Der Klimawandel treibt den Anstieg extremer Wassertemperaturen in Seen voran

Laut einer neuen Studie werden die größten Seen der Welt sechsmal so häufig von schweren Seehitzewellen heimgesucht, wenn die Wassertemperaturen weit über den Normalwert steigen, wie vor etwa zwei Jahrzehnten. Nahezu alle schweren Hitzewellen in Seen, die in den letzten 20 Jahren aufgetreten sind, waren zum Teil auf den Klimawandel zurückzuführen und könnten laut der neuen Forschung bis zum Ende des Jahrhunderts zwischen drei- und 25-mal wahrscheinlicher werden.

Eine neue Studie analysierte über zwei Jahrzehnte Oberflächentemperaturdaten der größten Seen der Welt, um herauszufinden, wie häufig Seehitzewellen auftreten, und modelliert, wie viel der anthropogene Klimawandel zu ihrem Auftreten beigetragen hat.

Forscher fanden heraus, dass schwere Hitzewellen in Seen im Durchschnitt doppelt so häufig auftreten wie in einem vorindustriellen Klima. Hitzewellen in Seen können die Wasserbedingungen verändern, Wasserpflanzen und -tiere belasten und zu Algenblüten und anderen Problemen mit der Wasserqualität führen.

Die Studie wurde im AGU-Journal veröffentlicht Geophysikalische Forschungsbriefe. Die Studie ist die erste, die quantifiziert, wie der anthropogene (vom Menschen verursachte) Klimawandel die Hitzewellen von Seen beeinflusst hat, und bietet eine kritische neue Perspektive auf eine Art und Weise, wie die Seen der Welt auf das sich erwärmende Klima reagieren.

„Was wirklich auffiel, war das Ausmaß des menschlichen Beitrags: Die meisten der schweren Hitzewellen in Seen, die wir untersuchten, hatten einen signifikanten anthropogenen Einfluss“, sagte der Hauptautor der Studie, R. Iestyn Woolway, Klimawissenschaftler an der Bangor University in Wales. Im Gegensatz zu Menschen, die in Klimaanlagen einsteigen oder Notschatten bauen können, „gibt es für Wasserorganismen kein Entrinnen, wenn sie diesen extremen Temperaturen ausgesetzt sind“, sagte er.

„Es ist eine willkommene Ergänzung zur Zuordnung anthropogener Auswirkungen auf Seen“, sagte Luke Grant, Datenwissenschaftler an der Vrije Universiteit Brussel, der nicht an der Studie beteiligt war. „Es füllt eine Beweislücke, wenn es um den Einfluss von Temperaturextremen auf Seen geht.“ Die Feststellung, dass die meisten Hitzewellen einen gewissen menschlichen Einfluss haben, fügte Grant hinzu, sei „auffällig“.

Anthropogener Beitrag

Die Zunahme von Fernerkundungsdaten in den letzten zehn Jahren hat Studien wie diese ermöglicht, die es Wissenschaftlern ermöglichen, sich von Studien an einzelnen Seen zu entfernen und Veränderungen auf globaler Ebene in ähnlichen Ökosystemen anzugehen, sagte Woolway. Die Forscher analysierten Seeoberflächentemperaturdaten der Europäischen Weltraumorganisation von 78 Seen, die groß genug waren, um Temperaturen von mehreren Punkten zu messen und sich über den Zeitraum von 1995 bis 2019 erstreckten.

Woolway und seine Co-Autoren suchten nach Hitzewellen in Seen unterschiedlicher Intensität, beschränkten ihre Zuordnungsanalyse jedoch auf „schwere“ oder „extreme“ Hitzewellen.

Um die Schwere der Hitzewelle zu bestimmen, analysierten die Forscher Anomalien der Oberflächentemperatur oder wie viel wärmer die Temperaturen im Vergleich zu normalen Bedingungen sind. Bei einer schweren Hitzewelle steigen die Oberflächentemperaturen des Sees deutlich über die obersten 10 % aller beobachteten Temperaturen. Im Allgemeinen, wenn Menschen die Hitze spüren, sind es auch die Seen, sagte Woolway.

Die Forscher kombinierten historische Temperaturdaten mit Klimamodellen aus dem Intersectoral Impact Model Intercomparison Project, einem großen Gemeinschaftsprojekt, um die Reaktionen der Seen auf den Klimawandel zu simulieren, um abzuschätzen, wie viel menschlicher Klimawandel zu den beobachteten Hitzewellen in Seen beigetragen hat, und um vorherzusagen, wie häufig Seen auftreten Hitzewellen werden im nächsten Jahrhundert auftreten.

Die Forscher fanden heraus, dass schwere und extreme Hitzewellen in Seen bei einer globalen Erwärmung von 1,5 Grad Celsius gegenüber vorindustriellen Temperaturen dreimal wahrscheinlicher sind, was das Ziel des Pariser Abkommens war. Bei einem Szenario mit einer globalen Erwärmung von 3 Grad Celsius, wie es in diesem Jahrhundert mit minimalen Reduzierungen der Treibhausgasemissionen eintreten könnte, sind schwere Hitzewellen in Seen bis zu 25-mal wahrscheinlicher, verglichen mit der Wahrscheinlichkeit dieser Ereignisse in einem vorindustriellen Klima. Anthropogene Beiträge waren auch in tropischen Seen höher, sagte Woolway und spiegelte andere Studien wider, die festgestellt haben, dass Regionen in niedrigeren Breiten die Hauptlast der Auswirkungen des Klimawandels tragen.

In heißem Wasser

Da die Studie nur große Seen betrachtete, die widerstandsfähiger gegen Veränderungen und schwere Hitzewellen sein können, könnte die Studie tatsächlich eine konservative Schätzung darüber sein, wie häufig schwere Seehitzewellen auftreten.

„Wenn wir diese Erkenntnisse auf eine globale Ebene skalieren, könnten die Ergebnisse viel schlechter sein“, sagte Woolway.

Hitzewellen in Seen können Ökosystemen auf verschiedene Weise schaden. Für Organismen, die in einem eng definierten Temperaturregime leben, können selbst kleine Änderungen der Wassertemperatur ein Todesurteil sein. Wärmeres Wasser bedeutet auch mehr Verdunstung und weniger Vermischung, da das Wasser des Sees mit heißem Wasser oben und kühlerem Wasser unten geschichtet wird. Beide Effekte können weniger Sauerstoff bedeuten, was Seebewohner wie Fische, die atmen müssen, stressen kann.

Da das Gebiet der Hitzewellen in Seen voranschreitet, sagte Grant, könnte die Kopplung verbesserter Datensätze mit Studien über Hitzezufluchtsorte für Seebewohner Vorhersagen über die Reaktionen von Seeökosystemen auf Hitze verfeinern.

„Die einzige Möglichkeit, damit umzugehen, besteht darin, die globale Erwärmung zu reduzieren. Wenn die Temperaturen weiter steigen, werden die Hitzewellen in den Seen immer schlimmer“, sagte Woolway.