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Wasserrückhalt in der Landbewirtschaftung | Wilmars Gaerten: Eine Klimalandschaft entsteht

Wasserrückhalt in der Landbewirtschaftung | Wilmars Gaerten: Eine Klimalandschaft entsteht

Die Klimapraxis sammelt als Lead-Partnerin des NetzwerkWasserAgri in dieser Serie Methoden des Wasserrückhalts in der Landwirtschaft und Landbewirtschaftung. In der zweiten Folge zeigt uns Maria Giménez ihre „Klimalandschaft“.

Wenn man mit dem Auto durch Märkisch-Wilmersdorf fährt, fallen einem besondere Felder ins Auge. Zu einer Seite eine Fläche mit langen geraden Baumstreifen, zur anderen eine Streuobstwiese mit leuchtenden Quittenbäumen in merkwürdigen Halbkreisen. Es sind die Flächen des Betriebes Wilmars Gaerten. Gelegen in der Märkischen Streusandbüchse 36 Kilometer südlich von Berlin werden hier seit fünf Jahren verschiedene Maßnahmen umgesetzt, um die wenigen Niederschläge besser auf den Flächen halten und verteilen zu können.

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Dürres Wissen über Kipppunkte

Dürres Wissen über Kipppunkte

Hmm, sehr spannend was da Axel Bojanowski über den vielgenutzten Begriff „Kipppunkte“ im Bereich der Klimaveränderung schreibt. Der Begriff, so viel von einigen Wissenschaftlern und Medien genutzt, aber:

Bis heute, mehr als 20 Jahre später, hat sich das Verständnis möglicher Kipppunkte kaum verbessert. Der aktuelle UN-Klimabericht, der das Wissen zum Klimawandel zusammenfasst, dokumentiert Unwissen: Kipppunkte könnten zwar „nicht ausgeschlossen werden“, doch es gebe „ungenügende Evidenz“, einen „Mangel an Daten“, das Thema sei „herausfordernd“.

Führende Klimaforscher äußern sich skeptisch über Kipppunkte.

[…]

Keine Schlagzeilen lieferte die neue Studie eines internationales Forscherteams von Mitte Februar, die Luft aus der Kipppunkte-Hysterie ließ: „Die meisten Kippelemente besitzen nicht das Potenzial für abrupte zukünftige Änderungen innerhalb von Jahren“, resümierten die Experten im Fachblatt „Reviews of Geophysics“.

Bei manchen würde es sich wohl nicht mal um Kipppunkte handeln, gleichwohl könnte die Erwärmung die Phänomene in „schwerwiegender Weise“ verändern.

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Tropische Entwaldung verursacht große Abnahmen der beobachteten Niederschläge

Tropische Entwaldung verursacht große Abnahmen der beobachteten Niederschläge

Eine neue Studie mit dem Titel „Tropical deforestation causes large reductions in observed precipitation“ (Tropische Entwaldung verursacht große Abnahmen der beobachteten Niederschläge) zeigt, wie sehr Entwaldung und Niederschläge in den Tropen miteinander verbunden sind:

Hier zeigen wir, dass der Niederschlag über entwaldeten Regionen in den Tropen abnimmt. Unsere Ergebnisse stammen aus einer pantropischen Bewertung der Auswirkungen des Waldverlustes von 2003-2017 auf den Niederschlag unter Verwendung von Satelliten-, Stations- und Reanalysedaten. Die Auswirkung der Entwaldung auf den Niederschlag nahm in größeren Maßstäben zu, wobei die Satellitendaten zeigten, dass der Verlust der Wälder in Maßstäben von mehr als 50 km zu einer deutlichen Verringerung des Niederschlags führte. Die größten Niederschlagsrückgänge traten bei 200 km auf, der größten von uns untersuchten Skala, bei der 1 Prozentpunkt Waldverlust den Niederschlag um 0,25 ± 0,1 mm pro Monat reduzierte. […] Wir schätzen, dass die künftige Entwaldung im Kongo die lokalen Niederschläge im Jahr 2100 um 8-10% reduzieren wird. Unsere Ergebnisse sind ein überzeugendes Argument für den Schutz der Tropenwälder, um die regionale Klimaresilienz zu unterstützen.

