Die Modellierung von Wechselwirkungen zwischen Ökosystem und Atmosphäre

Besorgnisse in Bezug auf eine globale Klimaänderung schufen einen Bedarf an weiteren Kenntnissen über die Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und der Vegetation bzw. den Ökosystemen. Ein europäisches Forschungsteam entwickelte ein Computermodell zur Simulation des Austauschs von Kohlenstoffdioxid, Wasser und Energie zwischen jedem Ökosystem und der Atmosphäre.

Im Rahmen des EU-finanzierten CARBOMONT-Projekts wurden die Auswirkungen von Änderungen der Landnutzung in bergigen Regionen Europas auf den Kohlensofffluss in die Atmosphäre oder aus dieser heraus untersucht. Das Projektteam entwickelte ein SVAT-Modell (SVAT – Soil-Vegetation-Atmosphere-Transfer), das aus verschiedenen Submodulen besteht und so den Energie- und Gasfluss innerhalb einer einzelnen Säule, einschließlich Luft, Vegetation und Bodenschichten, berechnen kann.

Mikrometeorologische Module berücksichtigen die Auswirkungen von Gasimpulsen und -turbulenzen und von Wasserabscheidungen sowie die Strahlungsübertragung von beispielsweise Wärme und Licht innerhalb der Atmosphäre. Ein Bodenmodul modelliert dann die Atmung von tierischem und pflanzischem Leben innerhalb des Bodens sowie den Austausch von Wärme und Wasser mit der Luft.

Ein Energiebilanz-Modell nutzt die von den meteorologischen Modulen erzeugten ökologischen Daten zur Berechnung des Wärmeaustauschs in seinen verschiedenen Formen. Ein spezielles Modul innerhalb dieses Modells berechnet die Auswirkungen von Photosynthese und Atmung in der Vegetation.

Die Software ist nun für weitere Arbeiten verfügbar, die sich mit den Folgen der Landnutzung für die Wechselwirkungsprozesse, die „Treibhausgase“ in die Atmosphäre entlassen, beschäftigen. Somit verfügt sie über das Potenzial, zum sich entwickelnden wissenschaftlichen Konsens zur Klimaänderung beizutragen.