Verbessertes Klimamodell sagt häufigere kalte Winter voraus

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes, der GKSS und weiterer Forschungsinstitutionen entwickelten im Rahmen eines EU-Projektes ein Ozean-Atmosphären-Modell, das verbesserte Aussagen zur Klimaentwicklung erlaubt. Dies gelang durch eine genauere Berechnung des Rückstrahlvermögens für Sonnenstrahlung, dem offenbar wichtigsten Faktor für die polare Verstärkung der globalen Erwärmung. Die Simulation zeigt eine deutliche Veränderung des Wettergeschehens im nordatlantischen Raum. Trockene und kalte Winter könnten häufiger auftreten als bisher angenommen.

Sonne, Eis und Schnee

Das globale Klima wird maßgeblich durch die Polarregionen beeinflusst: Eisflächen besitzen ein großes Rückstrahlvermögen für Sonnenstrahlung, die Albedo. Vom Eis bedeckte Bereiche erwärmen sich daher deutlich weniger als unbedeckte Gebiete. Führt globale Erwärmung zu einem Rückgang der Eisbedeckung, sinkt die Albedo und verstärkt damit die Erwärmung weiter. Mögliche Änderungen der Eisdicke, der Eisausdehnung und der beschriebenen Eis- und Schnee-Albedo-Rückkopplung stellen bisher eine der größten Unsicherheiten bei der Vorhersage der zukünftigen Klimaentwicklung dar. Eine verbesserte Berechnung der Eis- und Schnee-Albedo-Rückkopplung wurde zunächst in einem regionalen Klimamodell der Arktis getestet und dann in einem globalen Klimamodell des gekoppelten Systems Atmosphäre-Ozean-Meereis berücksichtigt. “Ein Modelllauf über 500 Jahre dauert ungefähr zwei Monate³, erklärt Andreas Benkel vom GKSS-Forschungszentrum in Geesthacht. “In der Regel läuft so eine Simulation in vielen Teilstücken von zehn Jahren, dann
wird gespeichert und neu gestartet.³

Globale Auswirkungen arktischer Klimaprozesse

Die Modellierungsergebnisse zeigen eine Umverteilung der Energieflüsse in der Arktis. Dadurch wird die Nordatlantische Oszillation (NAO) beeinflusst. Unter der NAO versteht man die Schwankung des Druckverhältnisses zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden des Nordatlantiks. Man unterscheidet eine positive und eine negative Phase. Diese Luftdruckschwankungen gehen in der positiven Phase einher mit einer verstärkten West-Ost-Strömung über dem Nordatlantik. Dadurch gelangt vermehrt warme und feuchte Meeresluft nach Nord- und Mitteleuropa. In der negativen Phase schwächt sich die West-Ost-Strömung ab und es wird verstärkt kalte Polarluft nach Europa transportiert. “Die gegenwärtig beobachtete Erwärmung im Winter steht im Zusammenhang mit den Änderungen der Fernverbindungsmuster der Nordatlantischen Oszillation oder der Arktischen Oszillation³, so Prof. Dr. Klaus Dethloff vom Alfred-Wegener-Institut. “Dieses globale Muster der Luftdruck- und Temperaturverteilung hat sich in den letzten fünf J
ahrzehnten deutlich verändert. In den Wintern trat eine deutliche Erwärmung und in den Sommern ein leichte Abkühlung auf.³ Das verbesserte Modell sagt eine Tendenz zur negativen NAO-Phase voraus. “Die verbesserte Parametrisierung des Klimamodells zeigt, dass die globalen Muster der mittleren Troposphäre denen der nordatlantischen und arktischen Oszillation ähneln³, sagt Klaus Dethloff. Diese Schwankungen üben einen starken Einfluss auf das Klima Europas aus. Die Stärke der Westwinde und der Verlauf von Stürmen werden beeinflusst. Kalte und trockene Winter könnten somit häufiger auftreten.

Quelle: Geophysical Research Letters, Februar 2006

Datenübertragung für Tsunami-Frühwarnsystem erfolgreich getestet

Bremerhaven, den 15. November 2007. Ein neu entwickeltes Bodendruck-Messsystem soll Tsunamis schon kurz nach ihrer Entstehung auf der hohen See erkennen, um Vorwarnzeiten zu optimieren und Fehlalarme zu vermeiden. Wissenschaftler der Arbeitsgruppe “Marine Messsysteme³ des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft leiten das Teilprojekt und haben das Messsystem im November 2007 in der Tiefsee vor den Kanarischen Inseln erfolgreich getestet. Damit ist ein weiterer Meilenstein bei der Entwicklung des Tsunami-Frühwarnsystems für den Indischen Ozean (GITEWS) erreicht.

Das GITEWS-Projekt wird federführend vom GeoForschungsZentrum Potsdam geleitet. Wissenschaftler am Alfred-Wegener-Institut entwickeln einen Teil der Simulations-Komponente und – in Zusammenarbeit mit den Firmen Optimare und develogic, sowie dem Zentrum für Marine Umweltwissenschaften (MARUM) und der University of Rhode Island – das so genannte PACT-Bodendruck-Messsystem (Pressure based Acoustically Coupled Tsunami detector) zur Echtzeit-Ermittlung des Meeresspiegelanstiegs im tiefen Ozean.

