Während der Klimawandel den Planeten erwärmt und Dürren voraussichtlich häufiger und extremer werden, zeigt eine neue Studie, wie verringerte Wasserflüsse und steigende Temperaturen in der Atmosphäre unsere Flüsse erwärmen werden – was zu großen Herausforderungen für das Wasserleben, die Ökosysteme und die Gesellschaft führt.
Die Wassertemperatur ist ein wichtiger Kontrollfaktor für alle physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse in Flüssen. Dies ist besonders wichtig für Organismen, die ihre Körpertemperatur nicht selbst regulieren können, wie zum Beispiel Fische. Die Flusstemperatur ist wichtig für die menschliche Gesundheit sowie für die industrielle, häusliche und Freizeitnutzung durch Menschen.
Wissenschaftler haben drei Hauptmechanismen identifiziert, die den Anstieg der Flusswassertemperatur während Dürreperioden vorantreiben: atmosphärische Energieeinträge; physikalische Habitateinflüsse (Beschattung und Flusskanalformen, die den Fluss steuern); und die Beiträge verschiedener Wasserquellen – Grundwasser kühlt Flüsse im Sommer tendenziell ab.
Eine Rezension veröffentlicht in Hydrologische ProzesseDie von der University of Birmingham in Zusammenarbeit mit der University of Nottingham und dem Marine Directorate der schottischen Regierung durchgeführte Studie unterstreicht, dass intensive Kurzwellenstrahlung während heißer und trockener Perioden wahrscheinlich der größte Faktor für hohe Flusswassertemperaturen ist.
In Kombination mit sinkenden Wasserständen und -volumina sowie langsameren Fließgeschwindigkeiten während Dürreperioden erwärmt sich das Wasser dadurch schneller. Allerdings betonen die Autoren, dass Abkühlungseffekte durch Grundwassereinträge, Kanalverschattung und Verdunstung unter bestimmten Umständen hohe Temperaturen ausgleichen können.
Co-Autor David Hannah, Professor für Hydrologie und UNESCO-Lehrstuhl für Wasserwissenschaften an der Universität Birmingham, kommentierte: „Steigende Flusswassertemperaturen können erhebliche und oft schädliche Auswirkungen auf das Leben im Wasser haben und sich sowohl auf einzelne Arten als auch auf ganze Ökosysteme auswirken.“
„Dürrebedingungen gehen oft mit hohen atmosphärischen Temperaturen einher, und solche Trends werden mit dem Klimawandel intensiver und häufiger – mit erheblichen Auswirkungen auf die Flusswassertemperaturen aufgrund der Kombination aus intensiver Sonneneinstrahlung und geringeren (und langsameren) Wasserflüssen.“
„Bestimmte Bewirtschaftungsmaßnahmen wie die Bepflanzung von Flussufern und Initiativen zur Wiederherstellung von Flüssen – darunter die Wiederherstellung natürlicher Kanalformen und die Wiederanbindung von Grundwasser – könnten jedoch dazu beitragen, hohe thermische Extreme während Dürreperioden auszugleichen, wenn die Maßnahmen gezielt eingesetzt werden.“
Die Forscher stellen fest, dass ganzheitlichere, einzugsgebietsweite Ansätze zur Wiederherstellung von Flüssen erforderlich sind, die berücksichtigen, wie hohe Wassertemperaturextreme im Fluss ausgeglichen werden können und gleichzeitig andere ökologische Vorteile bieten. Die Autoren der Studie fordern neue wissenschaftliche Ansätze, die untersuchen, wie die Prozesse, die über die drei von ihnen identifizierten Mechanismen hinweg ablaufen, zusammenwirken. Dies soll dazu beitragen, Modelle besser zu informieren, die in der Lage sind, abzuschätzen, wo und wann hohe thermische Extremwerte in Flüssen während Dürreperioden wahrscheinlich auftreten.
Der Hauptautor Dr. James White von der University of Birmingham kommentierte: „Unsere Arbeit beleuchtet wichtige zukünftige Forschungsfragen, die uns dabei helfen werden, die Temperaturdynamik des Flusswassers während Dürreperioden besser zu modellieren – und Flussmanagern dabei zu helfen, herauszufinden, wie thermische Extreme verbessert werden könnten.“ durch Minderungs- und Anpassungsstrategien bewältigt werden.“
Mehr Informationen:
JC White et al, Dürreauswirkungen auf die Flusswassertemperatur: Ein prozessbasiertes Verständnis aus gemäßigten Klimazonen, Hydrologische Prozesse (2023). DOI: 10.1002/hyp.14958