Zittern im Treibhaus Die Auswirkungen des Klimawandels

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Jahrbuch des Vereins zum Schutz der Bergwelt, 67. Jahrgang (2002) 49 - 60
Zittern im Treibhaus
Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Alpen
von }örg Bodenbender
Dass wir auf dem besten Wege sind, das Weltklima zu ändern, bestreitet heute so gut wie kein Wissenschaftler mehr. Die Häufung globaler Störungen in der atmosphärischen Zirkulation, dessen bekanntester
Vertreter EI Niiio ist, weltweit steigende Temperaturen, die Zunahme klimatischer Extremereignisse
Wie werden sich die Auswirkungen des Klimawandels in Gebirgsregionen äußern?
Vieles deutet daraufhin, dass die Folgen hier, bedingt durch die extreme Topographie und die sehr sensiblen Ökosysteme in unterschiedlichsten Höhenlagen, rascher und direkter sichtbar werden als anderswo.
Am Fuß vieler Alpengletseher, vor langen Moränenwällen und weiten Geröllhalden, wird schon heute der
Eindruck übermächtig. Ob Hochjochferner in den Ötztaler oder Sulzenauferner in den Stubaier Alpen, ob
Morteratschgletscher in der Bernina oder Großer Aletschgletscher im Wallis - alle verlieren sie an Länge
und Masse. Den Rekord erzielte 1998 der Feegletscher im Saastal / Wallis: 111 Meter Rückgang in einem
Jahr.
Ähnliches passiert mit dem Permafrost, jene Bodenbereiche im Hochgebirge, die nur im gefrorenen
Zustand stabil sind, in den letzten Jahrzehnten durch Auftauprozesse aber immer instabiler werden - die
Konsequenzen sind zunehmende Erosion, Hangabrutschungen, Bergstürze. Manches passiert spürbar, in
den Medien eindrucksvoll präsentiert: Lawinenkatastrophen, Hochwasser und Überschwemmungen,
Trockenheit und Dürre - manches geht aber auch viel unbemerkter vor sich, wie z.B. der langsame Wandel
der Vegetationsstruktur.
Sichtbare Vergänglichkeit.....
Gletscher stellen sehr sensible Klimaindikatoren
dar, denn ihre mittlere Eistemperarur liegt nahe am
Schmelzpunkt. Weil schon geringe Temperaturänderungen zu ausgeprägten Veränderungen von Gletscherlänge und Volumen führen , werden sie deshalb
auch als Früherkennungssystem für weltweite Erwärmungstrends eingesetzt. So hat der relativ geringe
Anstieg der globalen Temperatur von
seit
Mitte des letzren Jahrhunderts zu einem ausgeprägten
Rückgang der Alpengierscher geführt. Die verglerscherte alpine Fläche nahm seirdem um 30 bis 40 %,
o,rc
das Eisvolumen sogar um etwa 50 % ab. Allerdings
gibt es regionale Unterschiede. Nach Max Maisch,
Geograph und GIerscherforscher an der Universitär
Zürich, reichen die Flächenverlusre in der Schweiz
seir dem Hochsrand von 1850 von 20 bis 30 % im
Wallis und den Bemer Alpen bis zu Werten von
60 % im Bündnerland. Der Grund für diese Unterschiede: Größere, massereiche GIerscher mir weir
hinaufreichenden Nährgebieten und Regionen mir
umfangreicheren Eisreserven (Wallis und Bemer
Alpen) verlieren in Schwundphasen srers geringere
Flächen- und Längenanreile als Regionen mir kleine-
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ren und kürzeren Eiszungen, die auf Veränderungen
der klimatischen Umwelt mit prozentual höheren
Verlustanteilen reagieren.
Und offensichtlich geht der Rückgang immer
schneller. Für die Schweizer Alpen dokumentieren
die aktuellsten hochauflösenden Satelli tendaten
einen Rückgang der Gletscherfläche von über 20 %
allein in den letzten 15 Jahren.
Für Professor Wilfried Haeberli, dem Direktor
des "World Glacier Monitoring Service" (WGMS),
ist seit dem Fund des Ötztaler Gletschermannes, der
während Jahrtausenden nicht vom Similaungletscher
freigegeben wurde, klar, dass die heutige Vergletscherung der Alpen wohl die geringste seit mehr als 5000
Jahren ist. Gehören wir also zu den letzten Generationen , die das großartige Naturphänomen
Alpengletscher noch bestaunen können? Was heute
angesichts der häufig noch mächtigen Eisrnassen
kaum vorstellbar erscheint, könnte, wenn die Szenarien der Klimaforscher zutreffen, Wirklichkeit werden. Berechnungen von Privatdozent Max Maisch
zufolge wird bei einem weiteren Temperaturanstieg
von
rund ein fünftel der aktuellen Gletscher
und ein Viertel der Schweizer Gletscheroberfläche
verschwinden. Steigt die Temperatur um 2°e über
den heutigen Wert, was irgendwann in der zweiten
Hälfte unseres Jahrhunderts zu erwarten ist, wären
knapp drei viertel aller heutigen Gletscher wässrige
Vergangenheit. Wie die zukünftige Gletscherentwicklung in der Realität aussehen könnte, hat Max
Maisch anhand des Tschierva Gletschers in der Bernina in einer Bildanimation dargestellt (Kasten 1 und
Abb. 1).
