Wie Dürren das Wasser in Flüssen erwärmen
Auch die Flüsse auf der Welt bleiben vom Klimawandel nicht verschont. Eine Forschungsgruppe hat nun herausgefunden, dass während Dürreperioden die Wassertemperatur in Flüssen stark ansteigt. Die Gründe dafür hat sie nun im Rahmen einer aktuellen Studie vorgestellt.
Flüsse sind sensible Ökosysteme. Steigende Wassertemperaturen werden sie verändern.
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Flüsse sind besondere Ökosysteme. Hier schwanken die Bedingungen und die Wasserstände – häufig entsprechend dem Wechsel der Jahreszeiten. Pflanzen, Tiere und Organismen müssen sich darauf einstellen und damit zurechtkommen. Darüber hinaus sind gerade Flüsse durch den Eingriff des Menschen in den vergangenen Jahrzehnten stark verändert worden: Überflutungsflächen wurden versiegelt, Flüsse begradigt und die Wasserqualität durch das Einleiten von Abwässern aus Industrie und Landwirtschaft beeinträchtigt. Hinzu kommt nun noch ein weiterer Stressfaktor für Flüsse: der Klimawandel und damit steigende Wassertemperaturen.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der University of Birmingham haben in Zusammenarbeit mit der University of Nottingham und dem Marine Directorate der schottischen Regierung herausgefunden, dass Dürreperioden sich besonders auf die Wassertemperatur in Flüssen auswirken. Sie steigt tendenziell an, was große Auswirkungen auf die im Fluss lebenden Organismen und Lebewesen hat. Grundsätzlich stellt die Wassertemperatur einen wichtigen Faktor der Kontrolle dar. Sie gibt Auskunft über alle physikalischen, chemischen und biologischen Prozesse in Flüssen. Nun gibt es Lebewesen und Organismen, die in Flüssen leben, welche ihre Körpertemperatur nicht selbstständig regulieren können, sondern dafür auf die Wassertemperatur angewiesen sind. Fische sind zum Beispiel solche Lebewesen. Auch auf die Gesundheit von uns Menschen hat die Wassertemperatur daher einen indirekten Einfluss.
Wassertemperaturen in Flüssen steigen vor allem durch Sonnenstrahlen
„Steigende Flusswassertemperaturen können erhebliche und oft schädliche Auswirkungen auf das Leben im Wasser haben und sich sowohl auf einzelne Arten als auch auf ganze Ökosysteme auswirken“, sagt David Hannah, Professor für Hydrologie an der Universität Birmingham und Co-Autor der Studie. Die Forschenden konnten im Rahmen ihrer Studie drei Gründe entdecken, die während Dürreperioden dafür sorgen, dass die Wassertemperatur in einem Fluss ansteigt. Sie beschreiben diese Mechanismen als atmosphärische Energieeinträge, physikalische Habitateinflüsse und den Beitrag verschiedener Wasserquellen. Die größten Auswirkungen scheinen ihrer Meinung nach durch intensive Kurzwellenstrahlung zu entstehen.
Es sei vor allem auf eine Kombination zurückzuführen, dass sich das Wasser schneller erwärme. Während einer Dürre sinken Wasserstände und -volumina. Gleichzeitig verlangsamt sich dadurch die Fließgeschwindigkeit. Dadurch könne sich das Wasser eben viel schneller erwärmen. In manchen Fällen gelinge es, die hohen Temperaturen wieder auszugleichen. Zu solchen Abkühlungseffekten gehörten der Eintrag von Grundwasser, die Verschattung und auch die Verdunstung unter bestimmten Umständen. „Bestimmte Bewirtschaftungsmaßnahmen wie die Bepflanzung von Flussufern und Initiativen zur Wiederherstellung von Flüssen- einschließlich der Wiederherstellung natürlicher Kanalformen und der Wiederanbindung von Grundwasser – könnten jedoch dazu beitragen, hohe thermische Extreme während Dürreperioden auszugleichen, wenn diese Maßnahmen gezielt eingesetzt werden“, erläutert Hannah weiter.
Klimawandel und die Wassertemperatur in Flüssen
Nach Einschätzung der Forschenden seien ganzheitlichere Ansätze notwendig, die das Einzugsgebiet der Flüsse berücksichtigen. Es sei nicht nur wichtig zu berücksichtigen, wie extreme Ausschläge der Wassertemperatur im Fluss ausgeglichen werden können, sondern auch, ob diese Maßnahmen weitere ökologische Vorteile für den Fluss böten. Sie fordern deshalb neue Ansätze und Untersuchungen, damit sich herausfinden ließe, wie die Prozesse, die über die drei von ihnen identifizierten Mechanismen hinweg ablaufen, zusammenwirken. Nur so sei man künftig wohl in der Lage, praktisch präventiv einschätzen zu können, in welchen Regionen zu welcher Zeit sich die Wahrscheinlichkeit erhöhe, dass Flusstemperaturen während einer Dürre ansteigen.
Dürren entstehen recht häufig in Kombination mit hohen atmosphärischen Temperaturen. Aufgrund des Klimawandels ist damit zu rechnen, dass solche Trends nicht nur häufiger, sondern auch intensiver werden. Dementsprechend müsse man auch von erheblichen Auswirkungen auf die Wassertemperatur in Flüssen ausgehen. Eine intensive Einstrahlung durch die Sonne in Verbindung mit weniger Wasser, das dann auch langsamer fließt, sorge schnell für wärmeres Wasser. Hier müsse die Wissenschaft schnell zu neuen Ergebnissen kommen, um diesem Problem zu begegnen. „Unsere Arbeit beleuchtet wichtige zukünftige Forschungsfragen, die uns dabei helfen werden, die Temperaturdynamik des Flusswassers während Dürreperioden besser zu modellieren – und dabei herauszufinden, wie thermische Extreme mithilfe von Minderungs- und Anpassungsstrategien bewältigt und verbessert werden könnten“, sagt James White, Experte für Wasserwissenschaften und Geographie an der University of Birmingham und Hauptautor der aktuellen Studie.
