Die Temperaturen steigen, aber der Boden wird feuchter – warum?

Die Bodenfeuchtigkeit kann bestimmen, wie schnell sich ein Waldbrand ausbreitet, wie schnell sich ein Hügel in eine Schlammlawine verwandelt und – was vielleicht am wichtigsten ist – wie produktiv unsere Nahrungsmittelsysteme sind. Da die Temperaturen aufgrund des vom Menschen verursachten Klimawandels steigen, befürchten einige Forscher, dass die Böden austrocknen. Allerdings stieg die Bodenfeuchtigkeit zwischen 2011 und 2020 im Sommer, der wärmsten Zeit des Jahres, in 57 % der Vereinigten Staaten an.

Warum wurde der Boden feuchter, obwohl der Planet heißer wurde?

Eine aktuelle Studie von Forschern der Harvard University hat herausgefunden, dass die Bodenfeuchtigkeitstrends überwiegend durch den Niederschlag und nicht durch die Temperatur erklärt werden. Obwohl es nicht verwunderlich ist, dass mehr Regen feuchtere Böden bedeutet, stellt die Forschung eine seit langem bestehende Annahme in Frage, dass ein Anstieg der globalen Temperaturen zu trockeneren Böden führen wird.

Die Arbeit ist veröffentlicht im Tagebuch Naturwasser.

„Atmosphärisches Wasser wurde oft als Indikator für Dürre herangezogen, aber dieser Artikel hebt die Unterschiede zwischen dem Hydroklima von Böden und der Temperatur und dem Hydroklima der Atmosphäre hervor“, sagte Peter Huybers, Professor für Erd- und Planetenwissenschaften an der Fakultät für Künste und Naturwissenschaften und für Umweltwissenschaften und -technik an der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences und leitender Autor des Artikels.

Das Forschungsteam stellte fest, dass die Austrocknung durch erhöhte Temperaturen weitgehend durch CO2-Düngung ausgeglichen wurde, was es den Pflanzen ermöglicht, Wasser effizienter zu nutzen. Beide Effekte sind im Vergleich zum Niederschlag zweitrangig und heben sich tendenziell gegenseitig auf, so dass der Niederschlag der primäre Treiber für die Bodenfeuchtigkeit bleibt.

Eine Herausforderung bei der Untersuchung der Bodenfeuchtigkeit ist die spärliche Datenlage und die häufige Diskrepanz zwischen Satellitendaten und bodennahen Beobachtungen. Das Team verglich Bodenbeobachtungen zwischen 2011 und 2020 – dem kurzen Zeitraum, in dem in den Vereinigten Staaten viele Bodenfeuchtigkeitsmessungen verfügbar sind – mit Satellitendaten und stellte einen ähnlichen Anstieg der Bodenfeuchtigkeit fest.

Diese Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, die Vorhersagen langfristiger Niederschlagsänderungen als Reaktion auf den Klimawandel zu verbessern, insbesondere im Zusammenhang mit der Nahrungsmittelproduktion.

„Wir haben keine sehr genauen Messungen der langfristigen Bodenfeuchtigkeit, aber die Folgen hoher Temperaturen für landwirtschaftliche Erträge haben viel mit der Wasserverfügbarkeit zu tun“, sagte Lucas Vargas Zeppetello, der Fellow am Harvard University Center war Umwelt und ist Erstautor der Studie. „Pflanzen sind im Allgemeinen weniger temperaturempfindlich, wenn sie ausreichend Wasser haben, aber bei Trockenheit können sie große Probleme bekommen.“

Vargas Zeppetello ist jetzt Assistenzprofessor an der UC Berkeley.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine verringerte Oberflächenbodenfeuchtigkeit angesichts der Unsicherheit der Niederschlagstrends rund um den Globus keineswegs eine Selbstverständlichkeit ist“, sagte Huybers. „Angesichts der Unsicherheiten hinsichtlich der jährlichen Schwankungen der Niederschläge und der Unsicherheiten bei der Vorhersage langfristiger Niederschläge ist es praktisch unmöglich, die Bodenfeuchtigkeit in den kommenden Jahrzehnten vorherzusagen.“

Diese Unsicherheit mache es schwierig, die Wachstumsbedingungen für Nutzpflanzen vorherzusagen, weshalb es umso wichtiger sei, sich auf Wassermanagementstrategien zu konzentrieren, sagte Vargas Zeppetello.

Die Forschung wurde von Aleyda M. Trevino mitverfasst, die ihren Ph.D. erhielt. Er erlangte 2023 seinen Abschluss in Harvard und ist derzeit Postdoktorand an der San Francisco State University.