Das deutsche Tsunami-Frühwarnsystem ist einzigartig, da es eine Vielzahl von Informationen verarbeitet, um schnellstmöglich eine umfassende und präzise Lageeinschätzung bereitstellen zu können. Messwerte der Erschütterungen und der horizontalen Verschiebungen des Bodens vor der Küste Indonesiens liefern dabei innerhalb von wenigen Minuten eine klare Vorstellung von der Lage und Stärke eines Seebebens, die im Warnzentrum zur Auswahl von vorab berechneten Simulationen über die mögliche Ausbreitung eines Tsunami dienen. Allerdings löst nicht jedes Erdbeben am Meeresgrund einen Tsunami aus. “Um sich hierüber Klarheit zu verschaffen und um nervenzehrende und kostspielige Fehlalarme zu vermeiden, gibt es nur einen Weg: den Meeresspiegelanstieg direkt zu messen³, sagt PACT-Projektleiter Dr. Olaf Boebel vom Alfred-Wegener-Institut.

Die Meeresspiegelmessung muss dabei vor der Küste im tiefen Ozean erfolgen. Dort, bei Wassertiefen von mehreren tausend Metern, ist eine Tsunamiwelle mehrere hundert km/h schnell, aber nur wenige bis einige zehn Zentimeter hoch und um die hundert Kilometer lang. Erst an der Küste oder im Flachwasserbereich türmt sich die Tsunamiwelle zu einer meterhohen Wasserfront auf. Um den geringen Meeresspiegelanstieg des tiefen Ozeans dennoch zuverlässig und präzise feststellen zu können, werden Bodendrucksensoren eingesetzt. Die Druckfühler sind am Meeresboden platziert und können feststellen, ob sich der Meeresspiegel oberhalb der Sensoren ändert. Durch das Gewicht des zusätzlichen Wassers erhöht sich der Druck am Meeresboden dabei geringfügig um wenige tausendstel Prozent, eine minimale Veränderung, die von den bei der Firma Optimare in Bremerhaven gebauten, hochpräzisen PACT-Bodeneinheiten zuverlässig gemessen wird. Druckschwankungen aufgrund der wesentlichen kürzeren, aber auch höheren Seegangswellen mitteln sich
dabei auf Grund der Einsatztiefe der Bodendrucksensoren heraus.
Wie aber können die möglicherweise lebenswichtigen Informationen über eine solche Druckänderung vom Meeresboden an das Warnzentrum weitergereicht werden? Genau hier lag eine der großen technischen Herausforderungen des PACT-Projektes, der sich die Firma develogic aus Stuttgart unter Nutzung neuester Technologien annahm. Ähnlich wie bei einem Faxgerät werden die Informationen in einem akustischen Modem in eine Folge von Tönen ­ dem so genannten Telegramm – umgesetzt und an ein zweites Modem übertragen. Letzteres ist, nahe der Meeresoberfläche, mit einer Boje verbunden, von wo aus die Daten per Satellit an das Warnzentrum weitergeleitet werden.

Aufgabe des PACT-Teilprojektes im GITEWS Gesamtprojekt ist die Neuentwicklung eines zuverlässigen, kompakten und energetisch hocheffizienten Systems, das den Druck am Meeresboden alle 15 Sekunden misst, auswertet und ­ im Falle eines Tsunami-Ereignisses ­ die Informationen an das Oberflächenmodem schickt. Ein wichtiger Meilenstein der seit etwa zwei Jahren laufenden Entwicklungsarbeiten ist der vor kurzem abgeschlossene erfolgreiche Test des PACT-Systems nördlich der Kanarischen Inseln an einer vom Zentrum für Marine Umweltwissenschaften ( MARUM, Bremen) bereitgestellten Testverankerung. Dabei wurden Druckdaten über jeweils mehrere Tage hinweg mehrfach aus mehr als 3100 Meter Tiefe an das Oberflächenmodem geschickt. Wichtigstes Ergebnis: Keines der Datentelegramme ging verloren, eine notwendige Voraussetzung für das zuverlässige Funktionieren des Warnsystems.
Das somit erfolgreich getestete System wird nun in die vom GFZ entwickelte Oberflächen-Boje und das gesamte Frühwarnsystem integriert. Weitere Tests im Mittelmeer Anfang nächsten Jahres sollen den Einfluss verschiedener Wetterbedingungen auf die Zuverlässigkeit der Übertragungen untersuchen. “Die kommenden Winterstürme werden uns sicherlich Gelegenheit geben, die Grenzen des Systems kennen zu lernen³, so Boebel.

Die Technologiegruppe “Marine Messsysteme³ am Alfred-Wegener-Institut besteht seit Januar 2005. Sie setzt sich aus Ozeanographen, Physikern, Biologen und Umweltwissenschaftlern zusammen und ist auf die Entwicklung und Nutzung innovativer Messsysteme für die meereswissenschaftliche Forschung und Umweltschutz spezialisiert. Weitere Informationen finden Sie im Internet unter: http://www.awi.de/en/research/new_technologies/marine_observing_systems/

Informationen zum Deutsch-Indonesischen Tsunami-Frühwarnsystem finden Sie auf den Projektseiten unter www.gitews.de. Neben dem Alfred-Wegener-Institut sind als Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft das GeoForschungsZentrum Potsdam (Projektkoordination), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das GKSS-Forschungszentrum Geesthacht beteiligt.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der fünfzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Land- und Forstwirtschaft heizen Klimawandel an
Forscher weisen Temperaturanstieg von rund 1,7 Grad Celsius nach

Klagenfurt (pte020/15.04.2014/12:07) – Die von vielen Bauern immer intensiver betriebene Land- und Forstwirtschaft hinterlässt gravierendere Klimaschäden als bisher angenommen. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt (AAU) http://aau.at in ihren aktuellen Untersuchungen. Danach können Veränderungen in der Landnutzung von bestehenden landwirtschaftlichen Flächen wie auch im Waldmanagement das lokale Klima zu einem ähnlichen Ausmaß verändern wie der Umbruch von natürlicher Vegetation in Ackerland.