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Climate Landscapes Conference ’22 – Ophelia Nick, Greeting words

Climate Landscapes Conference ’22 – Ophelia Nick, Greeting words

Im Oktober haben wir die internationale online Climate Landscapes Conference organisiert. Hier die einleitenden Wortevon Dr. Ophelia Nick, Staatssekretärin im Landwirtschaftsministerium in Deutschland.

Mehr dazu auf deutsch auch unter Klima-Landschaften und in unserem Positionspapier.

Es ist wichtig zu verstehen, dass Kohlenstoff-, Wasser- und Energiekreisläufe auf dem Land eng miteinander verbunden sind. Die Wiederherstellung der atmosphärischen und terrestrischen Wasser- kreisläufe in der Vegetation, den Böden und der Atmosphäre ist von größter Bedeutung für die Kühlung des Planeten. Nur so können Niederschlagsmuster stabilisiert sowie Hochwasser und Dürren verhindert werden – lokal, regional und global. Hierfür sind mehr Vegetation, fruchtbarere Böden und Wasserretention in der Landnutzung unerlässlich.

Generell brauchen wir einen Paradigmenwechsel, der die hydrologischen und klimakühlenden Wirkungen der Vegetation im Allgemeinen und der Wälder im Besonderen neben ihrem Kohlenstoffbindungspotenzial wertschätzt. Die Auswirkungen der Vegetationsbedeckung auf das Klima bieten Vorteile, die stärker anerkannt werden müssen und einen systemischen Ansatz erfordern, um Land-, Forst- und Wasserwirtschaft für die kommenden Zeiten resilient zu machen.

Die Kreisläufe von Kohlenstoff, Wasser und Energie können beeinflusst werden durch die Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit, mehr Vegetation und Wasserrückhaltung. Dazu zählen Praktiken der regenerativen Landbewirtschaftung wie die ganzjährige Vegetationsbedeckung durch Zwischenfrüchte und Untersaaten, die Reduzierung der Bodenbearbeitung, eine großflächige Etablierung von Agroforstsystemen, die Schaffung von Retentionsflächen, ein klimaadaptiver Umbau des Waldes oder auch die Bewirtschaftung von Weiden mit Hilfe des holistischen Weidemanagements.

 

 

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Klimaveränderungen im Amazonas beeinflussen Wetter in Tibet

Klimaveränderungen im Amazonas beeinflussen Wetter in Tibet

Forschende am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und der Bejing Normal University in China haben mit einer aufwendigen Datenanalyse Hinweise darauf gefunden, dass bestimmte Knotenpunkte wie das Amazonasbecken auch weit entfernte Weltregionen wie Tibet direkt beeinflussen können. Das Team um Jingfang Fan und Joachim Schellnhuber haben Lufttemperaturen aus den vergangenen vierzig Jahren aus 65.000 Unterregionen der Welt statistisch ausgewertet. Dabei zeigten sich deutliche Wechselwirkungen über mehr als 20.000 Kilometer, berichten sie im Fachjournal Nature Climate Change. Südamerika, das südliche Afrika, der Nahe Osten und das tibetische Plateau seien klimatisch also eng verbunden, so die Forschenden. Der Befund lasse sich zudem durch atmosphärische und ozeanische Strömungsmuster erklären. In einem zweiten Schritt simulierten das Team Auswirkungen globaler Klimaveränderungen. „Wir waren überrascht zu sehen, wie stark die Klimaextreme im Amazonasgebiet mit den Klimaextremen in Tibet verbunden sind“, sagt Jürgen Kurths vom PIK, einer der Mitautoren der Studie. „Wenn es im Amazonas wärmer wird, wird es auch in Tibet wärmer. Für die Temperaturen gibt es also eine positive Korrelation. Anders ist es beim Niederschlag. Regnet es mehr im Amazonasgebiet, fällt in Tibet weniger Schnee.“

–> Nicht zu verschweigen bleiben aber auch Zweifel: „Victor Brovkin vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Deutschland hält diese Telekonnektionen für einen interessanten Fund, ist aber skeptisch, dass die Schwankungen im Amazonasgebiet die Veränderungen anderswo verursachen. Seiner Meinung nach ist der Amazonas ein zu kleines Gebiet, um den Einfluss der tropischen Ozeane zu überwinden, und die Forscher legen keinen physikalischen Mechanismus vor, um einen Einfluss zu erklären.“

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Amerika’s großer Fehler: Die abgelehnte Demokratie der Wassereinzugsgebiete

Amerika’s großer Fehler: Die abgelehnte Demokratie der Wassereinzugsgebiete

Spannender Blick auf das, was hätte sein können in den USA: Die Grenzziehung der Staaten nicht nach Längen- und Breitengrad, sondern nach Wassereinzugsgebiet. Das hätte radikal etwas verändert in der Landschaftsgestaltung, Landnutzung wie v.a. auch im Wassermanagement.

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Climate Landscapes Conference, 18.-19.10.2022, online: Working with plants, soils and water to cool the climate and rehydrate Earth’s landscapes

Climate Landscapes Conference, 18.-19.10.2022, online: Working with plants, soils and water to cool the climate and rehydrate Earth’s landscapes

„On the effect of landscape design on climate resilience and the meso-climate“ … or … „Working with plants, soils and water to cool the climate and rehydrate Earth’s landscapes“.

The „Climate Landscapes Conference„, 18.-19.10.2022, online.

More vegetation, fertile soils and water storage
… strengthen the small water cycles,
… make agriculture and forestry more resilient,
… promote groundwater recharge and flood protection,
… cool the climate.

A growing body of evidence suggests that ongoing forest destruction, soil degradation, sealing of soils, and the associated loss of terrestrial soil water storage are disrupting the movement of water into and through the atmosphere.

This is causing significant shifts in precipitation, resulting in less rainfall and drought in many areas of the world, an increase in regional temperatures, and a worsening of climate change.
At the same time, the natural cooling potential of vegetation caused by evaporation has been largely overlooked in considerations of how to overcome climate change.

In addition, our hydrological infrastructure is optimized to rapidly drain precipitation through sewers and rivers instead of keeping water in the landscape, which further exacerbates the situation.

These changes affect regional climate, but can also affect distant regions through long-distance effects (called teleconnections). Understanding the interwoven relationships and resulting energy fluxes between vegetation, soils, and water on the ground and in and with the atmosphere can help us mitigate climate change while creating resilient ecosystems.

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Hambacher Forst in der Krise: Studie zur mikro‐ und mesoklimatischen Situation sowie Randeffekten

Hambacher Forst in der Krise: Studie zur mikro‐ und mesoklimatischen Situation sowie Randeffekten

Deutliche Temperaturunterschiede:

Diese kühlende Wirkung ist insbesondere im Sommer ausgeprägt; in den Monaten Juni/Juli/August sind die kühlsten Gebiete ca. 22°C kühler als die wärmsten. Die Temperaturdifferenz zwischen Sophienhöhe und Tagebau betragen im Schnitt 14,8°C und maximal 16,4°C im Jahr 2018. Im Winter (DezemberJanuarFebruar) beträgt der Temperaturabstand ca. 3°C. Im Sommer wird auch deutlich, dass das Gebiet des Hambacher Forsts im Durchschnitt ca. 11°C und im Sommer 2006 sogar bis knapp 15°C kühler ist als die heißesten Räume (im Tagebau Hambach).

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Wie wirkt sich Wiederaufforstung auf den Wasserkreislauf aus?

Wie wirkt sich Wiederaufforstung auf den Wasserkreislauf aus?

Bäume, Wälder und Wasser – ein (kleiner) Teil der Zusammenhänge erklärt, wenn großflächig aufgeforstet werde würde:

Die Auswirkungen auf die Niederschläge reichen demnach weit über Ländergrenzen und sogar Kontinente hinaus: So kann die Wiederaufforstung von Bäumen im Amazonasgebiet zum Beispiel Niederschläge in Europa und Ostasien beeinflussen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die großflächige Wiederherstellung von Bäumen die Verdunstung lokal um durchschnittlich fast 10 Liter pro Quadratmeter wiederhergestellten Waldes erhöhen kann. Lokal, insbesondere in den Tropen, kann dieser Effekt mit fast 250 Litern für jeden Quadratmeter noch viel größer sein. Entscheidend ist, dass nicht das gesamte Wasser an die Landoberfläche zurückkehrt. Nur etwa 70 % des zusätzlich verdunsteten Wassers in der Atmosphäre kehren auf das Land zurück, während die restlichen 30 % durch Regen über die Ozeane abgeführt werden. Auf globaler Ebene bedeutet dies, dass die Wiederaufforstung von Bäumen zu einem Netto-Rückgang der Wasserverfügbarkeit führt.

