Fernsensoren für bessere Überwachung von Trockenheitsphasen
Der Klimawandel wirkt sich weltweit immens auf den Niederschlag aus. Die globale Durchschnittstemperatur steigt weiter und in vielen Regionen beginnt die Jahresniederschlagsmenge zu sinken. Dadurch wird es in diesen Gegenden wahrscheinlich deutlich trockener werden, extreme Dürren nehmen zu und es kommt häufiger zu Hitzewellen von noch nie dagewesener Stärke. Großflächige Dürren haben weltweit bereits hohe ökonomische und soziale Kosten verursacht. Der Sommer im Jahr 2003 war in Europa einer der heißesten und trockensten aller Zeiten. Diese Hitzewelle hat sich nicht nur deutlich auf Europas Wirtschaft und natürliche Umwelt ausgewirkt, sondern auch zahlreiche Todesfälle zur Folge gehabt. Um solch extreme Dürren mildern und sich entsprechend anpassen zu können, hat die Europäische Kommission eine Politik gegen Wasserknappheit eingeführt. Diese Politik unterstützt Initiativen, die die zeitliche Variabilität von Trockenheitsphasen und ihre Auswirkungen auf die Dynamik des Ökosystems ergründen wollen. Eine solche Initiative ist das durch Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen geförderte Projekt INDRO. „Die Indikatoren der Fernerkundung, die derzeit vom Früherkennungssystem der Europäischen Dürrebeobachtungsstelle genutzt werden, sind nicht ideal geeignet, um die schnellen Veränderungen der Photosynthese der Pflanzen zu erfassen“, so Manuela Balzarolo, Mitarbeiterin am Centre for Research on Ecology and Forestry Applications (CREAF) und leitende Forscherin des Projekts. Um das zu verbessern, beschäftigte sich das Projekt INDRO mit der Bestimmung neuer Indikatoren der Fernerkundung, die den Zustand der Vegetation und ihre Reaktionen auf Trockenheit überwachen können.
Indikatoren der Fernerkundung
Es herrscht weitgehend Einigkeit darüber, dass das Kohlendioxid in der Atmosphäre bei periodisch auftretender Trockenheit abnorm schnell zunimmt und dass sich diese Wirkung in Zukunft nur noch verschlimmern wird. Eine Möglichkeit, diese Wirkung auf terrestrische Ökosysteme zu analysieren, liegt in Techniken der Fernerkundung. „Mit aus der Ferne aufgenommenen Indikatoren der pflanzlichen Photosynthese lassen sich die Bedingungen eines Ökosystems effektiv in Echtzeit erkunden“, erklärt Balzarolo. „Fernerkundung ermöglicht außerdem eine große Bandbreite an räumlichen und zeitlichen Beobachtungen im Hinblick auf Veränderungen in Struktur, Funktionsweise und Leistungen eines Ökosystems.“ Da sie die Beziehung zwischen Fernindikatoren und dem physiologischen Zustand der Pflanzen im globalen Maßstab erforscht hat, erreichte Balzarolo ein besseres Verständnis der räumlichen und zeitlichen Variabilität der Bruttoprimärproduktivität von Ökosystemen bei verschiedenen Umweltbedingungen. Zudem konnte sie verifizieren, welche Vegetations- und Umweltfaktoren für die Bestimmung der Variabilität in der Bruttoprimärproduktivität und der Lichtnutzungseffizienz am wichtigsten sind. „Anhand dieser Forschungsergebnisse hat sich gezeigt, dass sich in gemäßigten Wäldern Trockenheitsvariablen auf die jährliche Lichtnutzungseffizienz auswirken, während es in kalten Wäldern die Temperaturvariablen sind, die die Lichtnutzungseffizienz beeinflussen“, so Balzarolo. „Außerdem haben wir herausgefunden, dass die jahreszeitliche Variabilität der Lichtnutzungseffizienz stark mit meteorologischen Variablen zusammenhängt und im Sommer am stärksten ist.“
Aufbau von Früherkennungssystemen
Das Projekt ist ein wichtiger Schritt hin zu Früherkennungssystemen, mit denen sich die ökologischen und wirtschaftlichen Folgen von Dürren besser abfedern lassen. „Balzarolos Arbeiten liefern ein umfassendes, aktuelles Bild davon, wie Fernerkundungstechniken zur Überwachung von Dürren und ihren Auswirkungen auf die Ökosysteme eingesetzt werden“, so Josep Penuelas, Balzarolos Mentor am CREAF. „Damit hat sie klarer gemacht, wie sich klimawandelbedingte Dürren auf unsere Weltgemeinschaft auswirken werden.“
Schlüsselbegriffe
INDRO, Fernsensoren, Fernerkundung, Überwachung von Dürren, Überwachung von Trockenheit, Hitzewellen, Klimawandel, terrestrische Ökosysteme, Photosynthese