Starker Landnutzungswandel

"Klimamodelle, die die Auswirkungen des Landnutzungswandels ausklammern, ignorieren einen bedeutenden Faktor in der aktuellen Klimadiskussion und können daher keine umfassende Bewertung des durch den Menschen verursachten Einflusses auf das Klima vornehmen", unterstreicht Co-Studienautor Karlheinz Erb, der am Institut für Soziale Ökologie der AAU arbeitet und forscht.

Die Wissenschaftler fassten Satellitenbeobachtungen und Bodenmessungen von gemäßigten Regionen in Nordamerika und Eurasien zusammen, um die direkten klimatischen Auswirkungen von Landbedeckungsveränderungen und Landnutzungspraktiken auf die Energiebilanz von Ökosystemen zu untersuchen. Dabei kamen die Forscher in beiden Fällen zu dem Ergebnis: Wenn alle Abkühl- und Erwärmungseinflüsse berücksichtigt werden, kommt es zu einem Temperaturanstieg von rund 1,7 Grad Celsius.

Nahrungsmittel- und Ressourcenbedarf

Aus den Forschungsergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass die Intensivierung von Land- und Forstwirtschaft zur Deckung des steigenden Nahrungsmittel- und Ressourcenbedarfes direkte klimatische Folgen haben wird. Daher raten die Klagenfurter dazu, diese Faktoren bei der Analyse des Problems neben den direkten Treibhausgasemissionen mitzuberücksichtigen – vor allem wenn es um die Formulierung von politischen Möglichkeiten und Strategien zur Bekämpfung des Klimawandels geht.

Edmonton (pte/03.10.2006/15:35) – Wolken von Seeläusen aus Aquafarmen
infizieren und töten bis zu 95 Prozent der jungen Wildlachse, wenn
diese auf dem Weg ins Meer sind. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie
um den Wissenschaftler Martin Krkosek von der University of Alberta in
Edmonton. Den Forschern ist es damit erstmals gelungen zu beweisen,
welche verheerenden Auswirkungen die Zuchtlachse unter ihren
freilebenden Artgenossen anrichten.

"Es ist ein weitere Feststellung, wie gefährlich die Auswirkungen der
Zucht für die wild lebenden Tiere sein können", schreiben die Forscher
in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Proceedings of the
National Academy of Sciences http://www.pnas.org. Die Fischfarmen sind
deswegen errichtet worden, damit die Supermärkte mit billigen Angeboten
überschwemmt werden, merkt das Wissenschaftsmagazin National Geographic
an. "Die wild lebenden Tiere sind durch Überfischung bis an den Rand
des Aussterbens gedrängt worden, nun gibt es Zuchtlachse, die
dementsprechend billig sind." Schon im Vorjahr hatte das Forscherteam
festgestellt, dass die Wildlachs-Bestände durch Seeläuse aus
Zuchtbetrieben wesentlich stärker gefährdet sind als angenommen
(pressetext berichtete http://www.pressetext.at/pte.mc?pte=050330040 ).
Seeläuse sind parasitische Krustentiere, die auch Fische befallen.

"Diese neuen Resultate werden die Debatte um Zuchtlachse aus Aquafarmen
definitiv neu anregen", zeigt sich der Fischereiexperte Ray Hilborn von
der University of Washington in Seattle überzeugt. Seeläuse sind für
adulte Lachse keine besonders große Gefahr und kommen auch häufig vor.
Für Jungtiere bedeuten diese Parasiten aber häufig den Tod, da diese
große Löcher in die Haut der Fische bohren und dort offene Wunden
hinterlassen. Ein weiteres Problem für die Wildbestände sind
freigekommene Zuchttiere. In einer anderen Studie konnten 80 Prozent
der Lachsbestände in Norwegen zu Fischfarmen zurückverfolgt werden. Im
Jahr 2002 sind mehr als 600.000 Lachse aus einer einzigen Fischfarm auf
den Färöer-Inseln freigekommen. In Schottland sollen es mittlerweile
auch über eine Million solcher Lachse geben, die von Zuchtfarmen in die
Wildnis gelangten. "Das Problem hier entsteht, weil die Zuchtformen
jene sind, die einen klaren kompetativen Vorteil genießen und die
regulären heimischen Arten verdrängen", so Jeremy Read, Direktor des
Atlantic Salmon Trust http://www.atlanticsalmontrust.org, einer
Umweltorganisation zum Schutz der Lachse.

"Wir haben immer schon vor den Auswirkungen der Aquakulturen gewarnt.
Bei den Lachsfarmen muss man von einer Massentierhaltung sprechen, noch
schlimmer ist die Mast von Tunfischen", so Nina Thüllen, Meeresbiologin
bei Greenpeace-Österreich http://www.greenpeace.at , im
pressetext-Interview. Thüllen sieht neben den Krankheiten und Parasiten
das größte Problem allerdings bei der Nahrung der Zuchtlachse. "Das ist
eine reine Proteinverschiebung, denn Zuchtfische brauchen Fischmehl als
Nahrung. Und dieses stammt wieder aus dem Meer", so Thüllen. Andere
Arten würden hemmungslos abgefischt, damit man genügend Futter für die
Aquafarmen zur Verfügung habe. "Damit wird erneut ein Freibrief für den
Raubbau mit unkontrollierter Fischerei in den Meeren gegeben." Ein
weiteres Problem stelle die große Menge an Fäkalien aus den Aquafarmen
dar. Die Menge an eingesetzten Antibiotika wurde durch das Einführen
von Impfaktionen jedes einzelnen Lachses zurückgedrängt.