o,re
Bild 1: Beminamassiv und Tschiervagletscher im September 2001 (v.l.n.r.: Piz Bemina (4.049 m), Piz Roseg (3.937 m), Piz
La Sella (3511 m))
Foto: J. Bodenbender
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Tschierva Gletscher-Computeranimation
Die Simulation verdeutlicht die vergangene und zukünftige Entwicklung des Tschierva-Gletschers in der
Bernina / Engadin von Mitte des letzten JahrhundertS, dem Ende der "kleinen Eiszeit", bis hin zum Ende des
21. Jahrhunderts. Grundlage für die Simulation des zukünftigen Gletscherrückgangs sind die mittleren zu
erwartenden Temperatutänderungen in den nächsten 100 Jahren. Ob dann die freigelegten Moränenbereiche
für Siedlungszwecke genutzt werden, ist natürlich vorerst eine Spekulation. Den heutigen Ist-Zustand zeigt
die Luftbildaufnahme von der Westseite des Berninamassivs, aufgenommen im September 2001 (Abb. 1).
(v.l.n.r.: 1.Bild: ca. 1850; 2.Bild: ca. 2020? bei +0,6 oe gegenüber heute; 3.Bild: ca. 2035 ? bei + 1,2 oe; 4.Bild: ca. 2050 ?
bei + 1,8 oe; 5.Bild: Ende 21 . Jhdt. ? bei +3,0 oe Tschierva eisfrei; 6.Bild: Ende 21. Jhdt. ? bei +3,0 oe Tschierva Hotels)
Autor: PD Dr. Max Maisch, ETH Zürich
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Das »Gletschersterben« ist nicht auf die Alpen
begrenzt. Ob im Kaukasus, den Kanadischen Rockys,
in Patagonien oder auf Island - überall registrieren
Wissenschaftler den Minustrend. Dennoch wachsen
in manchen Regionen zeitweilig die Eisströme. In
den feucht-kalten, maritimen Klimaten Norwegens
wie auch in den trocken-kalten kontinentalen Bereichen, beispielsweise im Tien Shan (Kirgistan/China),
beeinflußt vor allem die Menge des Niederschlags die
Gletscherentwicklung - die Temperaturen sind hier
ohnehin so niedrig, dass ein Grad mehr oder weniger
nicht ins Gewicht fällt. In gemäßigten Breiten sind
die Gletscher dagegen wärmer und deshalb besonders
anfällig für Temperaturänderungen. Zu den sensibelsten gehören aufgrund ihrer klimatischen und topographischen Lage vermutlich die Gletscher der
Alpen.
Permanenter Bodenfrost?
Erst in den letzten Jahrzehnten wurde ein weiteres
Phänomen genauer untersucht, der Rückgang des
Permafrostes. Es handelt sich hier um dauernd gefrorene Bodenschichten, die dort vorkommen können,
Bild 2: Überblick Ort Pontresina / Engadin, oberhalb des
Ortes die Groß baustelle des Dammprojektes,
v./.n.r.: Piz Muragl (3157 m), Piz Languard (3262 m),
Piz Albris (3 166 m)
Foto: J. Bodenbender
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wo die mittlere Jahrestemperatur weniger als _1°C
beträgt. In den Alpen beginnt diese Temperaturgrenze, je nach Hangausrichtung und Neigung, zwischen
2100 und 3000 Meter Höhe. Permafrostboden ist ein
gefrorenes Gemisch aus lockerem Material - grobem
Schutt, Kies, Sand und Fels -, welches nur durch das
Eis zusammengehalten wird. Seine Mächtigkeit reicht
von einigen Dutzend Metern bis zu über einem Kilometer im Bereich der höchsten Gipfel.
Permafrosthänge sind häufig sehr steil und neigen,
das ist die beunruhigende Nachricht, zu einer großen
Instabilität bei Erhöhung der Bodentemperatur.
Seit Mitte des vorigen Jahrhunderts ist die Permafrostgrenze in den Alpen bereits um 150 bis 250
Meter angestiegen, und der Temperaturanstieg schreitet immer schneller voran. Das tiefgreifende Auftauen des eishaItigen Lockergesteins vermindert die
Bodenfestigkeit der Hänge, wodurch das Auftreten
potentieller Anrissstellen für Massenbewegungen
wahrscheinlicher wird, Erosion, Muren, Steinschlag,
Fels- und Bergstürze sind die Folge.
Der Kurort Pontresina (1.805 m) im Oberengadin, am Fuß des Schafberges, hatte schon vor mehr
als hundert Jahren mit Naturgefahren durch Lawinen
und Murabgänge zu kämpfen. Heute sichern 624
Hangverbauungen mit insgesamt 16 Kilometer
Länge im Höhenband zwischen 2.200 und 2.980
Meter das Gelände (Abb. 2). Wissenschaftler der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der Universität Zürich haben nun eine
neue Gefahr durch abtauenden Permafrostboden im
Einzugsbereich einer noch unverbauten Erosionsrinne (dem Val Giandains) erkannt. An deren Ursprung
liegt der Blockgletscher Ursina, ein großer Haufen
Schutt, Geröll und Eis, der einem erstarrten Lavastrom ähnelt (Abb. 3).
Tatsächlich aber ist diese auffällige Form von Permafrost häufig kein starres Gebilde, sondern bewegt
sich bei genügend großer Hangneigung mit
Geschwindigkeiten von einigen Dezimetern pro Jahr
bergab. Wird nun die Labilität des Lockerschuttes im
Stirnbereich des Blockgletschers durch Auftauprozesse des Permafrostes erhöht, könnte, so die Berechnungen der VAW, ein großes Murenereignis ausgelöst
werden, bei dem bis zu 100.000 m 3 Geröll durch das
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Bild 3: Blick vom Blockgletscher Ursina ins Tal von Pontresina und Val Roseg
Foto: ehr. Rothenbühler, Academia Engiadina, Samedan
Bild 4b: Modell des geplanten Pontresina-Dammprojektes Dr. Felix Keller, Academia Engiadina, Samedan
Val Giandains auf die noblen Hotelbauten Pontresinas herunter prasseln. Davor will sich die Gemeinde in einem bisher einmaligen Projekt schützen. Mit
Hilfe von zwei 13,5 Meter hohen Schutzdämmen
sowie Vordämmen soll oberhalb von Pontresina ein
riesiges Auffangbecken gebaut werden, um das prognostizierte Rüfenmaterial aufnehmen zu können geschätzte Baukosten, 7.5 Mio. Schweizer Franken
(Abb. 4 a und 4 b).
Bild 4a: Lage des Pontresina-Dammprojektes, im HinterFoto: J. Bodenbender
grund der Schafsberg (2731 m)
Zur Messung der Temperaturen im Permafrost
haben die VAW-Glaziologen Bohrlöcher in die
Blockgletscher Ursina und Murtel (arn Corvatsch) bis
auf den felsigen Untergrund getrieben. Die Ergebnisse belegen den Klimawandel deutlich. So ist seit 1987
die mittlere Bodentemperatur in 11 Meter Tiefe um
etwa 0,5°C gestiegen, die Temperaturveränderungen
sind sogar bis zu einer Tiefe von 80 Meter erkennbar
- ein bedenkliches Zeichen, liegen doch viele Touristenorte und Autostraßen im Einflußbereich auftauenden Permafrostes. Und nicht nur das: Seilbahnstationen, Hochspannungsmasten, Berghütten, ja sogar
die Schutzbauren gegen Steinschlag und Lawinen
selbst sind nicht mehr sicher, wenn der Permafrost
ins Rutschen gerät.
Dass die Berge nicht so ewig sind, wie sie auf den
ersten Blick scheinen, ist keine Neuheit. So gehören
seit Millionen von Jahren Steinschlag, Fels und Bergstütze zu den natürlichen geologischen Abläufen, die
unser Landschaftsbild immer wieder neu gestalten.
Neu ist nur, dass diese Erosionsprozesse mit tauendem
Permafrost und rückgängiger Eisbedeckung immer
häufiger auftreten. Schwerere Zeiten also auch für die
Freunde des Bergwanderns und -kletterns. Zunehmend mehr Wanderwege und Kletterrouten müssen
gesperrt werden oder sind zumindest wegen Steinschlaggefahr oder gar drohenden Hangabbrüchen
nicht mehr zu empfehlen. So gerieten z.B. mehrfach
Bergsteigende auf dem Weg zum Biancograt des Piz
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oberhalb von 2100 Metern im Mittel sogar mehr
Schnee liegen als heute, weil die Temperaturen in dieser Höhe dann immer noch niedrig genug sind, um
den zusätzlichen Niederschlag in Schnee umzuwandeln. Unterhalb ist dafür mehr Tauwetter angesagt.
Im Hinblick auf den Wintertourismus wird der
Rückgang der Schneesicherheit besonders die kleineren Skigebiete in tieferen Lagen treffen - schon heute
sind dort viele Liftanlagen nur noch zeirweilig in
Betrieb oder bereits abgebaut. Aber auch in den
größeren Skigebieten stehen unterhalb von 1500
Metern die Zeichen auf Grün. Die Betreiber reagieren zunehmend mit der Ausweitung der Skigebiete
nach oben und der künstlichen Verlängerung der
Schneesaison mittels Schneekanonen.
Bild 5: Biancograt - Piz Bernina (4.049 m)
Foto: J. Bodenbender
Bernina (4.049 m) / Engadin in den Hagel herunterstürzender Felsbrocken und wurden schwer verletzt.
Seitdem wurde der Weg von der Tschierva-Hütte zur
Fourcla Prievlusa (3.430 m) , im vermeintlich stabilen
Bernina Granit, schon zweimal verlegt, und jetzt auch
der Zustieg zum Grat geändert (Abb. 5).
Weiße Pracht oder grüne Winter?
Es ist eine einfache physikalische Rechnung: Steigt
die mittlere Temperatur der Atmosphäre um 1 Grad,
wandert die Schneefallgrenze um etwa 150 Meter
hinauf; bei 2 Grad mehr fällt im Mittel bereits 300
Meter weiter oben Regen anstatt Schnee.
