Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klimaerwärmung verringert Kühleffekt der Wälder

17.09.2009
Jülicher Forscher weisen veränderte Ausdünstungen von Bäumen nach

Bei steigenden globalen Temperaturen verlieren Wälder ihr Potenzial, klimakühlend zu wirken. Ein Team des Forschungszentrums Jülich hat jetzt entdeckt, dass durch veränderte Ausdünstungen der Bäume die Bildung von Schwebeteilchen erschwert wird.

Weil diese Teilchen aber Wolkentröpfchen als Kondensationskeime dienen, wären eine geringere Bewölkung und damit vermehrte Sonneneinstrahlung auf den Erdboden die Folge. Die Ergebnisse der Jülicher Forscher veröffentlicht die renommierte Fachzeitschrift "Nature" in ihrer aktuellen Ausgabe.

Der typische Duft eines Waldes rührt von Monoterpenen her, den Hauptbestandteilen von ätherischen Ölen. Diesen flüchtigen organischen Verbindungen wird eine bedeutende Rolle bei der Bildung von Aerosolen - Schwebeteilchen in der Luft - zugeschrieben, die wiederum an der Entstehung von Wolken beteiligt sind. Weil Bäume bei höheren Temperaturen mehr Monoterpene ausdünsten, sind Forscher bislang zu dem Schluss gelangt, dass steigende Temperaturen für eine verstärkte Wolkenbildung sorgen - vor allem über den Wäldern der nördlichen kaltgemäßigten Klimazone in Skandinavien, Sibirien und Kanada. Durch die zusätzlichen Wolken würde die Klimaerwärmung abgemildert, weil dann weniger Sonnenstrahlung bis zum Erdboden durchdringt.

Die neuen Ergebnisse des Teams der Jülicher Physikerin Dr. Astrid Kiendler-Scharr widersprechen dem jedoch. Die Forscher haben die Wirkung des Stoffes Isopren untersucht, der bei steigenden Temperaturen ebenfalls verstärkt von den Bäumen abgesondert wird. Es stellte sich heraus, dass Isopren mit Hydroxylradikalen reagiert und dadurch deren Konzentration in der Luft verringert. Hyroxylradikale entstehen in der Atmosphäre aus Ozon und Wassermolekülen unter dem Einfluss von UV-Strahlung. Sie bauen viele luftverschmutzende Spurengase in der unteren Luftschicht ab. Das Team um Kiendler-Scharr konnte nun aber ebenfalls nachweisen, dass genau diese Hydroxylradikale auch zur Bildung der Aerosole benötigt werden. Ohne diese Radikale können die Monoterpene keine Aerosole bilden.

Das Fazit der Forscher: Isopren nimmt den Monoterpenen die Hydroxylradikale weg. Dadurch nimmt die Produktion von Aerosolen ab. Die Folge davon ist eine Abnahme der Wolkenbildung. Bei steigenden Temperaturen wird die Isopren-Ausdünstung der Wälder wesentlich stärker zunehmen als ihre Monoterpen-Ausdünstung. Daraus haben die Jülicher Wissenschaftler hochgerechnet, dass die Aerosol-Produktion bis zum Jahr 2100 um 20 Prozent vermindert wird. Das würde den Kühleffekt durch Wolken um 12 Prozent verringern.

Mit ihrer Entdeckung können die Forscher außerdem ein bisher ungeklärtes Phänomen enträtseln. Weil die Bäume umso mehr Monoterpene abgeben, je wärmer es ist, hätte man eigentlich erwartet, dass die Aerosol-Produktion über Wäldern im Sommer am größten ist. Tatsächlich hat sie aber jeweils im Frühjahr und Herbst ein Maximum. Warum das so ist, können Kiendler-Scharr und ihre Kollegen nun erklären: Das Verhältnis der von Bäumen ausgestoßenen Isoprenmenge zur entsprechenden Menge an Monoterpenen ist im Sommer am größten. Deshalb kann die im Sommer erhöhte Monoterpenmenge nichts ausrichten, weil zur Aerosolproduktion die Hydroxylradikale fehlen, die vom Isopren verbraucht werden.

Die Wissenschaftler führten ihre Experimente in einer Pflanzenkammer durch, die mit einigen Birken, Buchen, Fichten und Kiefern bepflanzt wurde. Sie wählten damit absichtlich Bäume aus, die selbst nur sehr wenig Isopren absondern. Das ermöglichte es den Forschern, die Isoprenkonzentration in der Pflanzenkammer durch kontrolliertes Zuführen von Isopren gezielt zu variieren. Sie führten ihr Experiment jeweils einen Tag mit und einen Tag ohne Isopren-Zufuhr durch, um dessen Wirkung auf die Aerosolproduktion zu beobachten. Durch den täglichen Wechsel wurde auch der natürlich schwankenden Monoterpen-Ausdünstung der Bäume Rechnung getragen, da die Ergebnisse sich so über diese Schwankungen mittelten.

Zur Kontrolle ihres Ergebnisses fügten die Forscher schließlich noch eine Eiche zu den Bäumen hinzu. Eichen dünsten große Mengen von Isopren aus. Wie erwartet kam die Aerosolproduktion dadurch nahezu zum Erliegen.

Original-Veröffentlichung:
"Nature" Vol. 461 No. 7262, pp 381-384
New particle formation in forests inhibited by isoprene emissions, Astrid Kiendler-Scharr, Jürgen Wildt, Miikka Dal Maso, Thorsten Hohaus, Einhard Kleist, Thomas F. Mentel, Ralf Tillmann, Ricarda Uerlings, Uli Schurr, Andreas Wahner
Kontakt:
Astrid Kiendler-Scharr, ICG-2: Troposphäre, Tel. 02461 61-4185,
E-Mail: a.kiendler-scharr@fz-juelich.de
Pressekontakt:
Annette Stettien, Tel. 02461 61-2388,
E-Mail: a.stettien@fz-juelich.de
Das Forschungszentrum Jülich...
... betreibt interdisziplinäre Spitzenforschung zur Lösung großer gesellschaftlicher Herausforderungen in den Bereichen Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Informationstechnologie. Kombiniert mit den beiden Schlüsselkompetenzen Physik und Supercomputing werden in Jülich sowohl langfristige, grundlagenorientierte und fächerübergreifende Beiträge zu Naturwissenschaften und Technik erarbeitet als auch konkrete technologische Anwendungen. Mit rund 4 400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehört Jülich, Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, zu den größten Forschungszentren Europas.

Annette Stettien | Forschungszentrum Juelich GmbH
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise