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Globaler Klimawandel regional unter Beobachtung

Prof. Harry Vereecken im Gespräch

Wie wirkt sich der Klimawandel in Deutschland aus? Welche ökologischen und wirtschaftlichen Folgen hat er in den Regionen – vom norddeutschen Tiefland bis zu den Alpen? Das herauszufinden, ist Ziel des Projekts TERENO (TERrestrial ENvironmental Observatories). Prof. Dr. Harry Vereecken, Institutsleiter am Jülicher Institut für Bio- und Geowissenschaften koordiniert gemeinsam mit seinem Kollegen Dr. Heye Bogena das Netzwerk aus sechs Helmholtz-Zentren.

Frage: Messstationen, die das Klima beobachten gibt es viele – was ist das Besondere an TERENO?

Vereecken: Einzigartig ist, dass wir in vier Regionen Deutschlands alle Bestandteile des terrestrischen Systems – also Boden, Grundwasser, Pflanzen und Atmosphäre – intensiv beobachten. Zum ersten Mal werden derart große und vielfältige Landschaftsräume langfristig und Disziplinen übergreifend untersucht. Das Beobachtungsgebiet, für das Jülich die Federführung hat, das Rur-Observatorium, reicht von der Eifel zur Niederrheinischen Bucht und ist damit so groß wie Luxemburg. Mindestens 15 Jahre lang werden wir hier Daten sammeln, zum Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) und zum Klima, aber auch zum Stickstoffhaushalt, zur Methanbildung, zur Wasser- und Bodenqualität oder zur biologischen Vielfalt. Gleichzeitig erfassen wir die Landnutzung. Welche Folgen haben etwa Aufforstungen oder Tagebaue? Müssen Landwirte künftig mehr bewässern? Bislang gibt es dazu keine ausreichenden Daten.

Welche Wissenslücken sind besonders gravierend?

Ausnehmend wenig wissen wir über Vorgänge in tieferen Bodenschichten. Dabei spielen sie für das Klima eine enorme Rolle: Hier lagert ein Grossteil des gebundenen Kohlenstoffs, weltweit geschätzte 1600 Gigatonnen. Es ist daher sehr wichtig herauszufinden, wie schnell er umgesetzt und wieder als CO2 an die Atmosphäre abgegeben wird, und wie der Temperaturanstieg oder Veränderungen im Wasserhaushalt diesen Prozess beeinflussen.

Wie gewinnen Sie diese Informationen?

Wir nutzen eine Vielfalt von Methoden, von der Fernerkundung mittels Satelliten über Radarstationen bis zu Sonden im Boden, oder so genannten Lysimetern. Das sind ausgestochene Bodenkerne von etwa 1,5 Kubikmeter in unten offenen Metallcontainern, in denen wir den Wasser- und Stofftransport genau messen können. Im Rahmen von SoilCan, einem Teilprojekt von TERENO, werden in den vier Observatorien insgesamt 120 Lysimeter installiert. Alle Messwerte werden per Funk übertragen und in Echtzeit überwacht.

Bodenstücke in großen Blechdosen also – was können Sie damit herausfinden?

Unter anderem werden Lysimeter an andere Standorte versetzt, sowohl innerhalb als auch zwischen den Observatorien – etwa von Gebieten mit viel Regen zu Gebieten mit geringerem Niederschlag oder von kühleren in wärmere Regionen. Wir sehen dann beispielsweise, was geschieht, wenn Grasland- oder Ackerböden des Rur-Observatoriums größerer Trockenheit ausgesetzt werden, wie sie im Osten Deutschlands herrscht. So simulieren wir künftige Klimaveränderungen.

Warum dauern die Messungen so lange?

Für solche Untersuchungen sind 15 Jahre eher ein kurzer Zeitraum. Im Boden stabil gebundener Kohlenstoff braucht mehrere hundert Jahre, bis er abgebaut ist. Auch wollen wir nicht Wetterschwankungen einiger Jahre untersuchen, sondern die Entwicklung und die Auswirkung langanhaltender Klimatrends. Deshalb ist es auch wichtig, dass TERENO mit anderen langfristigen Forschungsvorhaben verknüpft ist, beispielsweise mit dem EU-Projekt NOHA (Network of Hydrological Observatories), das den Wasserhaushalt in vielen Regionen Europa erfassen soll. Unsere Arbeit im Rur-Observatorium ist außerdem unmittelbar mit dem Sonderforschungsbereich Transregio 32 (TR-32) verknüpft, in dem das Forschungszentrum Jülich mit den Universitäten Köln, Bonn und Aachen zusammenarbeitet. Der TR-32 nutzt dieselbe Infrastruktur, die von der Helmholtz-Gemeinschaft zur Verfügung gestellt wird.

Können Sie damit auch in die Zukunft sehen?

Wenn wir Satellitendaten, detaillierte Messungen zu Niederschlägen und Bodenfeuchtigkeit sowie Informationen zum Grundwasserstand kombinieren, können wir beispielsweise genauer als heute vorhersehen, ob Hochwassergefahr besteht. Mit den gekoppelten Messdaten werden wir Modelle weiterentwickeln, die bessere regionale Voraussagen darüber erlauben, wie das Klima sich wandeln wird und mit welchen ökologischen und wirtschaftlichen Folgen wir rechnen müssen.


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