Durchbruch in der Modellierung
Erstmals globale Untersuchung von Küstenmeeren als Kohlendioxid-Speicher möglich
Küstenmeere bilden eine komplexe Übergangszone zwischen den beiden größten CO2-Senken des globalen Kohlenstoffkreislaufes: Land und Ozean. Ozeanforschenden ist es jetzt erstmals gelungen, die Rolle des Küstenozeans in einer lückenlosen Modelldarstellung zu untersuchen. Das Team um Dr. Moritz Mathis vom Exzellenzcluster für Klimaforschung CLICCS an der Universität Hamburg und dem Helmholtz-Zentrum Hereon konnte zeigen: Die Intensität der CO2-Aufnahme ist im Küstenmeer höher als im offenen Ozean. Dies belegt eine Studie, die im Fachjournal Nature Climate Change erschienen ist.
In der computergestützten Klimaforschung wurden Land und Ozean, die beiden großen Kohlenstoffspeicher der Erde, bisher nur getrennt voneinander berücksichtigt. Der Transport von Kohlenstoff in die Küstenmeere, beispielsweise über Flusseinträge, Küstenerosion und Tidenwattflächen, wurde außer Acht gelassen. Küstenspezifische Prozesse ließen sich nur eingeschränkt und räumlich grob abbilden, weil die Modelle für globale Skalen entwickelt wurden. Aufgrund der in ICON-Coast verwendeten realistischeren Darstellung und höheren Auflösung in der Übergangszone zwischen Land und Ozean bietet das Modell neue Möglichkeiten, die Auswirkungen des Klimawandels auf Küstengebiete und marine Ökosysteme zu erforschen, wie etwa Risiken durch Hitzewellen, Stürme oder den globalen Meeresspiegelanstieg.
Aus Beobachtungen ist bekannt, dass der Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration die Aufnahme von CO2 in den Ozean verstärkt und dadurch den Klimawandel erheblich abmildert. Simulationen mit ICON-Coast geben jetzt Aufschluss über die Ursachen und ermöglichen es, die Funktion von Küsten- und Randmeeren in der Klimadynamik der Erde besser zu verstehen: „Unsere Analysen zeigen, dass erhöhtes Planktonwachstum der Schlüssel zur verstärkten CO2-Aufnahme im Küstenmeer ist und diese höher ist als im offenen Ozean. Grund dafür sind klimabedingte Veränderungen der Ozeanzirkulation und wachsende Nährstoffeinträge aus Flüssen“, sagt Dr. Moritz Mathis, der die Studie leitete. Die Forschenden erwarten außerdem, dass der Intensitätsunterschied zwischen Küstenmeer und offenem Ozean mit fortwährenden CO2-Emissionen weiter zunimmt.
Umso wichtiger: „Küstenmanagementstrategien, die die biologische Produktion beeinträchtigen, könnten die CO2-Aufnahme des Ozeans abschwächen und den Klimaschutz erschweren.“, betont Mathis. „Mit dem neuen Modell können wir auch Ansätze zur CO2-Vermeidung wie Offshore-Windenergie auf ihre Wirksamkeit und unerwünschte Nebenwirkungen prüfen.“ (Quelle: Hereon Pressemitteilung)
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==> Durchbruch in der Modellierung
Mathis, M., Lacroix, F., Hagemann, S., Nielsen, D.M., Ilyina, T., & Schrum, C. (2024): Enhanced CO2 uptake of the coastal ocean is dominated by biological carbon fixation. Nat. Clim. Chang., doi: 10.1038/s41558-024-01956-w
Abstract:
Observational reconstructions indicate a contemporary increase in coastal ocean CO2 uptake. However, the mechanisms and their relative importance in driving this globally intensifying absorption remain unclear. Here we integrate coastal carbon dynamics in a global model via regional grid refinement and enhanced process representation. We find that the increasing coastal CO2 sink is primarily driven by biological responses to climate-induced changes in circulation (36%) and increasing riverine nutrient loads (23%), together exceeding the ocean CO2 solubility pump (41%). The riverine impact is mediated by enhanced export of organic carbon across the shelf break, thereby adding to the carbon enrichment of the open ocean. The contribution of biological carbon fixation increases as the seawater capacity to hold CO2 decreases under continuous climate change and ocean acidification. Our seamless coastal ocean integration advances carbon cycle model realism, which is relevant for addressing impacts of climate change mitigation efforts.
In dem Zusammenhang beschäftigt sich eine andere Publikation mit o.a. Studie und setzt sie in den Kontext:
Resplandy, L. (2024): Coastal sink outpaces open ocean. Nat. Clim. Chang., doi:10.1038/s41558-024-01968-6
„Mathis and co-authors provide a solid argument in support of a biologically strengthened coastal ocean sink that is at odds with the traditional view of a passive ocean sink controlled by the rise in atmospheric CO2“