Ein Trend in Richtung grüne Winter ist in tieferen
Lagen schon jetzt deutlich sichtbar. So sind z.B. im
Schweizer Mittelland die Tage mit geschlossener
Schneebedeckung von 65 in der Mitte des letzten
Jahrhunderts auf etwa 20 im letzten Jahrzehnt
zurückgegangen. In höheren Regionen ist dagegen
bisher weitgehend alles beim Alten - langjährige
Messungen zeigen noch keine eindeutige Tendenz in
Richtung mehr oder weniger Schnee. Was hier in
Zukunft passiert, entscheidet sich im Wechselspiel
zwischen höheren Temperaturen und mehr Niederschlägen in den Wintermonaten. Nimmt z.B. bei
einer mittleren Temperaturzunahme von 2 Grad der
winterliche Niederschlag um 20 Prozent zu, wird
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Nicht vergessen darf man in diesem Zusammenhang die ökologische Bedeutung der isolierenden
Schneedecke, die Pflanzen und Tiere vor dem Erfrieren schützt. Fehlt das »Frostschutzmittel« Schnee,
werden das auch die alpinen Landwirte zu spüren
bekommen.
Weniger Schnee und kleiner werdende Gletscher,
das bedeutet schließlich auch mehr ungebundenes
Wasser im Winter und weniger verfügbares Schmelzwasser im Sommer - mit bedenklichen Auswirkungen auf die Grundwasserbildung, Stauseen, Speicherkraftwerke usw.
In jeder Hinsicht extrem .....
Wir erinnern uns an den Februar 1999. Nachdem
innerhalb eines Monats mehr als fünf Meter
Neuschnee gefallen sind, befinden sich viele Alpenorte im Ausnahmezustand. Die kaum verfestigte
Schneedecke, heftige Sturmwinde und einsetzende
Regenfälle bis in höhere Lagen verschärfen die Situation extrem. Schwere Lawinenunglücke, allen voran
im Tiroler Wintersportort Galtür, beherrschen die
Berichterstattung in allen Medien. Das Rekordhochwasser im Mai (Abb. 6 - 8) und der verheerende
Sturm »Lothar« im Dezember desselben Jahres
machen viele mißtrauisch: drei Extremereignisse in
einem Jahr - ist das Zufall?
Diese Frage stellt sich angesichts der aktuellen
Ereignisse im Juli und August 2002 erneut. Tagelan-
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ger zum Teil sintflutartiger Dauerregen hat in weiten
Teilen Süd-, Mittel und Osteuropas zu größten
Überschwemmungen und Schäden in Milliardenhöhe geführt. Die Medien sprechen von einem weiteren Jahrhunderthochwasser. Viele Städte und Dörfer
in Süd- und Ostdeutschland, Niederösterreich und
Tschechien sind davon betroffen, mancherortS konnten Pegelstände der Flüsse verzeichnet werden, die nie
zuvor erreicht wurden. In weiten Teilen Norditaliens
haben schwerste Unwetter immense Schäden verursacht, Erdrutsche und Schlamml~.winen in den Alpen
bedrohen wieder einmal viele Orte.
Bild 6: Pfingsthochwasser 1999 an der Ilier bei Seifen /
nördl. Immenstadt im westlichen AlIgäuer Alpenvorland.
Der Verlauf des Flussbettes bei Mittelwasser ist an den
gewässerbegleitenden Ufergehölzen gut zu erkennen.
Bei Immerstadt verlässt die IIler die AlIgäuer Alpen. Auch
dieser Alpenfluss ist wie viele andere auf lange Strecken
eingedämmt, gestaut und kanalisiert bis zur Mündung in die
Donau bei Ulm.
Bei Hochwassersituationen, wie denen von Pfingsten 1999
mit extremer Niederschlagshöhe, holt sich auch die IIler ihre
ursprünglichen Ausweichräume zurück.
Foto: Wasserwirtschaftsamt Kempten, 23.5. 1999
Bild 7: Pfingsthochwasser 1999 in Eschenlohe /
Oberes Loisachtal
Foto: J. Beck
Bild 8: Pfingsthochwasser 1999 in Eschenlohe /
Oberes Loisachtal
Foto: J. Beck
Spüren wir jetzt also doch unmittelbar die
Auswirkungen der Klimaveränderung?
Die Klimaforscher sind sich einig darin , dass
infolge des globalen Klimawandels wahrscheinlich
auch die Häufigkeit und Wucht von Extremereignissen zunimmt. Erwärmung bedeutet schließlich mehr
Wasserverdunstung, bedeutet mehr Feuchtigkeit, also
letztlich auch mehr Energie in der Atmosphäre. Daraus resultiert eine Verstärkung des Wasserkreislaufs
und damit auch ein Anstieg von Niederschlägen, und
zwar vor allem in den mittleren und hohen geographischen Breiten, für die auch eine Zunahme der
Westwind-Wetterlagen und Windstärken vorhergesagt wird. Schon heute belegen zusammenhängende
Meßreihen aus den letzten 100 Jahren für die Westschweiz einen deutlichen Anstieg der Jahres-Niederschlagsmenge um etwa 20 Prozent, allerdings mit den
Schwerpunkten Winter und Herbst. Obwohl in den
vergangenen zwei Jahrzehnten Extremereignisse
gehäuft auftreten, ist dagegen die Zunahme von
extremen Hochwassersituationen statistisch immer
noch nicht abgesichert. Der Grund ist die hohe zeitliche Variabilität dieser Ereignisse. So ergeben z.B.
lückenlose Aufzeichnungen von Rheinhochwassern
der letzten 500 Jahre, dass es auch schon früher zu
Häufungen kam, gefolgt von oft langen Perioden, in
denen nur sehr selten extreme Hochwasser auftraten.
