Studie beleuchtet Effektivität von Wüstenplantagen
Großflächige Plantagen in Wüstenregionen können einen Beitrag zur Bewältigung der Klimakrise leisten. Eine Studie der Universität Hohenheim, durchgeführt von Dr. Oliver Branch und Prof. Dr. Volker Wulfmeyer, untersuchte die Effektivität solcher Begrünungsmaßnahmen. Die Forschungsergebnisse wurden im Wissenschaftsmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) veröffentlicht.
Die wesentlichen Effekte von Plantagen in Wüstengebieten sind die Senkung der mittleren Temperatur und die Auslösung von Niederschlägen. Diese Form des Bio-Geoengineerings wirkt der Ausbreitung von Wüsten entgegen. Zudem binden die Pflanzen Kohlenstoffdioxid und tragen somit zur Speicherung von Kohlenstoff bei.
Dr. Branch, Erdsystemwissenschaftler und Studienleiter, erklärt, dass Plantagen, beispielsweise aus Jojoba-Pflanzen, den Anteil der von der Erdoberfläche absorbierten Sonnenenergie erhöhen. Die Pflanzen geben diese Energie größtenteils als Wärme an die Umgebungsluft ab. Dadurch entsteht über der Wüste ein warmes Gebiet mit niedrigem Luftdruck, ein sogenanntes Hitzetief. Die resultierenden Druckdifferenzen in der Umgebung der Plantagen erzeugen Auftriebsgebiete, die zur Bildung von Wolken und Niederschlag führen können.
Prof. Dr. Wulfmeyer, der das Projekt mitbetreut hat, weist darauf hin, dass durch Plantagen Regen in der Wüste erzeugt und das regionale Klima positiv beeinflusst werden kann. Er ergänzt, dass eine globale Klimaänderung erst bei einer entsprechenden CO2-Aufnahme erreicht wird, aber bereits jetzt das Wetter beeinflusst und das Leben in trockenen und heißen Gebieten erträglicher gestaltet werden kann.
Global Feedback Index zur Flächenbewertung
Die Stärke des Effekts hängt von der Region und der Jahreszeit ab. Dr. Branch erläutert, dass Faktoren wie Windgeschwindigkeiten und Bodenbeschaffenheit entscheidend sind für die Wolken- und Niederschlagsbildung. Zur Quantifizierung und gezielten Planung von Wiederaufforstungsmaßnahmen entwickelte Dr. Branch den „Global Feedback Index“.
Dieser Index, mit Werten zwischen 0 und 3, gibt an, wie gut sich ein Gebiet für den Anbau von Plantagen zur Niederschlagsbildung eignet. Ein Wert von drei kennzeichnet die am besten geeigneten Gebiete, die sich beispielsweise auf der Arabischen Halbinsel, in Namibia und in der Sahara befinden. Für diese Regionen sind weitere Simulationen geplant.
Die Wissenschaftler nutzten Wetterdaten der letzten 40 Jahre, um Monatskarten für den gesamten Globus zu erstellen. Für hochaufgelöste Simulationen zur Identifizierung geeigneter Flächen kommt der Cray Supercomputer am Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart (HLRS) zum Einsatz. Dr. Branch betont, dass jede Wüste unterschiedlich ist. Eine 100 km mal 100 km große Plantage im Oman könnte einen großen Unterschied machen und Wolken produzieren, während dieser Effekt für Israel ausgeschlossen werden kann.
Jojoba-Pflanzen: Eigenschaften und Vorteile
Die Wahl der Pflanzenart ist entscheidend. Jojoba-Sträucher eignen sich besonders, da sie während ihres Wachstums große Mengen CO2 binden und hohe Temperaturen tolerieren. Dies trägt zu negativen Emissionen bei, indem CO2 aus der Atmosphäre entzogen wird. Dr. Branch fasst zusammen, dass die Plantagen so die Auswirkungen der Klimakrise eindämmen und gleichzeitig deren Fortschreiten entgegenwirken können. Zudem transpirieren Jojoba-Pflanzen tagsüber kaum, was den Hitzetief-Effekt verstärkt.
Neben den klimatischen Vorteilen bieten Jojoba-Plantagen auch wirtschaftliche Potenziale für die lokale Bevölkerung. Aus Jojoba lässt sich ein hochwertiges Öl gewinnen, das auf dem Markt stark nachgefragt ist. Die Biomasse kann zudem als nachwachsender Rohstoff zur Energiegewinnung genutzt werden. Dr. Branch ergänzt, dass Jojoba eine anspruchslose Pflanze ist, die auch in Wüstenregionen gut gedeiht. Sie benötigt wenig Wasser, das keine Trinkwasserqualität haben muss.
Publikation und Ausblick
Die aktuelle Publikation zeigt, dass das Verständnis komplexer Rückkopplungsprozesse so weit fortgeschritten ist, dass regionales Wetter und Klima quantitativ gesteuert werden können. Die Arbeit der Universität Hohenheim stellt einen neuen Ansatz im Bio-Geoengineering dar, um Wetter und Klima zum Wohle der Menschen zu beeinflussen. Der Titel der Publikation lautet „Deliberate Enhancement of Rainfall using Desert Plantations“.