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Was übersehen die Klimamodelle?

Was übersehen die Klimamodelle?

Ich bin mir nicht sicher, ob dieser Artikel nach 10 Jahren weiterer Modellverfeinerung noch immer korrekt ist. Ich nehme an, dass dies der Fall ist, da diese Wasserinteraktionen wirklich schwer zu modellieren sind.

Es gibt inzwischen zahlreiche Belege dafür, dass die unzureichende Darstellung von Wolken und feuchter Konvektion oder allgemeiner die Kopplung zwischen atmosphärischem Wasser und Zirkulation die größte Einschränkung in den derzeitigen Darstellungen des Klimasystems darstellt.

Anstatt die Verzerrungen zu verringern, die sich aus einer unzureichenden Darstellung grundlegender Prozesse ergeben, hat die zusätzliche Komplexität die Art und Weise vervielfacht, in der diese Verzerrungen Unsicherheiten in Klimasimulationen einbringen.

Diese Vielfalt an Reaktionen ist darauf zurückzuführen, dass die Kopplung zwischen Wasser und Zirkulation in niedrigen Breitengraden unverhältnismäßig stark von der Darstellung unaufgelöster Prozesse wie feuchter Konvektion und Wolkenbildung abhängt. Die mittleren Breiten zeigen robustere Reaktionen, weil ein Großteil des Energietransports von baroklinen Wirbeln getragen wird; auch diese sind grundsätzlich an das Wasser gekoppelt, aber sie werden von modernen GCMs viel besser beschrieben und aufgelöst

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Lokale Temperaturreaktion auf Veränderungen der Bodenbedeckung und der Bewirtschaftung durch nicht-strahlungsbedingte Prozesse

Lokale Temperaturreaktion auf Veränderungen der Bodenbedeckung und der Bewirtschaftung durch nicht-strahlungsbedingte Prozesse

Kühlende Wälder: Hier kombinieren wir umfangreiche Aufzeichnungen von Fernerkundung und In-situ-Beobachtung, um zu zeigen, dass nicht-strahlende Mechanismen die lokale Reaktion in den meisten Regionen für acht von neun üblichen LCMC-Störungen dominieren. Wir stellen fest, dass die Zunahme der Waldbedeckung zu einer jährlichen Abkühlung in allen Regionen südlich der Vereinigten Staaten, Nordeuropas und Sibiriens führt, was die Attraktivität der Wiederaufforstung als lokale Abschwächungs- und Anpassungsmaßnahme in diesen Regionen unterstreicht. Unsere Ergebnisse bestätigen, wie wichtig es ist, nicht-strahlungsbedingte Mechanismen bei der Bewertung lokaler landgestützter Minderungs- oder Anpassungsmaßnahmen zu berücksichtigen.

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Spanien und Portugal leiden unter dem trockensten Klima seit 1.200 Jahren

Spanien und Portugal leiden unter dem trockensten Klima seit 1.200 Jahren

Puhh….

Der meiste Regen auf der Iberischen Halbinsel fällt im Winter, wenn feuchte Tiefdruckgebiete vom Atlantik her einströmen. Doch ein Hochdrucksystem vor der Küste, das Azorenhoch, kann die feuchten Wetterfronten blockieren.

Die Forscher fanden heraus, dass die Winter mit „extrem großen“ Azorenhochs dramatisch zugenommen haben, und zwar von einem von zehn Wintern vor 1850 auf einen von vier seit 1980. Diese Extreme treiben das nasse Wetter auch nach Norden und machen Regengüsse im nördlichen Großbritannien und Skandinavien wahrscheinlicher.

Die Wissenschaftler erklärten, dass die häufigeren großen Azorenhochs nur durch die Klimakrise verursacht werden konnten, die durch die Kohlenstoffemissionen der Menschheit verursacht wurde.

