Kolumne "Zur Sache"

Klimaextreme, Ökosysteme und Gesellschaft – den Wechselwirkungen auf der Spur

Prof. Dr. Markus Reichstein, Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena

Fotonachweis CliSAP

Spätestens seit der Hitzewelle im Sommer 2003 oder auch dem Sturm Kyrill 2007 ist der deutschen Öffentlichkeit bewusst, welchen dramatischen Einfluss Klimaextreme auf unsere Wirtschaftssysteme und unsere Lebensqualität haben können. In der Klimatologie werden Klimaextreme schon seit einigen Jahrzehnten mehr oder weniger intensiv erforscht.

Dabei lag der Schwerpunkt vor allem auf der statistischen Analyse des Klimasystems selbst, ohne explizit die Auswirkungen auf andere Systeme zu betrachten. So ist z.B. in einer Region, in der die Dezembertemperaturen normalerweise zwischen -30°C und -40°C schwanken, eine Periode mit -20°C statistisch als extrem warm einzustufen, aber der Effekt auf das Ökosystem wird vermutlich beschränkt bleiben, weil immer noch harter Frost herrscht. Auf der anderen Seite kann eine statistisch gar nicht so unübliche Sommertrockenheit unter Umständen extreme Auswirkungen haben, zum Beispiel, wenn das betroffene Ökosystem zu diesem Zeitpunkt bereits durch ein trockenes Frühjahr gestresst war. Für integrative Erdsystemforschung ist daher wichtig zu erkennen, wann Klimaelemente sowohl extrem als auch für das zu betrachtende Gesamtsystem relevant sind. Dazu lenken wir die Perspektive von der alleinigen Betrachtung des Klimasystems auf das gekoppelte System Atmosphäre-Ökosystem.

Wir schauen also zunächst global, wann der Kohlenstoffkreislauf extrem schwankt, ohne in diesem ersten Schritt das Klima einzubeziehen. Der Kohlenstoffkreislauf ist ein idealer Indikator für biologische Aktivität, weil Kohlenstoff sowohl energetisch als auch chemisch-strukturell von zentraler Bedeutung für das Leben ist. Gleichzeitig ist er ein zentrales Bindeglied zwischen Atmosphäre und Ökosystemen: durch die Photosynthese nehmen die Ökosysteme Kohlenstoff in Form von CO2 auf und durch die Atmung geben sie es wieder ab – und beeinflussen dadurch den Treibhauseffekt. Wir haben festgestellt, dass durch Extreme im Kohlenstoffkreislauf global CO2 in solchen Mengen freigesetzt werden können, dass sie für das Klimasystem relevant sind und den Treibhauseffekt verstärken können. Außerdem konnten wir diese in Raum und Zeit lokalisierbaren Extremereignisse des Kohlenstoffkreislaufs in den meisten Fällen mit vorhergehenden Anomalien im Klimasystem, vor allem Trockenheit, in Verbindung bringen. Somit entsteht ein integriertes Bild, das auf globalen und kontinentalen Skalen das Klimasystem und die Ökosysteme umfasst.

Ungleich schwieriger und komplexer, aber auch integrativer und gesellschaftsrelevanter wird es, wenn wir bezüglich Extremereignissen zusätzlich die Wechselwirkung von Klimaextremen und Gesellschaftssystemen betrachten. Eine Reihe von hoch spannenden Fragen ergeben sich: Warum lösen Klimaextreme in verschiedenen Öko- und Gesellschaftssystemen sehr unterschiedliche Reaktionen aus? Zum Beispiel haben die Menschen nach den Überschwemmungsereignissen an Oder und Elbe überwiegend mit gesellschaftlichem Zusammenhalt, nach den Überflutungen durch Hurricane Katrina in New Orleans eher mit Desintegration reagiert. Lassen sich generelle Prinzipien ableiten, die die Widerstandsfähigkeit eines Systems gegenüber system-externen und internen Extremereignissen bestimmen? Kann man gesellschaftlich und klimastatistisch relevante Indizes oder Benchmarks für Klimaextreme entwickeln? Welche Klimaelemente müssen wir auf welchen Zeitskalen untersuchen? Was sind die Herausforderungen von Extremereignissen und extremen Veränderungen für Politik und Institutionen? Können wir als Gesellschaft von Prinzipien der Natur lernen, ähnlich wie bei biomimetischen Materialien?

Unter diesen grundlegenden Fragen die für die Gesellschaft relevantesten herauszufiltern, ist eine besondere Herausforderung für integratives Forschungsdesign. Ziel ist es, ein abgestimmtes Portfolio von rein neugiergetriebener und lösungsorientierter Forschung zu erstellen. Dies kann nur durch die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern mit Vertretern aus Politik, Verwaltung und Wirtschaft erreicht werden. In einer neuen Initiative des globalen Forschungsprogramms Future Earth (Extreme Events and Environments: from Climate to Society) wollen wir uns in den nächsten zwei Jahren dieser Herausforderung stellen. Ständig aktualisierte Informationen finden sich unter www.e3s-future-earth.eu.

Prof. Dr. Markus Reichstein
(18.05.15)

Markus Reichstein ist Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und Professor für Globale Geoökologie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Zurück

© 2018 DKK - alle Rechte vorbehalten