Die Tatsache, dass die Zeiten mit wenig Katastrophen oft zusammenfielen mit meteorologisch kühlen
und trockenen Phasen, wirft allerdings Fragen für
die Zukunft auf. Nachdenklich stimmt dies gerade
vor dem Hintergrund der ausgeprägten Zunahme
von sogenannten Warm-Anomalien, d.h. Perioden mit
immer neuen Temperaturrekorden im Mitteleuropäi-
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sehen Raum, deren Anzahl im letzten Jahrzehnt bei
weitem die größte in den letzten 1000 Jahren ist.
Was erwartet uns hier also in Zukunft?
Die Mehrheit der Modellrechnungen belegen für
den Alpentaum eine größere Temperaturzunahme als
im europäischen Mittel, wobei die relative Zunahme
in den Nord- und Zentral alpen vermutlich stärker
ausgeprägt sein wird als im Süden.
Die zukünftigen Änderungen von Niederschlagsmenge und Verteilung ist da schon schwieriger vorherzusagen, da die Alpen im Einflußbereich von vier verschiedenen Klimatypen liegen (mediterran, atlantisch,
kontinental, polar) und wie alle Gebirge eine Fülle
kleintäumiger Besonderheiten aufweisen. So wirken
die Alpen einerseits als Hindernis in der atmosphärischen Zirkulation, durch die Frontsysteme verzögert
oder deformiert werden, zum anderen sind sie auch
häufig selbst an der Entstehung neuer Wettersysteme
beteiligt.
Neuere Untersuchungen belegen, dass schon relativ
kleine Veränderungen in der großräumigen atmosphärischen Zirkulation zu ausgeprägten Niederschlagsanomalien auf der Alpennord- und -südseite führen
können. Ein Beispiel hierfür ist das letzte Augusttief
"Ilse" das, anders als sonst üblich, vom Atlantik nach
Südosten über die Alpen zog, sich mittels der feucht
warmen Luftmassen des Mittelmeeres mit Energie und
Wasserdampf angereichert hat und dann dort sowie
auf seiner langsamen Wanderung Richtung Nordosten
für die Unwetter und extremen Niederschlagsmengen
in weiten Teilen Ost- und Mitteleuropas verantwortlich war.
Neben einer Zunahme solcher Extremereignisse
prognostizieren die Modellstudien auch grundsätzliche
Veränderungen in den mittleren regionalen und saisonalen Verteilungsmustern des Niederschlages. Demnach werden an der Alpensüdseite, besonders in den
Herbst- und Wintermonaten, die Niederschläge
zunehmen, während im Sommer mit deutlichen regionalen Unterschieden, d.h. weniger Regen im Südwesten und mehr Regen im Südosten, zu rechnen ist.
Recht uneinheitlich sehen allerdings noch die Prognosen für die Alpennordseite aus. Während die
Mehrzahl der Klimamodelle von weniger Regen im
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Sommer und mehr Niederschlägen im Winter ausgehen, postulieren aber nun einige neuere Rechnungen
umgekehrt eher eine Zunahme des Niederschlags im
Sommer und ein Rückgang im Winter.
Diese zum Teil widersprüchlichen Ergebnisse verdeutlichen aus klimatischer Sicht die Problematik
genauer Vorhersagen, denn für so kleinräumige
Strukturen wie die Alpen reichen häufig die Rechenkapazitäten auch der schnellsten heutigen Computer
noch nicht aus.
Unabhängig davon stellen aber schon heute die
Auswirkungen des Klimawandels in den Alpen, wie
die frei liegenden, riesigen, unverfestigten Schuttareale und unterirdischen Wassertaschen der schwindenden Alpengletscher sowie die abtauenden Permafrostböden, eine potentielle Gefahr für Murabgänge und
Bergrutsche dar, die sich bei einer Zunahme der Niederschläge und erst recht bei einer Zunahme von
Wetterextremen zusätzlich erhöht.
Und schließlich ist es der Mensch selbst, der sensibler wird für die Folgen des Klimawandels, weil er
mit seinen Einrichtungen sowie Mobilitäts- und Freizeitansprüchen zunehmend in Räume vordringt, die
von Natur aus instabil sind.
Gute Zeiten oder schlechte Zeiten für die
Vegetation?
Die Alpen sind charakterisiert durch ein dichtes
Nebeneinander unterschiedlichster Landschaftstypen
und Ökosysteme. Zwischen warmen saftigen Wiesen
und kargen, kalten Dauerfrostböden liegen oft nur
wenige Kilometer. Mit jedem Höhenmeter ändern
sich die Lebensbedingungen für Pflanzen und Tiere je höher, um so spezialisierter und empfindlicher
werden die Lebensgemeinschaften. Die Vegetationszonen im Gebirge werden hauptsächlich durch die
Länge der Vegetationsperiode bestimmt: hier gilt, je
weiter oben umso kürzer. Auf dem Weg von unten
nach oben durchqueren wir die Hügel-, Montane,
Subalpine, Alpine und Nivale Zone. Wo diese Vegetationszonen im einzelnen enden oder beginnen, d.h.
wo die Grenze für Laub-, Nadelwald oder Sträucher
liegt und ab welcher Höhe dann nur noch Almwiesen (Alpine Zone) oder neben Fels, Eis und Schnee
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nur noch Flechten anzutreffen sind (Nivale Zone) ,
hängt von vielen kleinräumigen Parametern wie
Hanglage, Wasser, Nährstoffgehalt, Sonneneinstrahlung, Viehwirtschaft usw. ab.