Mannheim, 30.05.2008 – Steigerung der Kapazitäten bei der Holzpelletproduktion trägt zur anhaltenden Preisstabilität beim Brennstoff bei. Der Deutsche Energie-Pellet-Verband e.V. (DEPV) rechnet für dieses Jahres mit einer Produktionskapazität von ca. 1,3 Millionen Tonnen Pellets in Deutschland.  
Pelletpreis seit einem Jahr konstant bei rund 180 Euro/Tonne
„Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern und Strom stehen Holzpellets verlässlich für Preisstabilität“, sagte der Geschäftsführer des Deutschen Energie-Pellet-Verbandes (DEPV), Martin Bentele, am Freitag, 30.Mai 2008, in Mannheim. Schon seit über einem Jahr bewegt sich der Pelletpreis bundesweit bei rund 180 Euro/Tonne. „Hierfür sind auch die deutlich ausgeweiteten Produktionskapazitäten verantwortlich“, sagte Bentele und verwies auf eine aktuelle Umfrage des DEPV unter den deutschen Pelletproduzenten. Danach wurden im ersten Quartal 2008 rund 325.000 Tonnen Holzpellets erzeugt, was im Vergleich zum Vorjahr, eine Steigerung um rund 120 Prozent bedeutet. In 2007 wurden nach der Umfrage in Deutschland rund 1,1 Millionen Tonnen Pellets erzeugt. „Für das laufende Jahr rechne ich mit einer Produktion von rund 1,3 Millionen Tonnen“, betonte der DEPV-Geschäftsführer, was gegenüber dem Jahr 2005 eine Steigerung um 500 Prozent bedeuten würde. 
Der Inlandsverbrauch der hier produzierten Holzpellets betrug im Jahr 2007 knapp 50 Prozent. Die Ursache hierfür liegt, laut DEPV, in einem noch unbefriedigenden Absatz. In diesem Jahr rechnet Bentele in Deutschland mit einem Anwachsen des Bestands auf 100.000 Pelletheizungen. Die restliche Produktion werde notgedrungen exportiert, vor allem nach Belgien oder Skandinavien, wo Pellets in Kohlekraftwerken zur Verbesserung der CO2-Bilanz eingesetzt würden. Unsicherheiten um die Deckung der Nachfrage sind durch die aktuelle Überproduktion widerlegt. Spätestens im kommenden Jahr rechnet der DEPV mit einem deutlichen Nachfrageanstieg. Die Produktion ist darauf gut vorbereitet, sagte Bentele. 500.000 Pelletheizungen könnten mit der gegenwärtigen Produktionskapazität bedient werden, die vom DEPV für 2008 auf bis zu 2,5 Millionen Tonnen beziffert wird. Auf die preisliche Entwicklung wirkt die hohe Produktion stabilisierend. Ein durchschnittlicher Haushalt (3.000 Liter Heizöläquivalent/Jahr) kann beim Heizen mit Pellets (6 Tonnen, Pelletpreis Mai 2008: 178 Euro/Tonnen) gegenüber Heizöl (Heizölpreis 29.Mai 2008: 94 Euro/100 Liter) rund 1.750 Euro bzw. über 250 Prozent der Betriebskosten einsparen.  
Rund 60 Unternehmen produzieren in Deutschland Holzpellets
Mit der Steigerung der Pelletproduktion hat auch die Anzahl der Pelletproduzenten weiter zugenommen. Sie liegt heute bundesweit bei 60 Unternehmen, mit Schwerpunkt in den bewaldeten Mittelgebirgen in Süd- und Mitteldeutschland. Dies liegt vor allem daran, dass Pellets zum überwiegenden Teil aus Holzspänen produziert werden, die in Sägewerken bei der Schnittholzproduktion anfallen. „Die Bundesländer mit den größten Waldflächen und Sägewerkskapazitäten sind Bayern und Baden-Württemberg mit zusammen rund 70 Prozent“, sagte Bentele. Auch bei der Verteilung der Heizungen sei eine Südlastigkeit festzustellen. Rund 40 Prozent der Anlagen stünden in Bayern, 20 Prozent in Baden-Württemberg. Jeweils knapp 10 Prozent in Hessen, Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen.

IPCC-Bericht warnt vor katastrophalen Klimaschäden

Sydney (pte/30.01.2007/13:50) – Das berühmte Great Barrier Reef an der
Ostküste Australiens könnte schon bald zu einem toten Riff werden,
befürchten Forscher. Wenn nämlich die Wassertemperaturen derart hoch
bleiben, werden die Korallen dies nicht überleben, sondern die bereits
vorhandene Korallenbleiche weiter antreiben, berichtet die australische
Tageszeitung The Age http://www.theage.com.au/ .

Der UN-Ausschuss für den Klimawandel – dem Intergovernmental Panel on
Climate Change (IPCC) http://www.ipcc.ch/ -, der zurzeit mit 500
Forschern in Paris tagt, geht von dieser tristen Situation aus. Zudem
warnen die Experten davor, dass die Erwärmung in den Küstenregionen
Milliarden Dollar an Schäden verursachen werden. Bei weiter anhaltender
Erwärmung könnte die Korallenbleiche zu einem jährlichen Ereignis
werden. Ein weiteres Problem, das mit der Erwärmung einhergeht, ist die
Übersäuerung des Meerwassers. Das Barrier-Riff ist mit seiner
Gesamtlänge von mehr als 2.000 Kilometern der größte lebende Organismus
des Planeten Erde. Es ist auch das einzige "Lebewesen", das sogar vom
Weltraum aus sichtbar ist. Mehr als 1.500 Fischarten leben dort. Zudem
gehört das Riffsystem zu den größten Tourismusattraktionen Australiens,
das jährlich Millionen von Besuchern anlockt.

