Grundwasserspiegel hat großen Einfluss auf das lokale Klima

Das zeigt eine Studie, die ein Wissenschaftler der Universität Bonn nun zusammen mit einem US-Kollegen veröffentlicht hat. Demnach entscheidet unter anderem die Lage der Wasservorräte im Boden, ob Klimaänderungen Dürren nach sich ziehen oder sich nur gering auswirken. Bisherige Modelle berücksichtigen diesen Einfluss des Grundwassers kaum. Die Untersuchung wird in der Oktober-Ausgabe von Nature Geoscience erscheinen, ist aber schon online abrufbar (doi: 10.1038/ngeo315).

Welchen enormen Einfluss Wasser auf das regionale Klima hat, wissen Küstenbewohner aus eigener Erfahrung: Im Sommer sorgt das Meer vor der Haustür meist für kühlere Temperaturen als im Landesinnern, im Winter ist es dagegen umgekehrt. Grund dafür ist zum Einen, dass Wasser ein guter Wärmespeicher ist: Es benötigt relativ viel Energie, um sich aufzuheizen, und gibt diese nur langsam wieder ab. Dazu kommt die Tatsache, dass Wasser beim Verdunsten seiner Umgebung Wärme entzieht. „Wasser wirkt gewissermaßen als Moderator, der Temperaturschwankungen in seiner Umgebung ausgleicht“, erklärt Dr. Stefan Kollet vom Meteorologischen Institut der Universität Bonn.

Das gilt auch für die Wasserspeicher im Boden, wie Kollet und sein Kollege Dr. Reed Maxwell vom kalifornischen Lawrence Livermore National Laboratory festgestellt haben. Sie untersuchten dazu eine Region in Oklahoma mit Hilfe eines neuartigen Computermodells für Supercomputer, das unter anderem die Grundwasservorräte berücksichtigte. Die Forscher fütterten dieses Modell mit aktuellen Klimadaten und zum Vergleich mit drei Varianten, in denen sie die Temperatur um zwei Grad erhöhten und dabei die Niederschlagsmenge variierten. „Uns hat interessiert, wie dieses Gesamtsystem auf unterschiedliche Klimabedingungen reagiert und ob sich dabei Zusammenhänge mit dem lokalen Grundwasserspiegel feststellen lassen“, sagt Kollet.

Ergebnis: Wie stark die Landschaft auf eine Erwärmung von zwei Grad reagiert, hängt ganz erheblich von der Tiefe des Wasserreservoirs im Boden ab. Liegt das Grundwasser nur wenige Meter unter der Oberfläche, sind die Auswirkungen der Erwärmung auf das lokale Klima viel geringer, als wenn die Wasservorräte sehr tief liegen. „Zum Einen wirkt oberflächennahes Grundwasser ausgleichend auf die Temperatur“, fasst Kollet die Ergebnisse zusammen. „Zum Anderen mildert es natürlich auch die Gefahr von Dürren: Grundwasser ist ein wichtiges Reservoir, aus dem sich Pflanzen bedienen können. Selbst auf deutlich verringerte Niederschlagsmengen reagieren Regionen mit oberflächennahem Grundwasser daher relativ unempfindlich.“

Anders sieht es aus, wenn der Grundwasserspiegel sehr tief liegt: Dann kann das Grundwasser seine Rolle als Klimamoderator kaum noch erfüllen. „Diese Abkopplung vom lokalen Klimageschehen erfolgt in der so genannten kritischen Zone zwischen zwei und sieben Meter Tiefe“, erläutert Dr. Stefan J. Kollet. „In diesem Bereich können schon kleine Schwankungen des Grundwasserspiegels große Auswirkungen auf die Energieflüsse an der Landoberfläche haben.“ Sein Fazit: „Für die Abschätzung, welche Effekte der Klimawandel lokal tatsächlich hat, muss man die Grundwasserverteilung auf jeden Fall stärker berücksichtigen, als man es bislang getan hat.“

Kontakt:
Stefan Kollet, PhD
Meteorologisches Institut der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-5186 oder -5193
E-Mail: stefan.kollet@uni-bonn.de