Sicher ist offensichtlich aber, dass die ansteigenden
Temperaturen des Klimawandels zu einer Verlängerung der Vegetationsperiode und damit zu einer Aufwärtsverschiebung der Vegetationszonen führen wird
- und das ist auch schon in der Vergangenheit passiert. Dies belegen jedenfalls detaillierte botanische
Bestandsaufnahmen aus dem vorigen Jahrhundert,
nach denen im Vergleich zur heutigen Artenvielfalt
hochalpiner Pflanzen damals auf den meisten Gipfeln
weniger verschiedene Arten vorkamen als heute.
Diese vergleichenden Studien hat Georg Grabherr,
Professor am Lehrstuhl für Ökologie der Universität
Wien, auf insgesamt 30 über 3.000 Meter hohen
Alpengipfeln durchgeführt und sieht darin die Reaktion der Vegetation auf den ausgeprägten Temperaturanstieg des letzten Jahrhunderts.
Mehr Blumen also, mehr Grün und mehr Wurzeln, die helfen, abrutschende Hänge zu stabilisieren?
Das klingt gut, ist es aber nicht unbedingt. Zumindest nicht für die hochalpinen Pflanzen, die sich als
kleinwüchsige Spezialisten den harten Bedingungen
angepaßt haben. Denn steigen mit den Temperaturen
auch die größeren, weniger spezialisierten Arten aus
tieferen Bereichen nach oben, gerät die bisherige
Flora unter erheblichen Konkurrenzdruck und muß
ausweichen. Solange »Fluchrwege« vorhanden sind,
ist noch weitgehend alles in Ordnung. Wird aber der
Fels zu steil, der Schotter zu grob, oder ist einfach der
Berg zu Ende, dann wird es eng für die Pflänzchen.
1994 wurden auf dem Schrankogel (3.497 m) in
den Stubaier Alpen detaillierte Bestandsaufnahmen
durchgeführt, die im Jahre 2004 wiederholt werden
sollen. Projektleiter Georg Grabherr und sein Team
wollen damit die Veränderungen der alpinen Vegetationsstruktur analysieren. Wie diese aussehen werden,
ist allerdings schwer vorauszusagen. Manche heimische Arten in höheren Lagen werden vermutlich aussterben, andere rücken dafür von unten nach oder
wandern aus anderen Verbreitungsgebieten und Klimaregionen ein. Zeirweilige Destabilisierungen der
Ökosysteme sind aber sicher nicht auszuschließen. In
einer groß angelegten Studie mit dem Namen GLORIA (Global Observation Research Initiative in Alpine Environments) leitet Grabherr seit 1998 in ganz
Europa umfangreiche Vegetationskartierungen. Auf
aussagekräftige Ergebnisse dieser Langzeitstudie wird
man aber noch eine Weile warten müssen.
Und wie sieht es mit dem Kohlendioxid aus?
Bedeutet nicht ein mehr von diesem gasförmigen
Düngemittel auch ein üppigeres Pflanzenwachstum denn schließlich ist es ja diese chemische Verbindung, mit der die Pflanzen mit Hilfe von Wasser ein
Großteil ihrer Biomasse aufbauen?
Was sich so gut anhört, sieht auch hier in der Praxis anders aus. Experimente verschiedener Arbeitsgruppen (Abb. 9) ergaben, dass Almwiesen und Jungbäume aus dem Bergwald , die über längere
Zeiträume erhöhten C02-Ko nzentrationen unter
ansonsten natürlichen Gebirgsbedingungen ausgesetzt wurden, zwar anfangs tatsächlich eine höhere
C02-Aufnahme zeigten, dass dieser Effekt mit der
Zeit aber deutlich abnahm und die Pflanzen schließlich wieder zur normalen C02-Aufnahmemenge
zurückkehrten. Offensichtlich verhindert unter
natürlichen Wachstums bedingungen im Gebirge die
genetische Fixierung der ansässigen Pflanzen auf
langsames Wachstum ein Düngeeffekt von Kohlendioxid. Auch spielen hier sicher die in diesen Regionen
meist niedrigen Temperaturen sowie der partiell
Bild 9: Klimakammern auf dem Wankgipfel (1.780 m) /
Estergebirge. Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts in
Garmisch-Partenkirchen untersuchen hier die Reaktionen
von Pflanzen auf Klimaveränderungen im alpinen Bereich
Foto: J. Bodenbender
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geringe Nährstoffgehalt der Gebirgsböden eine Rolle.