"Wir werden uns darauf einstellen müssen, dass die Zahl der
Korallenriffe unter den gegebenen Umständen deutlich abnehmen wird", so
der Wiener Meeresbiologe Jörg Ott von der Universität Wien
http://www.univie.ac.at/marine-biology im pressetext-Interview. Dabei
könne es sein, dass sie auf ein Zehntel ihres einstigen Bestandes
zurückgehen, meint Ott. Wobei es zu großen regionalen Unterschieden
kommen werde. "Wenn die dünne Haut der lebenden Substanz von Korallen
zerstört ist, geht die weitere Zerstörung eines Riffes schnell vor
sich", erklärt der Wissenschaftler. Es gebe aber Berichte, wonach
einige der Korallenriffe sich in den vergangenen Jahren wieder erholt
hätten. "Ein Negativ-Faktor ist allerdings die Übersäuerung der Ozeane,
denn diese erschwert es kalkhaltigen Lebewesen wie Korallen oder
Muscheln Kalk zu bilden." Die Versauerung sei definitiv auf eine
Erhöhung des CO2 zurückzuführen. "Durch diese Tatsache werden die
Korallen quasi in einen Zangenangriff genommen: Einerseits wollen ihre
Symbionten das wärmere Wasser nicht, andererseits macht die
Übersäuerung die Bildung von Kalk schwerer", erklärt Ott abschließend
im pressetext-Interview.

Die gesamte IPCC-Studie sollte erst am Freitag veröffentlicht werden.
Bekannt wurde aber bereits jetzt, dass sich die Temperaturen bis 2100
um bis zu 4,5 Grad weiter erhöhen werden. Damit verbunden werde der
Meeresspiegel zwischen knapp 13 und 58 Zentimetern steigen. Der Bericht
des IPCC liefert die bisher umfassendste wissenschaftliche Grundlage
für die internationale Politik. IPCC-Präsident Rajendra Pachauri
kündigte Beweise dafür an, dass der CO2-Ausstoß den Klimawandel
beeinflusse. Er hoffe, die Studie werde die Menschen schockieren und
die Regierungen zum Handeln bringen. "Nie war der Bedarf an
verlässlichen Daten zur Erderwärmung so groß wie heute", so Pachauri.
Seit dem letzten Bericht 2001 beschleunigte sich der Anstieg des
Meeresspiegels ebenso wie das Schmelzen der Gletscher. Der Ausstoß von
Treibhausgas ist weiter gestiegen. Die UN-Wissenschaftler fürchten, der
vom Menschen in Gang gebrachte Klimawandel könnte nicht mehr gestoppt
werden.

Neu entwickeltes Länder-Ranking zur Energiewende

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat einen Index entwickelt, der ermittelt, inwieweit die Energiewende in verschiedenen Ländern weltweit bereits fortgeschritten ist. Dieser »Energy Transformation Index« (ETI) misst sowohl die Etablierung erneuerbarer Formen der Stromerzeugung wie Photovoltaik als auch die wirklich effiziente Nutzung der Energie.

Deutschland liegt beim Voranschreiten der Energiewende hinter den Ländern Schweden, Brasilien und Italien gleichauf mit Japan und Großbritannien auf Platz vier. Das ergibt der »Energy Transformation Index« (ETI), ein neues Ranking, welches das Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE künftig regelmäßig zusammen mit der International Solar Energy Society ISES veröffentlichen wird. »Bislang gab es keinen methodischen Ansatz, mit dem wir den Fortschritt einzelner Länder und Regionen auf dem Weg zur Energiewende quantitativ beschreiben könnten«, sagt Prof. Dr. Eicke Weber, Leiter des Fraunhofer ISE. Der nun entwickelte ETI erlaube es erstmals, die Situation eines Landes diesbezüglich durch eine griffige Zahl zu beschreiben. »Im Vergleich zu anderen Staaten zeigt sich dabei, dass die Energiewende hierzulande gar nicht so weit fortgeschritten ist, wie es allgemein angenommen wird«, so Weber.

»Grundlage für diesen neuen Index ist eine Idee, die vor zwei Jahren auf der Jahrestagung des ForschungsVerbunds Erneuerbare Energien FVEE vorgestellt wurde«, berichtet Weber. Die damalige Darstellung beschrieb auf der x-Achse den Anteil regenerativer Energien am gesamten Strommix. Auf der Ordinate fand sich die Energieeffizienz als Quotient von Bruttoinlandprodukt (BIP) beziehungsweise »gross domestic product« (GDP) und dem Energieverbrauch. »Die hier definierte Energieeffizienz ist das Inverse der bekannten Energieintensität des BIP, die beschreibt, wie viel Energie man benötigt, um eine Einheit des GDP zu produzieren«, so Weber. »Der inverse Betrag, der beschreibt, wie viel Dollar an Wirtschaftsleistung man für eine Energieeinheit erhalten kann, sollte so groß wie möglich sein und ist daher als Ordinate eines derartigen Graphen gut geeignet.«

»Nachdem der Fortschritt bei der Transformation des Energiesystems in beiden wesentlichen Aspekten, der Energieeffizienz und dem Ausbau erneuerbarer Energien, anschaulich deutlich wurde, gab es die Überlegung, ob daraus nicht eine griffige Zahl entwickelt werden könnte«, so Weber über die Entstehung des »Energy Transformation Index«. Um allerdings Konsistenz zu gewährleisten, musste auch auf der Abszisse ein Bezug zum gesamten Energieverbrauch hergestellt werden. »Als Zielpunkt der Transformation des Energiesystems sollte hier natürlich ein Anteil von 100 Prozent regenerativer Energien stehen, auf der Ordinate dagegen ist ein Zielpunkt der Energieeffizienz schwieriger zu definieren«, erklärt Weber. Das Fraunhofer ISE wählte als Ziel des Effizienzwerts zwei Dollar pro Kilowattstunde, also in etwa das Doppelte der heutigen Effizienz von Deutschland.

