenden Temperaturen und Trockenheit, die das Wachstum verlangsamen oder sogar zum Tod von Bäumen führen.
In den 1990er Jahren konnten tropische Regenwälder etwa 46 Milliarden Tonnen CO2 aus der Atmosphäre absorbieren. Im Vergleich dazu waren es in den 2010er Jahren nur noch rund 25 Milliarden Tonnen. Diese Abnahme entspricht laut Forschern den CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen, die Deutschland, Frankreich, Großbritannien und Kanada gemeinsam in einem Jahrzehnt ausstoßen. Diese alarmierende Diskrepanz verdeutlicht den Rückgang der Fähigkeit der tropischen Regenwälder, CO2 zu binden und den Klimawandel zu mildern. Der Verlust intakter Regenwaldflächen und die zunehmenden CO2-Emissionen tragen zu diesem besorgniserregenden Trend bei. Es wird deutlich, dass der Schutz und die Wiederherstellung tropischer Regenwälder eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung der Klimakrise spielen.
Für ihre Analyse untersuchten die Forscher 244 Waldflächen in elf Ländern im Kongobecken und Zentralafrika. Zwischen den Jahren 1968 und 2015 erfassten sie alle Bäume innerhalb der Testflächen, deren Stämme einen Durchmesser von mehr als zehn Zentimetern hatten. Um das Wachstum der Bäume zu bewerten, kehrten sie alle paar Jahre zurück, maßen erneut die Stämme und dokumentierten das Absterben von Bäumen. Die Ergebnisse wurden mit Daten von 321 weiteren Testflächen im Amazonasgebiet verglichen. Basierend auf diesen Daten konnte abgeschätzt werden, wie viel Kohlendioxid in den Wäldern gespeichert wurde. Die Studie ergab, dass die Kohlenstoffsenke des Amazonas-Regenwaldes bereits seit Mitte der 1990er Jahre an Wirksamkeit verliert. In den afrikanischen Regenwäldern zeigte sich dieser Effekt erst ab dem Jahr 2010. Die Forscher führen dies darauf zurück, dass der Amazonas-Regenwald mittlerweile häufiger Dürren ausgesetzt ist, was sich negativ auf sein Wachstum und seine Kohlenstoffbindung auswirkt.
Zusätzlich wachsen Bäume im Amazonasgebiet im Durchschnitt schneller und sterben auch schneller ab. Dies bedeutet, dass sie CO2 über einen kürzeren Zeitraum speichern. Die Auswirkungen des Klimawandels könnten sich daher im Amazonasgebiet schneller bemerkbar machen. Die mögliche Rolle der Verfügbarkeit von Nährstoffen wurde von den Forschern in dieser Studie jedoch nicht untersucht. Es bleibt eine offene Frage, ob dies eine zusätzliche Einflussgröße auf das Wachstum und die Kohlenstoffbindung der Bäume darstellt. Weitere Forschung könnte helfen, diese Zusammenhänge besser zu verstehen.
Hält die aktuelle Entwicklung an, besteht die Möglichkeit, dass die CO2-Speicherfähigkeit der Regenwälder bis zum Jahr 2040 um weitere 14 Prozent abnimmt. Im Amazonasgebiet könnte dieser Verlust bereits bis zum Jahr 2035 zu einem vollständigen Verlust der CO2-Speicherfähigkeit führen. Ab diesem Zeitpunkt würden die absterbenden Bäume mehr Treibhausgase ausstoßen, als durch nachwachsende Bäume gebunden werden könnten. Diese Entwicklung hätte schwerwiegende Auswirkungen auf den globalen Kohlenstoffhaushalt und den Klimawandel.
Solche Vorausberechnungen können zwar an einigen Stellen ungenau sein, aber sie zeigen dennoch die besorgniserregende Richtung, in die wir uns bewegen. Sie dienen als Warnung und verdeutlichen die potenziell gefährlichen Auswirkungen, wenn bestimmte Trends anhalten. Es ist wichtig, solche Prognosen ernst zu nehmen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, um negative Entwicklungen umzukehren oder abzuschwächen. Durch gezielte Schutzmaßnahmen und Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels können wir versuchen, die negativen Folgen aufzuhalten und eine nachhaltigere Zukunft zu gestalten.
Was ist der Reflexionsgrad (Albedo) der Erde, und wie verändert er sich durch die Zerstörung des Tropischen Regenwaldes?
Unter Albedo versteht man das Reflexionsvermögen von Licht beziehungsweise die Sonneneinstrahlung einer Fläche, die nicht spiegelt. Ein Synonym für die Albedo ist der Reflexionsgrad. Der Albedo Effekt beschreibt die Rückstrahlung von Sonnenstrahlen und ist für die Klimaforschung sehr bedeutungsvoll.
Das Reflexionsvermögen stellt dabei den Anteil dar, der von der Oberfläche reflektiert wird. Trifft solare Strahlung auf eine Oberfläche, wird ein Teil absorbiert. Das bedeutet, dass dieser Teil von der Oberfläche aufgenommen und zum Beispiel in Energie umgewandelt wird. Der andere Teil der solaren Strahlung wird reflektiert, das heißt, die Strahlung wird wieder in die Atmosphäre abgegeben.
Je höher der Anteil der reflektierten Strahlung ist, desto höher das Reflexionsvermögen und infolgedessen die Albedo.
Das Albedo wird in Zahlen von 0 bis 1 ausgedrückt, wobei 0 bedeutet, dass das Objekt überhaupt kein Licht reflektiert, und 1 bedeutet, dass das Objekt das gesamte einfallende Licht reflektiert. Die Albedo kann auch in Prozent von 0 bis 100% angegeben werden.
Albedo der Erde
Die durchschnittliche Albedo unseres Planeten beträgt 0,3. Das bedeutet, dass etwa 30% des einfallenden Sonnenlichts von der Erdoberfläche reflektiert und in den Weltraum zurückgeworfen wird. Die Albedo kann jedoch je nach Oberfläche variieren. Hier ist eine Tabelle, die die durchschnittliche Albedo verschiedener Oberflächen zeigt:
| Neuschnee | 75-95% |
| tiefes Wasser bei tiefstehender Sonne | 80% |
| Wolken | 60-90% |
| Dünensand | 30-60% |
| Ackerboden, brach | 7-17% |
| Tropischer Regenwald | 10-12% |
| Laubwald | 15-20% |
| Nadelwald | 5-12% |
| Wiesen, Weiden | 12-30% |
| landwirtschaftliche Kulturen | 15-25% |
| Siedlungen | 15-20% |
| tiefes Wasser bei hochstehender Sonne | 3-10% |
Albedo der Wolken
Die Anwesenheit von Wolken auf unserem Planeten hat einen signifikanten Einfluss auf die Albedo. Im Vergleich zu einem wolkenlosen Himmel reflektieren Wolken mehr Licht zurück ins Weltall. Die Albedo von Wolken kann jedoch von verschiedenen Faktoren abhängen, darunter ihre Höhe, ihre Größe und die Anzahl sowie Größe der darin enthaltenen Wassertropfen. Diese Eigenschaften bestimmen, wie effektiv die Wolken das einfallende Sonnenlicht reflektieren können. Insgesamt tragen Wolken dazu bei, die Absorption von Sonnenstrahlung durch die Erdoberfläche zu verringern und somit zur Abkühlung des Planeten beizutragen. (Die Albedo der Wolken variiert zwischen 30 und 90%)
Die Farbe von Wolken variiert von hellem Weiß bis zu dunklem Grau aufgrund der Streuung des Lichts durch die enthaltenen Wassertropfen. Größere Tropfen haben eine größere Oberfläche und reflektieren daher mehr Licht als viele kleinere Tropfen. Wenn wir uns unter einer großen Cumulonimbus-Wolke mit großen Tropfen befinden, erscheint die Umgebung dunkel, da nur wenig Licht durch die Wolke gelangt. Aus dem Weltraum betrachtet würde dieselbe Wolke jedoch sehr hellweiß erscheinen, da sie tatsächlich eine hohe Albedo hat und viel Sonnenlicht reflektiert. Im Gegensatz dazu sind Cirrus-Wolken fast transparent. Vom Weltraum aus betrachtet würden sie jedoch grauer erscheinen, da ihre Albedo geringer ist und sie weniger Licht reflektieren.
Durch die Abholzung des Tropischen Regenwaldes verändert sich der Reflexionsgrad (Albedo) der Erdoberfläche, was wiederum Auswirkungen auf die Luft- und Meeresströmungen sowie die Regenfälle hat. Die Abholzung des Regenwaldes trägt zur Veränderung der globalen Wetterlagen und zur Zunahme von Extremwetterereignissen bei. Eine Studie der NASA zeigt, dass die Abholzung in der Amazonasregion insbesondere Auswirkungen auf den Golf von Mexiko, Texas und den Norden Mexikos haben wird.
Die Zerstörung des Regenwaldes hat negative Auswirkungen auf den Wasserhaushalt und das Klima der umliegenden Gebiete. Durch die Abholzung kommt es zu einer Austrocknung der Böden. Gleichzeitig führt die Waldrodung zu Veränderungen im regionalen Niederschlagsmuster und zu einem Anstieg der Temperaturen. Es ist zu erwarten, dass während der Regenzeit die Niederschlagsmengen zunehmen und starke Erosionen verursachen, während das Amazonasbecken in der Trockenzeit unter starken Dürren leidet. Dies wiederum hat erhebliche Auswirkungen auf die Häufigkeit von Waldbränden.
Einzigartige Torfmoorwälder sind bedroht und verschwinden. Diese Wälder zeichnen sich durch ihre Böden aus, die aus meterdicken Schichten von Torfmoor bestehen. Diese Torfschichten haben sich über Jahrtausende hinweg gebildet und speichern enorme Mengen an Kohlenstoffdioxid (CO2). Durch die Abholzung und Brandrodung dieser Wälder wird das gespeicherte CO2 freigesetzt und trägt somit zum Treibhauseffekt bei.