Anstelle von Nutzen ergaben die Untersuchungen im
Gegenteil sogar negative Auswirkungen von erhöhtem atmosphärischen C02. So wurden Veränderungen im Pflanzengewebe gefunden, die mehrheitlich
eher ökologisch ungünstig für die Pflanzen sind.
dings gehören wir Deutschen mit mehr als 10
Tonnen fossiler C0 2-Emissionen pro Jahr und
Einwohner ebenfalls zu den Großproduzenten, der
Durchschnitt pro Erdenbürger liegt immerhin um
etwa zwei Drittel niedriger, die Brandrodungen in
den Entwicklungständern schon mit eingeschlossen.
Anmerkungen zum Treibhauseffekt
Ohne den natürlichen Treibhauseffekt läge die mittlere Temperatur an der Erdoberfläche nicht bei
angenehmen +15 Grad, sondern bei eisigen -18 Grad. Der Grund für diesen großen Unterschied:
Treibhausgase in unserer Atmosphäre lassen die kurzwellige Strahlung der Sonne weitgehend ungehindert durch, sie absorbieren aber die langweIlige (Wärme-)Rückstrahlung der Erde. Der Mensch greift
in diesen natürlichen Kreislauf ein, indem er die Konzentrationen dieser Treibhausgase - v.a. Kohlendioxid (C02), gefolgt von Methan (CH4), troposphärischem Ozon (03) und Lachgas (Distickstoffoxid
N 20) - erhöht und zusätzlich gasförmige Substanzen wie z.B. die FCKWs einbringt. So schwankte in
den letzten, klimatisch sehr stabilen 10.000 Jahren die atmosphärische Kohlendioxid Konzentration in
einem recht engen Bereich zwischen 240 und 280 ppm (ppm bzw. ppb = parts per Million bzw. Billion). Mit Beginn der Industrialisierung stieg er jedoch bis heute auf mehr als 360 ppm an. Noch ausgeprägter ist der Anstieg bei Methan: von etwa 700 ppb in vorindustrieller Zeit auf heute über 1800
ppb! Im globalen Mittel ist die Temperarur der unteren Atmosphäre im 20. Jahrhundert um etwa 0,7
Grad gestiegen - der schnellste Anstieg in den letzten 1000 Jahren. Wahrscheinlich wäre dieser Temperaturanstieg noch ausgeprägter, wären da nicht auch die vom Menschen in die Atmosphäre eingebrachten Schwefelverbindungen sowie Staub und Asche, die zur Bildung von Aerosolen führen. Diese
bewirken nämlich eine Abschwächung des Treibhauseffekts, indem sie das Sonnenlicht reflektieren,
bevor es die Erdoberfläche erreicht.
Nach dem neuesten Klima-Bericht der Vereinten Nationen wird die Erdatmosphäre im Jahr 2100
um 1,4 bis 5,8 Grad wärmer sein als 1990. Die große Bandbreite beruht auf der Vielzahl von physikalischen, chemischen, biologischen und meteorologischen Parametern, die in den verschiedenen globalen Klimamodellen unterschiedlich bewertet werden, sowie auf der Unsicherheit über die zukünftige
Entwicklung der Treibhausgas- und Aerosolkonzentrationen. Übereinstimmung herrscht allerdings
darin, dass die globale Erwärmung über Landflächen größer sein wird als über den Ozeanen und in
Regionen höherer nördlicher Breite, während der kalten Jahreszeit stärker ausfallen wird als im Sommer und in Äquatornähe.
Was sollten wir also in Zukunft tun?
Die Problematik ist hinlänglich bekannt. Die
Industrienationen emittieren riesige Mengen der verschiedenen Treibhausgase, allen voran die USA, die
allein mit mehr als 20 % zur anthropogenen Gesamt
- Weltproduktion von C02 beiträgt; über 20 Tonnen
C02 produziert jeder US-Amerikaner pro Jahr durch
die Verbrennung fossiler Energieträger. Allerführen-
58
Seit der Hochwasserkatastrophe im Sommer 2002
ist die Diskussion über den Klimawandel wieder auf
Hochtouren gekommen. Unsere Politiker sind sich
darüber einig, dass es nun gerade mit Blick auf die
letzte Weltklimaschutzkonferenz in Johannesburg
(Südafrika) dringend notwendig sei, auf internationaler Ebene langfristige konsequente Klimavorsorge zu
betreiben. Dies setzt natürlich voraus, dass die
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den Mitglieder der Großindustriestaaten auch eine
führende Rolle und Vorbildfunktion in der Reduktion der Treibhausgasemissionen spielen sollten. Und
genau hier liegt auch weiterhin das Problem, denn
wieder haben nur 93 von 120 Staaten das Kyoto-Protokoll unterschrieben, darunter z.B . nicht die Treibhausgasgigamen USA und Russland. Auch die Bundesregierung hat sich schon seit längerem das
ehrgeizige Ziel gesetzt die C0 2 -Emissionen in
Deutschland bis zum Jahre 2005 um mindestens
25 % gegenüber dem Wert von 1990 zu senken.
Allein der Erfolg läßt noch zu wünschen übrig, denn
nach anfänglich tatsächlich eingetretenen Reduktionen lag der C02 -Ausstoß im Jahre 2001 leider wieder um 1,5 % über dem des Vorjahres. Bleibt also zu
hoffen, dass der aus der letzten Flutkatastrophe resultierende Ehrgeiz, endlich richtungweisende Massnahmen zu ergreifen, nicht wieder bei den nächsten längeren Schönwetterperioden abflaut.