Um nun einen Index zu erstellen, war es der erste Ansatz, die Länge des Vektors vom Ursprung (0,0) mit dem jeweiligen Punkt für ein spezifisches Land zu berechnen, und diese Länge durch die Länge des optimalen Vektors zu teilen. »Eine genauere Analyse zeigt jedoch, dass dieser Ansatz Abweichungen auf dem Weg zum idealen Punkt belohnen würde«, so Weber, »denn Länder, die zunächst nur einen der beiden Faktoren betonten, schnitten besser ab als Staaten, die bereits auf dem idealen 45-Grad-Weg voranschritten.« Daher machte es Sinn, als Index die Projektion des Vektors eines bestimmten Landes auf die Diagonale zu definieren, geteilt durch die Länge des idealen Vektors.

ETI Ranking ausgewählter Länder. ©Fraunhofer ISEIm Resultat liegt Schweden in dem auf der ISES Tagung vorgestellten ersten Ranking von 17 Staaten an erster Stelle mit einem ETI von 40 knapp vor Brasilien mit 39. Deutschland (30) folgt hinter Italien (34) zusammen mit Japan (30) und Großbritannien (30) gleichauf auf dem vierten Rang. Bei der Zuwachsrate seit dem Jahr 1990 liegt Deutschland jedoch zusammen mit Großbritannien an der Spitze. Auf abgeschlagenen Plätzen beim aktuellen Indexwert finden sich derzeit Länder wie die USA (18) und China (11) wieder. Das ETI Ranking hat auch einen direkten Bezug zur Klimaproblematik. 100% erneuerbare Energien bedeuten auch keine CO2 Emissionen mehr aus dem Energiesektor, und auch die Verbesserung der Energieeffizienz wirkt sich natürlich direkt in der Verminderung von CO2 Emissionen aus.

»Künftig möchten wir jährlich ein derartiges Ranking veröffentlichen, um zu dokumentieren, welche Länder die Energiewende ernsthaft angehen, und wer dabei zurück bleibt«, so Weber. Als Basis sollen dabei die Werte für die 82 wichtigsten Staaten berücksichtigt werden. »Wir erwarten, dass diese regelmäßige Veröffentlichung einen weiteren Ansporn liefert, die globale Aufgabe der Energiewende auch wirklich effektiv anzugehen«, sagt Weber, »denn die Menschheit kann auf Dauer nur nachhaltig auf unserem Planeten leben.«

Neue Entdeckungen vor der Küste Mittelamerikas

Die Tiefsee, ein kalter lichtloser Ort ohne Leben? Weit gefehlt, auch
in dieser lebensfeindlich anmutenden Umgebung gibt es Regionen mit
Lebensformen, hoch spezialisiert und angepasst an diese Verhältnisse.
In solchen Regionen brodelt es, Gase entweichen aus dem Boden, Erdbeben
erschüttern den Meeresgrund und können Schlammlawinen auslösen. Die
Ursache liegt tiefer unter dem Meeresboden. Dort, an den Grenzflächen
zweier Erdplatten wird Meeresboden vernichtet, aufgeschmolzen,
recycelt. Was dort genau passiert, was dort am Meeresboden lebt und
welche Stoffe und Energien umgesetzt werden, sind Fragestellungen des
Kieler Sonderforschungsbereichs 574 (Volatile und Fluide in
Subduktionszonen). Er beschäftigt sich mit der Rückführung von
Volatilen (leichtflüchtigen, zum Teil klimaaktiven Substanzen), vom
Beginn der Subduktionszone bis zum Vulkangürtel, sowie der Auswirkung
auf Erdbeben und Hangrutschungen.

Die Expedition M66-2 mit dem Forschungsschiff METEOR unter der Leitung
von Dr. Gregor Rehder vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften
(IFM-GEOMAR) an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
(IFM-GEOMAR), ging ins bisherige Hauptarbeitsgebiet des
Sonderforschungsbereichs (SFB), vor die Küsten Costa Ricas und
Nicaraguas. Ausgerüstet mit modernster Meerestechnik, wie dem
Tiefseeroboter (ROV[1]) QUEST des MARUM Bremen, wurden zwischen 400 und
2000 m Wassertiefe Gebiete untersucht, in denen Wässer aus großen
Sedimenttiefen, befrachtet mit Gasen und Nährstoffen, an die
Sedimentoberfläche gelangen. Hier ermöglichen sie, unter Verwendung von
Methan und Entstehung des für die meisten Organismen toxischen
Schwefelwasserstoffs, den Aufbau der einzigartigen Lebensgemeinschaften
der Oasen der Tiefsee.

Die unterseeischen Quellen sind Endstation eines komplizierten
Flüssigkeitskreislaufes. Große Mengen wasserreicher Sedimente werden am
mittelamerikanischen Tiefseegraben unter die Festlandsplatte geschoben.
Auf dem Weg in immer größere Tiefe entstehen mit Methan und Nährstoffen
angereicherte Fluide, die unter zunehmender Hitze und unter der Last
des Kontinents aus den Sedimenten ausgedrückt werden und auf
verschiedenen Wegen an die Oberfläche des Meeresbodens zurückgelangen.

Besonderes Highlight der Fahrt war vor allem die Entdeckung von
hochaktiven, von Bakterienmatten besiedelten Kratern. „Damit haben wir
neben den schon vorher untersuchten Mounds (Sedimenterhebungen) und den
durch das Kollidieren von Seebergen mit der Kontinentalplatte
entstehenden Hangrutschungen eine dritte geologische Form der
Entwässerung vor Costa Rica gefunden, die wir noch gar nicht kannten.
Diese Entdeckung beim letzten Tauchgang der Expedition wird uns noch
länger beschäftigen“, kommentiert Fahrtleiter Gregor Rehder.

Zudem konnten an einer Hangrutschung, dem „Jaco Scarp“, erstmals
nachgewiesen werden, dass die dort entweichenden methanhaltigen Wässer
aus mehreren Kilometern Tiefe aufsteigen. Dies war bisher nur von
einigen der Sedimenterhebungen bekannt und spielt eine wichtige Rolle
für eine im SFB entdeckte Beziehung zwischen der Entwässerung von
Mineralien und dem Einsetzen von Erdbeben.

Die Beute der Wissenschaftler ist neben einzigartigen Videoaufnahmen,
eine Vielzahl von Proben, die bereits an Bord detaillierten Analysen
unterzogen worden und nun in den Speziallaboren weiter bearbeitet
werden.

Der Sonderforschungsbereich 574 wurde im Jahr 2001 eingerichtet. Kieler
Forscher von Universität und Leibniz-Institut für Meereswissenschaften
erkunden die geologischen Prozesse an Kontinentalrändern. Der
Stoffaustausch an diesen Subduktionszonen ist ein wichtiger Regelfaktor
für das globale Klima.

Mit den neuen Puzzleteilen aus der Tiefsee werden die Wissenschaftler
nun versuchen, die komplexen Prozesse am Kontinentalhang Mittelamerikas
und ihre Auswirkung bis zum Vulkangürtel an Land besser zu verstehen.
Auch wenn die Forscher des Sonderforschungsbereichs in Zukunft ihr
Hauptaugenmerk an die Kontinentalabhänge vor der chilenischen Küste
verlagern, werden sie, so oft es geht, nach Costa Rica zurückkehren.
Vieles liegt dort noch in der lichtlosen Weite der Tiefsee verborgen.

Fakten zur Ausfahrt:

METEOR-Expedition M66: Erste von drei Fahrtabschnitten des SFB 574 auf METEOR

M66-2 A und B

Leg A Curacao – Panamakanal- Corinto (Nicaragua) 22.09. – 01-10.: Transit + geophysikalische Arbeiten

Leg B Corinto – Caldera (Costa Rica) vom 02.10-23.10.: Oberflächennahe
Biogeochemie und Mikrobiologie, mit Einsatz des ROV QUEST von MARUM

An der Forschungsfahrt M66 nahmen ebenfalls Professor Klaus Wallmann,
Dr. Claus-Dieter Garbe-Schönberg und Dr. Peter Linke teil – jeweils mit
unterschiedlichen Fragestellungen und Forschungsansätzen aus dem
Zusammenhang des Sonderforschungsbereichs. Beteiligt war das
Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen.

Fahrtteilnehmer: Mitarbeiter des SFB 574 (Universität Kiel und
IFM-GEOMAR). 8 Mitarbeiter des MARUM Bremen (ROV Crew), 3 Mitarbeiter
MPI für Mikrobiologie, Bremen.

Durch Verbrauch fossiler Brennstoffe produziert jede Person auf unserem
Planeten täglich im Durchschnitt elf Kilogramm Kohlendioxid, die in die
Atmosphäre gelangen. Vier Kilogramm davon werden von den Weltmeeren
aufgenommen, was den Treibhauseffekt mildert. Unglücklicherweise
reagiert das Kohlendioxid mit dem Meerwasser zu Säure, welche die
Kalkschalen vieler Meeresbewohner auflösen kann.

Die jetzt im Wissenschaftsmagazin Nature unter Mitwirkung des
Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung veröffentlichte
Studie einer Gruppe von 27&nbs p;Meeresforschern aus Europa, Japan,
Australien und den USA zeigt, dass die Versauerung der Meere in den
Polargebieten bereits in fünfzig bis hundert Jahren zu einem
Verschwinden wichtiger Meeresorganismen führen könnte, viel früher als
bisher angenommen. Bedroht sind vor allem Seegurken, Kaltwasserkorallen
und im Wasser schwebende Flügelschnecken. Da diese Tiere eine wichtige
Nahrungsquelle für andere Tiere von Krebsen über Lachse bis zu Walen
darstellen, sind schwerwiegende Auswirkungen auf das gesamte polare
Ökosystem zu befürchten. Ursachen der Versauerung der Meere sind
eindeutig menschliche Einflüsse,&n bsp;die Forderung der Forscher
ist eine drastische Einschränkung der Treibgasemissionen.

Die Studie beruht auf weltweiten Messungen des Kohlenstoffgehalts der
Meere. "Um die Vorhersagen abzusichern, haben wir 13 alternative
Berechnungsmodelle mit den Daten gefüttert³, erklärt Prof. Reiner
Schlitzer vom Alfred-Wegener-Institut. "Beim Vergleich der Ergebnisse
gab es kleine Unterschiede zwischen den unterschiedlichen Modellen,
aber die grundsätzliche Aussage war immer die gleiche: Die Meere
versauern viel schneller als bisher angenommen.³ Nach Ansicht der
Wissenschaftler ist die Vorhersage deutlich sicherer als derzeitige
Klimaprognosen, da die Aufnahme von Kohlendioxid durch die Meere
einfachen Gesetzmäßigkeiten folgt und vergleichsweise wenig
Störfaktoren berücksichtigt werden müssen.