„Die Anzahl der extrem starken Azorenhochs in den letzten 100 Jahren ist wirklich beispiellos, wenn man die letzten 1.000 Jahre betrachtet“, sagte Dr. Caroline Ummenhofer von der Woods Hole Oceanographic Institution in den USA

„Unsere Ergebnisse haben große Auswirkungen auf die Wasserressourcen, die für die Landwirtschaft und andere wasserintensive Industrien oder für den Tourismus zur Verfügung stehen“, so Ummenhofer. „Das verheißt nichts Gutes.“

Forschungsarbeiten aus dem Jahr 2021 brachten das Azorenhoch auch mit dem Sommermonsun in Indien in Verbindung.

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Der Mensch als Akteur bei der Beendigung der afrikanischen Feuchtzeit

Der Mensch als Akteur bei der Beendigung der afrikanischen Feuchtzeit

Der Mensch ist für die Wüstenbildung in der Sahara verantwortlich: Soweit vorhanden, deuten die Beweise auf eine systematische Homogenisierung der Blumenzusammensetzung der letzten AHP-Landschaften hin, die mit der Ausbreitung von Sträuchern und geringeren Niederschlägen einhergeht. Die Wahl des Lebensunterhalts richtete sich nach den ökologischen Bedingungen, und die frühen Hirtenwirtschaften entwickelten sich vor dem Hintergrund eines zunehmend trockeneren Klimas. Da der Mensch anderswo auf der Welt nachweislich erheblichen Druck auf die NPP prähistorischer und historischer Landschaften ausübte, ist es denkbar, dass er auch Katalysator für die Beschleunigung der Devegetation in der Sahara am Ende der AHP war. Dies wiederum hätte die Albedo und die Staubbindung erhöht und die Konvektion des Binnenmonsuns verzögert, was die Viehzüchter in neue Gebiete getrieben hätte, um den Zyklus erneut zu beginnen. Das neolithische Streben nach einer Maximierung der AKP könnte die letzten Nägel in den Sarg der NPP geschlagen haben, und die Wüstenbildung in der Sahara war das Endergebnis des kumulativen Prozesses.

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Globale hydroklimatologische Telekonnektionen infolge der Abholzung tropischer Wälder

Globale hydroklimatologische Telekonnektionen infolge der Abholzung tropischer Wälder

Großräumige Fernwirkungen: Hier wird gezeigt, dass die Abholzung tropischer Regionen die Niederschläge in mittleren und hohen Breiten durch hydrometeorologische Telekonnektionen erheblich beeinflusst. Insbesondere wird festgestellt, dass die Abholzung von Amazonien und Zentralafrika die Niederschläge im unteren Mittleren Westen der USA im Frühjahr und Sommer und im oberen Mittleren Westen der USA im Winter bzw. Frühjahr stark reduziert, wenn Wasser für die landwirtschaftliche Produktivität in diesen Regionen entscheidend ist. Die Entwaldung in Südostasien wirkt sich am stärksten auf China und die Balkanhalbinsel aus. […] Die kombinierte Wirkung der Abholzung dieser drei tropischen Regionen führt zu einem erheblichen Rückgang der Winterniederschläge in Kalifornien

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Großflächige Aufforstung in semiariden Gebieten kann das Niederschlags- und Kohlenstoffbindungspotenzial erhöhen

Großflächige Aufforstung in semiariden Gebieten kann das Niederschlags- und Kohlenstoffbindungspotenzial erhöhen

Mehr Wälder, mehr Regen: …dass die Umsetzung der gemessenen Merkmale eines erfolgreichen semi-ariden Aufforstungssystems (2000 ha, ~300 mm mittlerer Jahresniederschlag) auf große Gebiete (~200 Mio. ha) mit ähnlichen Niederschlagsmengen in der Sahelzone und in Nordaustralien zu einer Abschwächung und Verlagerung regionaler Tiefdruckgebiete führt, die das Eindringen von Feuchtigkeit und den Niederschlag verstärken (+0,8 ± 0,1 mm d-1 über der Sahelzone und +0,4 ± 0,1 mm d-1 über Nordaustralien) und dabei Gebiete beeinflussen, die größer sind als die ursprüngliche Aufforstung. Diese Effekte stehen im Zusammenhang mit einer zunehmenden Wurzeltiefe und Oberflächenrauhigkeit sowie mit einer abnehmenden Albedo. Dies führt zu einer erhöhten Evapotranspiration, einer Abkühlung der Oberfläche und einer Veränderung des Temperaturgradienten in Breitenrichtung. Es wird geschätzt, dass das Kohlenstoffbindungspotenzial einer solchen großflächigen  Aufforstung in semi-ariden Gebieten in der Größenordnung von ~10 % der globalen Kohlenstoffsenke der Landbiosphäre liegen kann und alle biogeophysikalischen Erwärmungseffekte innerhalb von ~6 Jahren ausgleichen würde.

