Bildnachweis: NASA
Mithilfe von Daten mehrerer NASA-Satelliten glauben Wissenschaftler, dass der Frühling in den nördlichen Breiten jedes Jahr früher und früher auftaut. Der kürzere Winter erwärmt Bereiche, die zuvor Permafrost waren (dauerhaft gefroren), und dies setzt zusätzliches Kohlendioxid in die Atmosphäre frei. Wissenschaftler beginnen gerade zu verstehen, welche Rolle die Polargebiete bei der Regulierung des Erdklimas spielen.
Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien, und der Universität von Montana, Missoula, haben mithilfe einer Reihe von Mikrowellen-Fernerkundungsinstrumenten an Bord von Satelliten einen jüngsten Trend des früheren Auftauens in den nördlichen hohen Breiten beobachtet.
Dieser regionale Auftautrend, der seit 1988 fast einen Tag im Jahr voranschreitet, kann den Kreislauf der Aufnahme und Freisetzung von atmosphärischem Kohlendioxid durch Vegetation und Böden in der gesamten Region verändern und möglicherweise zu Veränderungen des Erdklimas führen. Die verlängerte Vegetationsperiode scheint eine stärkere Kohlenstoffaufnahme durch die Vegetation zu fördern, als für die Region in die Atmosphäre freigesetzt wird. Wie lange dieser Trend anhalten wird, hängt davon ab, ob die Böden weiterhin kalt und feucht bleiben.
Forscher haben die Dynamik des Einfrierens / Auftauens in Nordamerika und den borealen Wäldern und der Tundra Eurasiens untersucht, um Auswirkungen auf den Zeitpunkt und die Länge der Vegetationsperiode zu entschlüsseln. Diese Regionen umfassen fast 30 Prozent der globalen Landfläche. Sie speichern einen Großteil des Kohlenstoffs der Erde in der Vegetation, in saisonal gefrorenen Böden und in Permafrostböden. Unter dem Permafrost, einer Schicht dauerhaft gefrorener Erde, die sich unter dem aktiven, saisonal aufgetauten Boden befindet, liegen große Flächen borealen Waldes und Tundra.
"Gefrorener Boden kann Kohlenstoff für Hunderte bis Tausende von Jahren speichern", sagte der Hauptautor Dr. Kyle McDonald von JPL, "aber wenn der Permafrost auftaut und zu trocknen beginnt, gibt er den Kohlenstoff wieder an die Atmosphäre ab." Es besteht die Sorge, dass der aus dem Boden freigesetzte Kohlenstoff letztendlich die Menge überwiegt, die von wachsenden Pflanzen aufgenommen wird. Der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre würde schneller ansteigen, eine noch stärkere Erwärmung der Region fördern und das globale Klima beeinflussen.
Mithilfe von NASA-Radargeräten und anderen umlaufenden Satelliten-Mikrowellen-Fernerkundungsinstrumenten, einschließlich der Special Scanning Microwave / Imager der National Oceanic and Atmospheric Administration, können Wissenschaftler die Dynamik der Vegetationsperiode des globalen borealen Waldes und der Tundra täglich überwachen. Diese Instrumente erfassen die elektrischen Eigenschaften von Wasser in der Landschaft und ermöglichen es Wissenschaftlern, genau zu bestimmen, wann und wo das Auftauen im Frühling stattfindet.
Aufgrund der großen Ausdehnung und Lage des borealen Waldes und der Tundra sowie des globalen Kohlenstoffspeicheres in ihrer Vegetation und ihren Böden ist diese Region äußerst empfindlich gegenüber Umweltveränderungen. Es hat die Fähigkeit, das Erdklima dramatisch zu beeinflussen.
"Wenn sich der globale Klimawandel vollzieht, ist hier zu erwarten, dass er zuerst eintritt", sagte McDonald.
Wie das Forscherteam feststellte, ist die Vegetationsperiode umso länger, je früher das Frühjahrstauwetter auftritt. Diese Veränderungen scheinen das Pflanzenwachstum in der Region zu fördern. Durch die längere Vegetationsperiode können Pflanzen über einen längeren Zeitraum mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen.
Kohlendioxid ist ein wichtiges Treibhausgas, das, wenn es in der Atmosphäre belassen wird, eine zusätzliche Erwärmung fördern würde. Die Pflanzen setzen Sauerstoff frei und speichern den Kohlenstoff als Biomasse, die sich schließlich zersetzt und in den Boden überträgt. Bodenmikroben zersetzen totes Pflanzenmaterial und geben einen Teil des Bodenkohlenstoffs an die Atmosphäre zurück. Die Geschwindigkeit, mit der Bodenmikroben Pflanzenmaterial zersetzen und Kohlenstoff an die Atmosphäre abgeben, ist ebenfalls sehr temperaturempfindlich. Es könnte möglicherweise mit Erwärmungstemperaturen und längeren Vegetationsperioden zunehmen.
> Aus dieser allgemeinen Studie haben McDonald, Dr. John Kimball von der Universität von Montana und Erika Podest von JPL drei verschiedene Untersuchungen durchgeführt, die sich jeweils auf unterschiedliche spürbare Veränderungen in der borealen Region konzentrieren. Die Ergebnisse von drei verwandten Artikeln zu dieser Forschung werden diese Woche auf dem Herbsttreffen der American Geophysical Union in San Francisco vorgestellt.
Die Forschung wird vom Earth Science Enterprise der NASA finanziert. Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, die Erde als integriertes System zu verstehen und die Erdsystemwissenschaft anzuwenden, um die Vorhersage von Klima-, Wetter- und Naturgefahren unter Verwendung des einzigartigen Blickwinkels des Weltraums zu verbessern. Das California Institute of Technology in Pasadena verwaltet JPL für die NASA.
Ursprüngliche Quelle: NASA-Pressemitteilung
