Dringende Klima-Warnung: Die globale Erwärmung stört den natürlichen Fluss der Flüsse

Klimawandel stört die natürliche Saisonalität der Flussströme in nördlichen Regionen und birgt erhebliche Gefahren für Ökosysteme und Wassersicherheit, wobei der menschengemachte Klimawandel als Hauptursache identifiziert wird. Credit: SciTechDaily.com

Neue Forschungen deuten darauf hin, dass der Klimawandel die saisonalen Flussströme in den weit nördlichen Regionen Amerikas, Russlands und Europas verändert und Risiken für die Wassersicherheit und natürliche Ökosysteme darstellt.

Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung der Universität Leeds analysierte historische Daten von Flusspegelstationen auf der ganzen Welt und stellte fest, dass 21% von ihnen signifikante Veränderungen in den saisonalen Schwankungen des Wasserpegels zeigten.

Die Studie verwendete datenbasierte Rekonstruktionen und modernste Simulationen, um zu zeigen, dass die Flussströme in Breiten über 50°N heute deutlich weniger wahrscheinlich mit den Jahreszeiten schwanken als zuvor und dass dies direkt mit den vom Menschen verursachten Klimaveränderungen in Verbindung gebracht werden kann.

Bisher waren Hinweise darauf, dass der Klimawandel die Saisonalität der Flussströme beeinflusst hat, auf lokale Studien beschränkt oder haben den Einfluss des vom Menschen verursachten Klimawandels nicht explizit berücksichtigt.

In dieser Studie verwendete das Team monatliche Durchschnittswerte der Flussströme von 10.120 Pegelstationen von 1965 bis 2014.

Zum ersten Mal konnten sie menschliche Eingriffe wie Stauseemanagement oder Wasserentnahme ausschließen, um zu zeigen, dass die weit verbreitete Verringerung der Saisonalität der Flussströme durch den Klimawandel verursacht wurde.

Die Ergebnisse der Forschung, die von der Universität Leeds und der Southern University of Science and Technology in China finanziert wurden, wurden kürzlich im Journal Science veröffentlicht.

Der Hauptautor Hong Wang, Doktorand an der Universität Leeds und der Southern University of Science and Technology in China, sagte: "Unsere Forschung zeigt, dass steigende Lufttemperaturen die natürlichen Muster der Flussströme grundlegend verändern.

"Das Besorgniserregende an diesem Wandel ist die beobachtete Abschwächung der Saisonalität der Flussströme und dass dies eine direkte Folge historischer menschengemachter Emissionen ist. Dies signalisiert eine anhaltende und erhebliche Verringerung der Saisonalität der Flussströme, wenn die Lufttemperaturen weiter steigen."

Menschliche Aktivitäten verändern weltweit die Muster der Flussströme, sowohl direkt durch Regelungen wie Staudämme als auch indirekt durch Landnutzungsänderungen und die Auswirkungen des Klimawandels auf Lufttemperatur, Niederschlag, Bodenfeuchtigkeit und Schneeschmelze.

Mehr als zwei Drittel der weltweiten Flüsse wurden bereits von Menschen verändert, selbst ohne die indirekten Auswirkungen der Zunahme von Treibhausgasen und Aerosolen zu berücksichtigen.

Die Saisonalität der Flussströme spielt eine entscheidende Rolle im vorhergesagten Zyklus von Überschwemmungen und Dürren. Eine Abschwächung dieser Spitzen und Täler kann die Wassersicherheit und die Süßwasserbiodiversität bedrohen. Beispielsweise kann ein erheblicher Teil des frühen Schmelzwassers aus der Schneeschmelze schnell in die Ozeane fließen und daher nicht für menschliche Nutzung zur Verfügung stehen.

Eine Abschwächung der Saisonalität der Flussströme - beispielsweise durch eine Reduzierung der Frühlings- und frühen Sommerwasserstände in Schneeschmelzregionen - kann auch nach unten hin Auswirkungen auf die Ufervegetation und die Organismen haben, die im Fluss selbst leben.

In Nordamerika haben die Forscher festgestellt, dass 40% der 119 beobachteten Stationen eine signifikante Abnahme der Saisonalität der Flussströme aufweisen. Ähnliche Ergebnisse wurden auch im südlichen Sibirien gefunden, wo 32% der Stationen eine signifikante Abnahme zeigten.

In Europa zeigten 19% der Flusspegelstationen eine signifikante Abnahme - hauptsächlich in Nordeuropa, Westrussland und den Europäischen Alpen.

Zusätzlich zeigten Regionen in den kontinentalen Vereinigten Staaten (48 Landkreise in Nordamerika, einschließlich des District of Columbia) insgesamt vorwiegend abnehmende Trends der Saisonalität der Flussströme, außer bei Flüssen in den Rocky Mountains und Florida.

In Zentralnordamerika zeigte die Forschung deutlich abnehmende Trends der Saisonalität der Flussströme an 18% der Stationen.

Im Gegensatz dazu stellten die Forscher eine signifikante Zunahme der Saisonalität der Flussströme an 25% der Pegelstationen im Südosten Brasiliens fest, was darauf hinweist, dass die Veränderungen im Wasserzyklus in einigen Teilen der Welt eine unterschiedliche Auswirkung haben.

Dr. Megan Klaar, außerordentliche Professorin an der School of Geography der Universität Leeds und Mitglied von water@leeds, war Mitautorin der Forschung. Sie sagte: "Die Hochs und Tiefs der Flussströme während der verschiedenen Jahreszeiten geben wichtige Hinweise für die Arten, die im Wasser leben.

"Zum Beispiel nutzen viele Fische bestimmte Wassererhöhungen als Hinweis, um zu ihren Brutgebieten flussaufwärts oder Richtung Meer zu laufen. Wenn sie diese Hinweise nicht haben, können sie nicht laichen."

The research concludes that there is a need to accelerate climate adaptation efforts to safeguard freshwater ecosystems by managing flows to try to recreate some of the natural systems and processes that are being lost.

Professor Joseph Holden, the Director of water@leeds and who supervised Hong Wang’s research, added: “A lot of concern is based upon what climate change will do in the future but our research signals that it’s happening now and that increases in air temperature are driving huge changes in river flow.

“We should be very concerned about what the future holds given accelerating climate change and begin to think about mitigation strategies and adaptation planning to alleviate the future weakening of seasonal river flow, particularly in locations such as western Russia, Scandinavia, and Canada.”

Reference: “Anthropogenic climate change has influenced global river flow seasonality” by Hong Wang, Junguo Liu, Megan Klaar, Aifang Chen, Lukas Gudmundsson and Joseph Holden, 29 February 2024, Science. DOI: 10.1126/science.adi9501