Innovationen gegen den Klimawandel an der Uni Hohenheim:

Bio-Geoengineering bringt Regen in die Wüste

Simulierter Niederschlag über einer Jojoba-Plantage im Oman, am 30. Juni um 14 Uhr (Local Time). Grafik: Universität Hohenheim

Großflächige Plantagen können Regen in die Wüste bringen und damit eine Grundlage für die Begrünung vegetationsloser oder vegetationsarmer Gebiete der Erde schaffen sowie für die Speicherung großer Mengen Kohlenstoffdioxids (CO²) sorgen.

Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie unter der Leitung von Dr. Oliver Branch und Prof. Dr. Volker Wulfmeyer vom Fachgebiet Physik und Meteorologie der Universität Hohenheim in Stuttgart. Die Forscher haben die Wirkungen der Plantagen mit einem Cray Supercomputer im Höchstleistungsrechenzentrum der Hochschule simuliert.

Jojoba-Plantagen sorgen für Druckdifferenzen

Großflächige Plantagen, zum Beispiel aus Jojoba-Pflanzen (Simmondsia chinensis), erhöhen deutlich den Anteil an Sonnenenergie, der von der Erdoberfläche absorbiert wird", erklärte der Erdsystemwissenschaftler Branch. Indem die Pflanzen ihre Energie dann größtenteils in Form von Wärme an die Umgebungsluft abgäben, entstehe über der Wüste ein warmes Gebiet mit niedrigem Luftdruck, ein sogenanntes Hitzetief.

Die Druckdifferenzen in der Umgebung der Plantagen erzeugten dann Auftriebsgebiete, die zur Bildung von Wolken und Niederschlag führen könnten.

Mit den Plantagen kann also Regen in der Wüste erzeugt und das regionale Klima positiv beeinflusst werden. "Das globale Klima können wir natürlich erst verändern, wenn die CO²-Aufnahme einen globalen Einfluss erreicht", erklärte Wulfmeyer, der das Projekt mitbetreut hat. "Aber schon so können wir das Wetter beeinflussen und das Leben in trockenen und heißen Gebieten für die Menschen erträglicher gestalten."

Simulation kann Gebiete ausfindig machen

Die Stärke des Effekts hängt von der Region und der Jahreszeit ab. "Ob und wie gut die Bildung von Wolken und Niederschlag funktioniert, ist von vielen Faktoren abhängig", erklärt Branch. So seien beispielsweise die vorherrschenden Windgeschwindigkeiten und die Beschaffenheit des Bodens entscheidend. Das kann dank einer neuartigen Methode nun erstmals quantifiziert und so gezielt Maßnahmen zur Wiederaufforstung motiviert und kontrolliert werden: Branch entwickelte anhand von Simulationen den sogenannten "Global Feedback Index". Der Wert zwischen 0 und 3 gibt an, wie gut sich ein Gebiet eignet, um Plantagen zu Zwecken der Niederschlagsbildung anzubauen. "Drei ist hier der beste Wert", so Branch. "Gebiete, die diesen Wert erreichen, liegen zum Beispiel auf der Arabischen Halbinsel, in Namibia und in der Sahara. Für diese Landstriche planen wir weitere Simulationen."

Monatskarten für den ganzen Globus

Auf der Grundlage von Wetterdaten der letzten 40 Jahre haben die Wissenschaftler Monatskarten für den ganzen Globus entwickelt. "Da es mit großem Aufwand verbunden ist, ein solches Projekt Realität werden zu lassen, nutzen wir den Cray Supercomputer am Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart. Dort führen wir hochaufgelöste Simulationen durch, um die geeignetsten Flächen zu finden", so Branch.

Anhand verschiedener Variablen lasse sich auf diese Weise zuverlässig feststellen, wo diese Methode zur Wolken- und Niederschlagsbildung funktionieren könne. Die Wissenschaftler sprechen von Bio-Geoengineering - ein Begriff für Methoden, bei denen man mittels der Beeinflussung der Biosphäre das Klima auf der Erde bewusst optimieren möchte. "Jede Wüste ist unterschiedlich", erklärte Branch. "Während eine Plantage von 100 km mal 100 km in Oman einen großen Unterschied machen und Wolken produzieren würde, können wir diesen Effekt beispielsweise für Israel ausschließen." cm/Universität Hohenheim

Jojoba-Pflanzen wachsen auch auf kargen Böden. In großen Plantagen gepflanzt, können sie dazu beitragen, dem Klimawandel entgegen zu wirken. Foto: Stan Shebs, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Dieser Artikel erschien in der Ausgabe NEUE LANDSCHAFT 10/2019 .

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