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Auswirkungen des Klimawandels auf Seen

21.10.2008
Der Klimawandel wird sich auf Seen in wärmeren und kälteren Regionen der Erde unterschiedlich auswirken. Das schließen japanische und deutsche Forscher aus Untersuchungen an tiefen Kraterseen in Japan.

Wissenschaftler der Hokkaido Universität, des Hokkaido Institute of Environmental Sciences, der Kagoshima Universität und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben aktuelle mit Messungen vor 70 Jahren verglichen. Dabei bestätigte sich ein Anstieg der Temperaturen in den tiefen Wasserschichten im Süden Japans, während die Tiefentemperaturen von Seen im Norden dagegen gleichgeblieben waren.

Steigende Temperaturen können dazu führen, dass sich Stoffaustausch und Stoffumsetzungen im Wasser verändern. Unter bestimmten Umständen kann das Zirkulationsverhalten im Winter so weit durch steigende Temperaturen und weitere Klimafaktoren beeinträchtigt werden, dass der Sauerstoffnachschub in die Tiefe unzureichend für viele Organismen wird und es zu einer Akkumulation von Stoffen im Tiefenwasser kommt, schreiben die Forscher im Fachblatt Geophysical Research Letters.

Messungen der Jahre 2005 und 2007 in tiefen japanischen Kraterseen geben Aufschluss über die Verteilung gelöster Stoffe im Wasser. Zwei Gründe machen diese Kette von Seen zu einem hervorragenden Studienobjekt für generelle Aussagen zur Zirkulation unter veränderlichen Klimabedingungen, die auch für Seen außerhalb des Untersuchungsgebiets gültig sind: Zum einen überdecken diese Seen einen Klimagradienten vom Süden Japans bis auf die Nordinsel Hokkaido, zum anderen wird der Austausch von Sauerstoff und Nährstoffen zwischen Tiefenwasser und Oberfläche in den untersuchten Seen fast ausschließlich durch Temperaturunterschiede gesteuert.

Die Forscher fanden bei ihren Untersuchungen, dass fast alle untersuchten Seen trotz der enormen Tiefe von bis zu 423 Metern (Tazawa-See, Honshu) eine gute Verteilung der gelösten Stoffe aufweisen. Generell lassen sich die Seen auf Grund ihrer klimatischen Lage in Hinsicht auf ihre Tiefenzirkulation in zwei Klassen teilen.

Temperaturen im Tiefenwasser kälterer Seen würden durch (in Grenzen) wärmere Winter unverändert bleiben (z.B. Shikotsu-See, Hokkaido), so die Forscher, wohingegen Tiefentemperaturen in wärmeren Seen steigen sollten. Das sei durch Vergleiche mit Punktmessungen aus den 1930er Jahren bestätigt worden. Die Wissenschaftler warnen, dass bei einem sehr steilen Anstieg der Wintertemperaturen über die Jahre die niedrigeren Wassertemperaturen der Vorjahre nicht annähernd erreicht werden und die Tiefenmischung völlig ausbleiben kann (Ikeda-See, Kyushu). Sauerstoffnachschub und Nährstoffverteilung würden unter solchen Umständen unterbrochen, was Auswirkungen auf Organismen nach sich ziehen wird.

Die Wasserqualität in Seen ist ein wichtiger Wirtschaftsfaktor für den Tourismus, Wasserversorger oder Fischereibetriebe. Zusammen mit Kollegen in Australien, Kanada und Spanien arbeiten UFZ-Wissenschaftler deshalb an numerischen Modellen zur Simulation von Seen. Damit sollen Vorhersagen zur Wasserqualität unter veränderten Bedingungen ermöglicht werden.

Tilo Arnhold

Mehr dazu im UFZ-Newsletter Oktober 2008:
http://www.ufz.de/index.php?de=10690
Publikationen:
Boehrer, B., R. Fukuyama, and K. Chikita (2008), Stratification of very deep, thermally stratified lakes, Geophys. Res. Lett., 35, L16405, doi:10.1029/2008GL034519.
http://www.agu.org/pubs/crossref/2008/2008GL034519.shtml
Die Untersuchungen wurden von der Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) gefördert.
Boehrer, B., and M. Schultze (2008), Stratification of lakes, Rev. Geophys., 46, RG2005, doi:10.1029/2006RG000210.

http://www.agu.org/pubs/crossref/2008/2006RG000210.shtml

Weitere fachliche Informationen:
Dr. Bertram Boehrer
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Telefon: 0391-810-9441
http://www.ufz.de/index.php?de=1830
oder über
Tilo Arnhold (UFZ-Pressestelle)
Telefon: 0341-235-1269
E-mail: presse@ufz.de
Weiterführende Links:
Stratifcation of Lakes:
http://www.ufz.de/index.php?en=17114
Geschichtet, nicht gerührt
aus: UFZ-Magazin 12 (2006), S.37-39
http://www.ufz.de/data/UFZ_XII_FT3_Bergbauseen4351.pdf
Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg 900 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit 25.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 15 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 2,3 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des großen Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

Tilo Arnhold | idw
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=17265
http://www.ufz.de

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