{"id":91800,"date":"2023-06-09T02:06:00","date_gmt":"2023-06-09T00:06:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=91800"},"modified":"2023-06-08T09:07:00","modified_gmt":"2023-06-08T07:07:00","slug":"unterschaetzter-waermespeicher-unter-der-erde","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/unterschaetzter-waermespeicher-unter-der-erde\/","title":{"rendered":"Untersch\u00e4tzter W\u00e4rmespeicher unter der Erde"},"content":{"rendered":"\n

Berechnungen zeigen, dass die von den Landmassen gespeicherte W\u00e4rmeenergie deutlich zugenommen hat.<\/p>\n\n\n\n

Der Klimawandel hat viele Effekte – der bekannteste davon ist die globale Erw\u00e4rmung. Die \u00fcbersch\u00fcssige W\u00e4rme wird zu 89 Prozent in den Ozeanen gespeichert, der Rest von Eis und Gletschern, der Atmosph\u00e4re und von Landmassen. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrums f\u00fcr Umweltforschung (UFZ) hat nun die gespeicherte W\u00e4rmemenge an Land (inklusive der Binnengew\u00e4sser) untersucht und deren Verteilung aufgezeigt. Die im Fachjournal Earth System Dynamics<\/em> ver\u00f6ffentlichten Berechnungen zeigen, dass dort im Jahr 2020 mehr als das 20-fache im Vergleich zu 1960 gespeichert wurde, wobei der st\u00e4rkste Anstieg unter der Erde stattfand.\u00a0<\/p>\n\n\n

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Die globale W\u00e4rmespeicherung hat unter der Erde (rote Linie), im auftauenden Permafrostboden (gr\u00fcne Linie) und in den Binnengew\u00e4ssern (blaue Linie) zwischen 1960 und 2020 deutlich zugenommen. Die neuen Berechnungen pr\u00e4zisieren Zahlen einer fr\u00fcheren Studie (von Schuckmann et al. (2020)).
Foto: Autoren 2023<\/em> \/ UFZ.de<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Die Zunahme der menschgemachten Treibhausgase in der Atmosph\u00e4re verhindert, dass W\u00e4rme ins All abgegeben wird. Folglich nimmt die Erde stetig mehr Sonnenstrahlung auf, als sie durch W\u00e4rmestrahlung abgeben kann. Diese zus\u00e4tzliche Energie, das zeigen fr\u00fchere Studien, wird gespeichert: vor allem in den Ozeanen (89 Prozent), aber auch in den Landmassen der Kontinente (5-6 Prozent), in Eis und Gletschern (4 Prozent) und in der Atmosph\u00e4re (1-2 Prozent). Noch hat dieses Wissen aber L\u00fccken: Unklar war bislang etwa, wie sich diese zus\u00e4tzliche W\u00e4rmemenge in den kontinentalen Landmassen genau verteilt.<\/p>\n\n\n