Internetadressen zum Thema Klimaänderung:
- Klimaänderungen und Naturkatastrophen in der
Schweiz sind das Thema des Nationalen
Forschungsprogramms NFP 31 . Die detaillierten
Arbeits-, Schluß- und Syntheseberichte der 55
Forschergruppen sind im vdf-Hochschulverlag der
ETH Zürich erhältlich.
www.vdfethz.eh
- Ein hervorragendes Infosystem zum Bereich
Klimaänderungen und Auswirkungen auf die Alpen
findet man im ProClim-Forum der schweizerischen
Akademie der Naturwissenschaften: z.B.
Gletscherschwundszenarien oder Szenarien zur
Enrwicklung der Vegetation im Alpenraum:
www.proclim.unibe.eh
Die große Unbekannte?
»Kippt« der Golfstrom und kommt am Ende doch alles ganz anders? Die Antwort liegt gut verborgen in den Ozeanen. Sie sind wichtige Faktoren im Klimageschehen: riesige Speicher für Sonnenwärme und Kohlendioxid und gleichzeitig sehr leistungsfähige Transportsysteme für Wärmeenergie.
So existieren in allen Weltmeeren miteinander verbundene förderbandähnliche Zirkulationszellen,
die die in den tropischen Gewässern gespeicherte Sonnenenergie in Form von Warmwasser rund um
den Erdball transportieren. Ein wichtiges Schwungrad dieses weltweiten marinen Zirkulationssystems
liegt offensichtlich bei uns vor der Haustüre, nämlich im Nordatlantik. Ein bekannter Mitspieler ist
der Golfstrom, der warmes Wasser aus der Karibik zu uns transportiert. Durch arktische Winde kühlt
sich dessen salzreiches, äquatoriales Importwasser im Nordatlantik ab, wodurch es schließlich zwischen Grönland und Island in die Tiefe rauscht. Als atlantisches Tiefenwasser fließt es jetzt nach
Süden, wo es schließlich am Rande des Südpolarmeeres in alle Weltmeere verteilt wird. Bliebe dieses
thermohaline (thermos = warm, halos = Salz) Schwungrad stehen, so wie schon viele Male in der Vergangenheit, würde in Mittel- und Nordeuropa dasselbe Klima herrschen wie in Alaska oder Labrador.
Der neueste Klimabericht der Vereinten Nationen (IPCC) scheint den Verdacht zu bestätigen.
Danach prognostizieren die meisten Klimamodelle eine Schwächung der ozeanischen Zirkulation, die
zu einer Verringerung des Wärmetransports in die höheren Breiten führen wird. Allerdings steigen die
Temperaturen über Europa zunächst wohl trotzdem an, als Folge der immer größeren Mengen von
Treibhausgasen. Wenn es aber in Zukunft im »Treibhaus Erde« warm genug geworden ist, könnte die
nordatlantische Zirkulation im nächsten Jahrhundert tatsächlich zum Erliegen kommen. Wenn die
Welt also heißer wird, könnte es in Europa tatsächlich kälter werden - auch dieses Szenario liegt im
Bereich des Möglichen.
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- Eine Dokumentation über mögliche Auswirkungen
der Klimaänderungen auf den Alpinismus "Klima
und Alpinismus im Wandel der Zeit" von DarioAndri Schwörer - zu finden unter
von Greenpeace:
http://www.greenpeace. org/~ climatelindex. html
von The New Scientist:
http://www.newscientist.com/hottopicslclimate/
www.alpineresearch.ch/alpine/stiftungD l.html
vom The World Resources Institute:
-Einen C02-Rechner und viele andere Infos zum
Klimawandel im Alpentaum zeigt die Seite Climate
Facts: http://clear.eawag.ch/menu_d.html
http://www.wri. org/index.htm
zum Kyoto-Protokoll:
http://www.bmu.de/download/dateienlprotodt.pdJ
-Unter der Homepage von Greenpeace findet man
den neusten IPCC-Bericht auf deutsch
http://www.greenpeace.de!
-Weitere Internetseiten unter internationalen
Gesichtspunkten:
zum Stand der Unterzeichnung und Ratifizierung des
Kyoto-Protokolls:
http:///www. unfccc. intlresource/docs/convkp/kpeng. html
http://www.unfccc.intiresourceiprotintr.htmi
der Europäischen Union:
http://europa.eu.intlcomm/environmentlclimatl
home_en.htm
des Umwelt-Programms der Vereinten Nationen:
http://climatechange.unep.netl
Anschrift des Verfassers:
Dr. Jörg Bodenbender
Mühlstraße 27 a
82438 Eschenlohe
e-mail:[email protected]
der Klimaschutzkampagne des World Wildlife Fund:
http://www.panda.org/climate/es Weltgipfels 2002
für nachhaltige Enrwicklung in Johannesburg:
http://www.jo burgsummit2002.com/
des Stake Holder Forums:
http://www.earthsummit2002.org/
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Der Verein zum Schutz der Bergwelt eV bedankt
sich bei Herrn PD Dr. Max Maisch, ETH Zürich,
für die freundliche Zurverfügungstellung der
Tschierva Gletscher-Computeranimation.