Die Computerberechnungen zeigen, dass bei dem derzeitigen Anstieg der
Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre bereits in fünfzig Jahren
in den Polarmeeren die Schalen der dort massenhaft vorkommenden
Flügelschnecken (Pteropoda) einfach aufgelöst werden würden. Die
wärmeren Meere folgen mit Zeitverzögerung. Der Leiter der Studie, Prof.
James Orr vom Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement
in Frankreich, meint: "Viele d er jetzt lebenden Menschen werden
erleben, wie die polaren Meere für einige der heutigen
Schlüsselorganismen unbewohnbar werden.³

Die Schale der Flügelschnecken besteht aus Aragonit, einer verbreiteten
Form des Kalziumkarbonats. Nur wenn das Meerwasser ausreichend mit
Aragonit gesättigt ist, können die Schalen der Flügelschnecken wachsen.
In den Berechnungen der Forscher und Forscherinnen werden bereits im
21. Jahrhundert die Aragonit-Konzentrationen in allen Weltmeeren stark
absinken. Betroffen sind nicht nur die Flügelschnecken, sondern auch
Seegurken und die besonders im Nordatlantik verbreiteten
Kaltwasserkorallen.&nb sp;Anders als ihre bekannteren tropischen
Verwandten wachsen Kaltwasserkorallen sehr langsam und sind schon heute
durch die Bodenschleppnetze der Fischerei stark bedroht. Ein
Verschwinden der Korallen würde auch zum Verschwinden der gesamten
Riffgemeinschaft aus Tiefseefischen, Aalen, Krabben und anderen
Organismen führen. Andere schalentragende Meeresbewohner, wie die
ökologisch wichtigen Kalkalgen, die für ihre Schutzgehäuse Kalzit
anstatt Aragonit nutzen, wären zu diesem Zeitpunkt nicht betroffen. Sie
hätten noch weitere fünfzig bis hundert Jahre Zeit, bis sie bei weiter
steigenden Kohlendioxidemissionen das gleiche  ;Schicksal ereilen
würde.

Experten fordert Senkung der Grenzwerte – Kleinste Teilchen am Schädlichsten

Leipzig/Graz (pte/01.09.2005/10:53) – Kleinste Feinstaubpartikel sind
nach Ansicht von Experten wesentlich gefährlicher als große. Zu diesem
Ergebnis kommen Forscher des Leibniz-Instituts für
Troposphärenforschung http://www.tropos.de in der jüngsten Ausgabe des
Wissenschaftsmagazins "Zwischenruf". Die Experten schlagen daher vor,
die seit Januar 2005 geltende EU-Richtlinie auf Partikel unter einem
Tausendstel Millimeter zu begrenzen. Zusätzlich müsse ein neuer
Massengrenzwert für Ruß eingeführt werden, fordern die Wissenschaftler.

Bisher gibt es Grenzwerte für Teilchen bis zu einer Größe von zehn
Mikrometer, berichten die Wissenschaftler um Alfred Wiedensohler vom
Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung. "Diese Richtlinien fordern
wir schon seit längerem", meint Institutsleiter Jost Heintzenberg im
Gespräch mit pressetext. Das Problem sei in der Forschung hinlänglich
bekannt. Die Messtechnik der vergangenen Jahre sei immer besser
geworden. Die Studienautoren forderten die Stilllegung der stärksten
Rußemitter unter den Lkw und Autobussen und die Minimierung von Öl- und
Kohleverbrennung beim Hausbrand. "Je nachdem, wo man die Messeinheit
errichtet, ergeben sich unterschiedliche Ergebnisse", meint
Heintzenberg. Einerseits sei es die Partikel bei der Verbrennung von
fossilen Brennstoffen andererseits jene, die beim Hausbrand entstehen.

Die gängigen Dieselpartikelfilter sind allerdings gänzlich ungeeignet,
jene Feinstpartikel oder Aerosole abzuscheiden, erklärt der
Wissenschaftler Gerhard Fleischhacker von CEF-Austria
http://www.cefaustria.at . "Die Effektivität der Partikelfiltersysteme
wird maßlos überschätzt", argumentiert der Experte im
pressetext-Interview. Es wurde bisher immer die Definition
vorenthalten, dass nur Partikel, die größer als fünf Mikrometer sind,
von der Abscheidung der Filter erfassbar sind und sich die
Abscheidungsgrade von 99 Prozent auf eine reine Reduktion der
emittierten Partikelmasse beziehen", erklärt Fleischhacker.
"Partikelgrößen, die kleiner als drei Mikrometer sind, können mit
diesen Partikelfiltern ausnahmslos nicht abgeschieden werden. Die
lungengängigen Feinstpartikel werden somit weiter an die Umwelt
abgegeben", führt der Wissenschaftler aus.

Wie gefährlich diese Partikel sind, erklärt auf Anfrage von pressetext
der Umweltmediziner und Chemiker Emil Hellemann, der sich seit Jahren
mit den Feinstpartikeln befasst. "Die Erkenntnisse der Leibniz-Forscher
entsprechen der Wahrheit. Besonders jene Teilchen, die unter einem
Mikrometer groß sind, sind extrem gefährlich", erklärt der Experte.
Grenzwerte sind nur ein Konsenspapier. Wesentlich sind die Oberflächen-
die Strukturbeschaffenheit der Teilchen. Demnach müssen diese Partikel
individuell untersucht werden. "Fest steht jedoch, dass die
pathophysiologischen Eigenschaften der Feinstpartikel unterschätzt
werden. Sie sind derart klein, dass sie sogar die Zellmembran
durchwandern können, sich mit Schaltproteinen verbinden", warnt
Hellemann. "Wir sind nicht in der Lage derzeit zu sagen, welchen
Schaden sie tatsächlich anrichten. Für die Medizin wird dieses Problem
allerdings ein großes Rufzeichen werden". Hellemann kritisiert, dass
die Erkenntnisse nicht neu sind, aber es acht bis zehn Jahre gedauert
hat, den Ernst der Situation auch nur annähernd zu erkennen.