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Management von fliegenden Flüssen durch intelligente grenzüberschreitende Aufforstung

Management von fliegenden Flüssen durch intelligente grenzüberschreitende Aufforstung

Anerkennung von fliegenden Flüssen: Angesichts der Szenarien für das Bevölkerungswachstum in der Stadt könnte die Erhöhung der erneuerbaren Wasserressourcen durch intelligente Aufforstung 22-59 % des zusätzlichen Bedarfs bis 2030 decken. Aufbauend auf den Ergebnissen plädieren wir für eine systematischere Berücksichtigung der Verbindungen zwischen den fliegenden Flüssen in den Regionen bei der Aufforstung und der Raumplanung für zukünftige Herausforderungen.

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Neue Definitionen für Feuchtigkeitsrecycling und die Beziehung zu Landnutzungsänderungen in der Sahelzone

Neue Definitionen für Feuchtigkeitsrecycling und die Beziehung zu Landnutzungsänderungen in der Sahelzone

Evapotranspiration: In der Sahelzone scheint die Wiederverwertung von Feuchtigkeit durch Evapotranspiration für mehr als 90 % der Niederschläge verantwortlich zu sein. Folglich gibt es einen wichtigen Rückkopplungsmechanismus zwischen Landnutzung und Klima, der unmittelbare Auswirkungen auf die Bewirtschaftung der natürlichen Ressourcen hat.

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Niederschlagsgebiete in Megastädten zeigen, dass die Herausforderungen der Wassersicherheit eng miteinander verbunden sind

Niederschlagsgebiete in Megastädten zeigen, dass die Herausforderungen der Wassersicherheit eng miteinander verbunden sind

Megastädte sind von der Evapotranspiration windabwärts abhängig: Unsere Ergebnisse zeigen, dass 19 von 29 Megastädten für mehr als ein Drittel ihrer Wasserversorgung von der Verdunstung vom Land abhängen. Wir zeigen auch, dass für viele der Megastädte die Abhängigkeit von der terrestrischen Verdunstung in trockenen Jahren höher ist. Diese hohe Abhängigkeit von der terrestrischen Verdunstung für ihren Niederschlag setzt diese Städte potenziellen Landnutzungsänderungen aus, die die Verdunstung, die den Niederschlag erzeugt, verringern könnten. […] zeigt vier besonders anfällige Megastädte (Karachi, Shanghai, Wuhan und Chongqing). Weitere sechs Megastädte wurden im Hinblick auf ihre Wasserversorgung als mittel anfällig eingestuft.

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Nichtlokale Effekte dominieren die Reaktion der globalen mittleren Oberflächentemperatur auf die biogeophysikalischen Auswirkungen der Entwaldung

Nichtlokale Effekte dominieren die Reaktion der globalen mittleren Oberflächentemperatur auf die biogeophysikalischen Auswirkungen der Entwaldung

Nichtlokale Auswirkungen: Die Entwaldung beeinflusst die Oberflächentemperatur am Ort der Entwaldung (lokale Effekte) und an anderen Orten (nicht-lokale Effekte). […] Anhand von Simulationen in einem Klimamodell zeigen wir, dass entwaldungsbedingte Veränderungen der Helligkeit der Oberfläche die Oberflächentemperatur hauptsächlich nichtlokal beeinflussen und daher in beobachtungsbasierten Datensätzen weitgehend übersehen werden können. Die Simulationen zeigen, dass die nichtlokalen Effekte einen größeren Einfluss auf die globale durchschnittliche Oberflächentemperatur haben als die lokalen Effekte, unabhängig davon, wie viel Fläche abgeholzt wird und auf welchem Breitengrad die Abholzung stattfindet.

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