Hitze und Trockenheit
Klimaänderungen und damit auch die gegenwärtige globale Erwärmung wirken sich auch auf den Boden aus, der dann wiederum die klimatischen Prozesse beeinflusst. Ein gutes Beispiel ist die europäische Hitzewelle 2003. Eine anhaltende Trockenheit seit dem Februar des Jahres hatte in Mittel- und Westeuropa den Boden und die Vegetation austrocknen lassen. In Deutschland kam es zur längsten Trockenperiode seit 100 Jahren. Als dann im August 2003 die Hitzewelle über Mittel- und Westeuropa hereinbrach, gab es kaum noch Feuchte im Boden und in der Vegetation. Das hatte zur Folge, dass kaum noch Wasser verdunsten konnte und somit der Abkühlungseffekt durch die Verdunstung ausblieb, was die Austrocknung des Bodens weiter verstärkte. Ähnliche Rückkopplungseffekte waren auch für andere Hitzeperioden der letzten Jahrzehnte wie 1976, 1994 und 2005 verantwortlich.1
Diese Verhältnisse lassen sich auf die weitere Entwicklung im 21. Jahrhundert teilweise übertragen. Allgemein wird damit gerechnet, dass in Europa die Winter wärmer und feuchter, die Sommer heißer und trockener werden. In Teilen West- und Südeuropas werden die Temperaturen im Sommer um 6° C über den heutigen liegen und die Niederschläge bis zu 70 % abnehmen. Steigende Temperaturen und abnehmende Niederschläge werden dazu führen, dass Hitzewellen und Dürren häufiger vorkommen und länger anhalten werden.2 Ein Sommer wie 2003 wird in 50 Jahren möglicherweise ein normaler Sommer sein.
Abb. 1: Veränderung der sommerlichen Bodenfeuchte in Mitteleuropa 2071-2100 im Vergleich zu 1961-1990 in mm Bodenwasser3
Was sind die Folgen für den Boden? Und welche Rolle wird der Boden in den klimatischen Verhältnissen der Zukunft spielen? Die meisten Prognosen gehen davon aus, dass in Mittel- und Südeuropa der Boden schon im Frühling trockener sein wird als heute.4 In den wärmeren Wintern der Zukunft werden vor allem im Flachland und in den Mittelgebirgen Niederschläge kaum noch als Schnee fallen, sondern als Regen. Schnee wäre in der Lage, den Niederschlag über Monate zu speichern. Regen dagegen versickert unmittelbar im Boden und in darunter liegende Schichten oder fließt oberflächlich ab. Hinzu kommt eine etwas höhere Verdunstung auch schon im Frühling, der früher beginnt als heute und etwas wärmer sein wird.
Der Boden wird daher schon zu Beginn des Sommers verhältnismäßig trocken sein. Hohe Sommertemperaturen führen dann zu einer weiteren Austrocknung der Vegetation und des Bodens. Damit aber bleiben Abkühlungseffekte durch Verdunstung weitgehend aus, und die Sommerhitze kann sich weiter steigern. Da weniger Wasser in die Atmosphäre verdunstet, wird es außerdem auch weniger Niederschläge geben, wodurch der Boden noch weiter austrocknet. Von dem trockenen und warmen Boden steigt außerdem Strahlungswärme in die Atmosphäre auf, die sich infolgedessen ebenfalls weiter erwärmt und die Kondensation von Wasserdampf noch mehr verhindert. Die Wechselwirkungen über die Temperatur und den Wasserkreislauf sind nur der eine Effekt, den das Klima künftig auf den Boden und der Boden auf das Klima haben werden. Eine andere Wirkung wird in der Forschung viel stärker diskutiert. Möglicherweise werden bei höheren Temperaturen auch die Bodenorganismen zu höherer Aktivität angeregt und die Zersetzung des organischen Materials im Boden verstärken. Die Folge wird eine höhere CO2-Emission aus dem Boden sein. Der Boden, der heute eine Kohlendioxid-Senke ist, könnte zu einer CO2-Quelle werden. Welche Prozesse sind dafür verantwortlich?
Anmerkungen:
1. Schär C., und E.M. Fischer (2008): Der Einfluss des Klimawandels auf Hitzewellen und das Sommerklima Europas, in: Lozan, J. L. u.a.: Warnsignal Klima: Gesundheitsrisiken -- Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. Hamburg, 50-55; Fischer E.M., S.I. Seneviratne, P.L. Vidale, D. Lüthi and C. Schär, 2007: Soil moisture - atmosphere interactions during the 2003 European summer heat wave. J. Climate, 20, 20, 5081-5099
2. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 12.3.1
3. Eigene Darstellung nach Rowell, D. P., and R. G. Jones (2006), Causes and uncertainty of future summer drying over Europe, Climate Dynamics, 27, 281– 299
4. Rowell, D. P., and R. G. Jones (2006), Causes and uncertainty of future summer drying over Europe, Climate Dynamics, 27, 281– 299