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Die Karten zeigen die r\u00e4umliche Verteilung der W\u00e4rmespeicherung f\u00fcr (a) die Speicherung unter der Erde \u00fcber die nach 1990 gemessene Temperaturprofile im Untergrund, (b) die Speicherung in Binnengew\u00e4ssern und (c) die Speicherung in auftauenden Permafrostb\u00f6den. Bitte beachten Sie die unterschiedliche Skala f\u00fcr die W\u00e4rmespeicherung im Permafrost. Foto: Autoren 2023<\/em> \/ UFZ.de<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Dem Forschungsteam unter Leitung des UFZ und mit Beteiligung von Wissenschaftler:innen des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum f\u00fcr Polar- und Meeresforschung (AWI), der Vrije Universiteit Brussel und anderer Forschungszentren gelang es, genauer zu quantifizieren, wie viel W\u00e4rme zwischen 1960 und 2020 in den kontinentalen Landmassen gespeichert wurde. Das Ergebnis: Insgesamt wurden dort zwischen 1960 und 2020 23,8 x 1021<\/sup> Joule W\u00e4rme aufgenommen. Zum Vergleich: Das entspricht in etwa dem 30-fachen Stromverbrauch(*)<\/strong><\/sup> Deutschlands in der gleichen Zeit. Mit einem Anteil von rund 90 Prozent wird die meiste W\u00e4rme bis zu 300 Metern tief in der Erde gespeichert; 9 Prozent der Energie sorgen f\u00fcr das Auftauen von Permafrostb\u00f6den in der Arktis, 0,7 Prozent werden in Binnengew\u00e4ssern wie beispielsweise Seen und Stauseen gespeichert. „Obwohl die Binnengew\u00e4sser und Permafrostb\u00f6den weniger W\u00e4rme speichern als die B\u00f6den, m\u00fcssen sie dauerhaft beobachtet werden, denn die zus\u00e4tzliche Energie sorgt f\u00fcr bedeutsame Ver\u00e4nderungen der \u00d6kosysteme“, sagt der UFZ-Forscher Francisco Jos\u00e9 Cuesta-Valero, Erstautor der Studie.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Nachweisen konnten die Wissenschaftler:innen auch, dass sich die gespeicherte W\u00e4rmemenge unter der Erde, in Permafrostb\u00f6den und in Seen seit den 1960er Jahren kontinuierlich erh\u00f6ht hat. So nahm sie im Boden im Vergleich der beiden Dekaden 1960-1970 und 2010-2020 fast um das 20-fache von 1,007 auf 18,83 x 1021<\/sup> Joule zu, in den Permafrostregionen von 0,058 auf 2,0 x 1021<\/sup> Joule und in Binnengew\u00e4ssern von -0,02 auf 0,17 x 1021<\/sup> Joule. Die Forschenden hatten f\u00fcr die Berechnung der W\u00e4rmemengen in bis zu 300 Meter Tiefe weltweit mehr als 1.000 Temperaturprofile genutzt. F\u00fcr die Sch\u00e4tzung der W\u00e4rmespeicherung in Permafrostb\u00f6den und in den Binnengew\u00e4ssern setzten sie auf Modelle. F\u00fcr die Modellierung der Gew\u00e4sser kombinierten sie beispielsweise globale Seenmodelle, hydrologische Modelle und Erdsystemmodelle. Um die W\u00e4rmespeicherung in Permafrostb\u00f6den abzusch\u00e4tzen, nutzten sie ein Permafrostmodell, das verschiedene plausible Verteilungen des Bodeneises in der Arktis ber\u00fccksichtigt. „Die Verwendung von Modellen erm\u00f6glichte es, den Mangel an Beobachtungen in vielen Seen und in der Arktis auszugleichen und die Unsicherheiten aufgrund der begrenzten Anzahl von Beobachtungen besser einzusch\u00e4tzen“, erkl\u00e4rt Francisco Jos\u00e9 Cuesta-Valero.<\/p>\n\n\n\n

Die Quantifizierung der thermischen Energie ist wichtig, weil mit ihrer Zunahme Prozesse einhergehen, die \u00d6kosysteme ver\u00e4ndern k\u00f6nnen und somit Folgen f\u00fcr die Gesellschaft haben. Dies gilt zum Beispiel f\u00fcr die dauerhaft gefrorenen B\u00f6den in der Arktis. „In Permafrostb\u00f6den mag die W\u00e4rmemenge zwar nur neun Prozent der kontinentalen W\u00e4rmespeicherung ausmachen, der Anstieg in den letzten Jahren verst\u00e4rkt aber durch das Auftauen des Permafrostes die Freisetzung von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan“, sagt Francisco Jos\u00e9 Cuesta-Valero. Nimmt die gespeicherte W\u00e4rmeenergie im Boden zu, erw\u00e4rmt sich die Erdoberfl\u00e4che und gef\u00e4hrdet damit beispielsweise die Stabilit\u00e4t des Kohlenstoffpools im Boden. Auf landwirtschaftlichen Fl\u00e4chen k\u00f6nnte das die Ernten und damit die Ern\u00e4hrungssicherheit der Bev\u00f6lkerung gef\u00e4hrden. In Binnengew\u00e4ssern k\u00f6nnte sich der ver\u00e4nderte thermische Zustand auf die Dynamik der \u00d6kosysteme auswirken: Die Wasserqualit\u00e4t verschlechtert sich, der Kohlenstoffkreislauf ger\u00e4t durcheinander; es kommt vermehrt zu Algenbl\u00fcten, was wiederum die Sauerstoffkonzentration und die Prim\u00e4rproduktivit\u00e4t ver\u00e4ndert und sich damit auf den Fischfang auswirken k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n

Co-Autor Prof. Dr. Jian Peng, Leiter des UFZ-Departments Remote Sensing, bilanziert deshalb: „Es ist wichtig, die von den kontinentalen Landmassen absorbierte zus\u00e4tzliche W\u00e4rmemenge genauer zu quantifizieren und zu \u00fcberwachen. Denn dies ist ein wichtiger Indikator, um zu verstehen, wie sich aufgrund der W\u00e4rmespeicherung die Ver\u00e4nderungen der nat\u00fcrlichen Prozesse k\u00fcnftig auf die Natur und den Menschen auswirken werden“.<\/p>\n\n\n\n

(*)<\/sup>Wir \/ UFZ.de haben die Zahl korrigiert. In der fr\u00fcheren Fassung hie\u00df es f\u00e4lschlicherweise: „Das entspricht in etwa dem 1.800-fachen Stromverbrauch Deutschlands in der gleichen Zeit.“ Wir bitten um Entschuldigung.<\/em><\/p>\n\n\n\n