Bäume in mittleren Breiten können Bollwerk gegen Hitze sein

Die Industrialisierung, das Bevölkerungswachstum und die Entwicklung der Landwirtschaft in den letzten 200 Jahren haben die Zivilisation in den modernen Industrieländern und damit auch ihre Landschaften stark verändert. Ein Beispiel dafür ist die Rodung grosser Waldflächen in Nordamerika und dem ehemaligen Ostblock: Klimaforscher äusserten bereits vor einigen Jahren die Vermutung, dass die Abholzung im grossen Stil die Intensität von Hitzewellen regional verändert. Man war sich jedoch nicht einig, ob die Hitzeperioden in heissen Sommern durch die Abholzung eher stärker oder insgesamt schwächer wurden.

Bis zu 1 ° C Temperaturanstieg

Widersprüchliche Modelle hatten in der Vergangenheit oft klare Aussagen darüber verhindert, wie sich die Entwaldung auf das Klima und extreme Wetterereignisse auswirkten. Nun kombinierten Quentin Lejeune, Edouard Davin, Sonia Seneviratne und Lukas Gudmundsson von der ETH Zürich gemeinsam mit einem Kollegen vom MPI Hamburg aktuelle Beobachtungen mit den Aussagen verschiedener Klimamodelle. Ihre Studie wurde vor Kurzem in der Fachzeitschrift «Nature Climate Change» veröffentlicht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass heisse Tage durch die Abholzung von Wäldern in mittleren Breitengraden noch heisser geworden sind. Optimistische Schätzungen zeigen, dass beispielsweise die Entwaldung in den meisten abgeholzten Regionen Nordamerikas zu einer Steigerung der lokalen jährlichen maximalen Tagestemperatur um 1° C beitrug.

Gegenläufige Mechanismen

Wenn Wälder durch landwirtschaftliche Nutzpflanzen oder Grasland ersetzt werden, wirkt sich dies auf den Energie- und Wasseraustausch zwischen der Landoberfläche und der Atmosphäre aus - mit Folgen für das lokale Klima. Dabei kommen verschiedene Mechanismen ins Spiel, die teilweise einen gegenläufigen Effekt haben. Einerseits reflektieren hellere Kulturen und Gräser mehr Sonnenenergie als Bäume und haben dadurch die Tendenz, die Erdoberfläche zu kühlen. Andererseits sind diese Pflanzen kürzer und bieten weniger Widerstand gegen den Wind. Dies führt zu weniger turbulenten Wirbeln über der Landoberfläche und somit einer schlechteren Ableitung der Wärme in die Atmosphäre.

Widersprüchliche Auswirkungen der Pflanzen-Transpiration

Ein anderes zu berücksichtigendes Phänomen ist die Transpiration der Pflanzen. Während der Transpiration nutzen die Pflanzen einen Teil der aufgenommenen Sonnenenergie, um in den Boden gepumptes Wasser in Dampf umzuwandeln, der dann in der Luft freigesetzt wird. Durch diesen Prozess kühlen Pflanzen ihre Umwelt, indem sie die Umwandlung dieser Energie in Wärme verhindern. Die für die Transpiration benötigte Energie hängt jedoch stark von der Art und der Jahreszeit ab. So transpirieren Pflanzen während ihrer Wachstumsperiode stärker als Bäume. Diese wiederum haben einen besseren Zugang zum Grundwasser durch ihre tieferen Wurzeln, was während trockener Sommer in mittleren Breiten kritisch werden kann.

Konsequenzen für das lokale Klima

Die Wiederaufforstung von Wäldern zur Kohlenstoffbindung gilt allgemein als eine wichtige Massnahme im Kampf gegen den Klimawandel. Die Ergebnisse der aktuellen Studie deuten nun darauf hin, dass die Wiederaufforstung in mittleren Breitengraden einen zusätzlichen Nutzen bringen würde: Die negativen Auswirkungen der Hitzewellen würden durch Wiederaufholzungen abgemildert.

Bei Landnutzungsentscheidungen spielen viele Überlegungen eine Rolle, beispielsweise die Gewährleistung der Ernährungssicherheit oder der Schutz der Biodiversität. Es gibt jedoch immer mehr Hinweise dafür, dass schon ein Temperaturunterschied von wenigen Zehntel Grad Celsius während einer Hitzewelle unterschiedliche Auswirkungen auf die Landwirtschaft oder auf Ökosysteme haben können. Entscheidungsträger, die an Flächennutzungsplanungen beteiligt sind, sollten daher alle natürlichen Vorteile des Waldes nutzen.