Turm in Rekordhöhe für neues Wissen zu Klima und Regenwald

Der Klimawandel belastet den Regenwald im Amazonas. Welche Wechselwirkungen zwischen Regenwald und Atmosphäre dabei eine Rolle spielen, erklärt Susan Trumbore, Leiterin der Forschungsinfrastruktur ATTO im Interview mit BMBF.

Der 325 Meter hohe ATTO-Turm wurde am 15. August 2015 eingeweiht.
Der 325 Meter hohe ATTO-Turm wurde am 15. August 2015 eingeweiht. © Jorge Saturno/MPI-C

Frau Trumbore, was erforschen Sie in diesem Projekt? Welches Ziel verfolgt dieses Forschungsprojekt?

Unser Ziel am ATTO, dem „Atmospheric Tall Tower Observatory“ ist es, näher zu erforschen, welche Rolle die Amazonaswälder für das globale Klima und die Zusammensetzung der Atmosphäre spielen. Dazu analysieren wir in unserem großen internationalen Team die Atmosphäre, um die Treibhausgasbilanz des Waldes zu untersuchen und die Produktion und den Verbleib biogener Gase und Partikel zu erforschen. Gleichzeitig führen wir Studien an verschiedenen Pflanzen und Böden im Amazonasgebiet durch, um die Prozesse zu verstehen, die für die Werte verantwortlich sind, die wir in der Atmosphäre messen.

Welche Rolle spielt dabei der 325 Meter hohe ATTO-Turm?

Außer dem 325 Meter hohen Turm haben wir noch zwei kleinere, 80 Meter hohe Türme, die vor der Erbauung des großen eingerichtet wurden. Diese drei ATTO-Türme bieten Plattformen über dem Wald, um den Austausch zwischen Wald und Atmosphäre über eine Reihe von klimatischen Bedingungen hinweg kontinuierlich zu messen. Je höher der Turm ist, desto größer ist die Fläche, für die wir Daten sammeln und auswerten können. Auf 325 Metern messen wir den Einfluss von Wäldern auf unsere Atmosphäre über Hunderte von Kilometern in Windrichtung, während die beiden 80-Meter-Türme vorwiegend Studien zu den Atmosphäre-Wald-Austausch-Prozessen in den lokalen Wäldern ermöglichen.

ATTO Turm

Susan Trumbore ist Direktorin am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und Professorin für Erdsystemwissenschaften an der University of California, Irvine. Sie koordiniert die Forschungsinfrastruktur ATTO auf deutscher Seite.

© Paul Brando

Welche Bedeutung hat der Amazonas-Regenwald für unser Klima und unsere Erde? Welche Bedeutung hat er für die Klimaforschung?

Die Amazonaswälder machen nur vier Prozent der Landfläche aus, aber sie zirkulieren enorme Mengen an Wasser und Energie und sind für die Produktion von 16 Prozent der globalen pflanzlichen Biomasse verantwortlich. Die Entwaldung kann diese Stoffflüsse beeinflussen und das Klima auf verschiedene Weise verändern. Werden Wald durch Weiden oder Nutzpflanzen ersetzt, reduziert das die Verdunstung und das wiederum kann regionale Erwärmung und Dürren verursachen. Beispielsweise im südlichen Amazonas, wo große Gebiete abgeholzt wurden, hat sich die Trockenzeit schon um etwa einen Monat verlängert.

Welchen Einfluss hat der Klimawandel auf den Amazonas-Regenwald?

Der Klimawandel verändert die Häufigkeit von Extremereignissen, auch im Amazonas-Regenwald. Dürren werden immer heftiger, verursachen eine höhere Baumsterblichkeit und erhöhen die Entflammbarkeit der Wälder. Große Stürme führen zu Windwurf, was eine hohe lokale Baumsterblichkeit verursachen kann, von der der Wald sich erst nach Jahrzehnten erholt. Diese Störungen können dazu führen, dass die Wälder Kohlenstoff verlieren.

Welche Meilensteine haben Sie in den vergangenen fünf Jahren mit Ihrem Projekt erreicht? Was war zu erwarten – was hat Sie überrascht?

Eine der faszinierendsten Geschichten ist, wie der Wald sein Klima selbst regulieren kann. Aerosole oder kleine Partikel, die sich in der Atmosphäre befinden, werden zur Bildung von Wolken benötigt und können auch die Bildung von Niederschlägen regulieren. In der unberührten Atmosphäre der Regenzeit haben die Ergebnisse des ATTO-Aerosol-Teams in Kombination mit einer Forschungskampagne des vom BMBF-finanzierten HALO-Flugzeugs (“High Altitude and Long Range Research Aircraft“) gezeigt, dass die feinen Aerosole über dem Regenwald nicht lokal gebildet werden. Stattdessen werden die vom Wald ausgestoßenen flüchtigen Gase bis in die obere Troposphäre getragen, wo sie Partikel bilden, die wieder nach unten transportiert werden und so Kerne für die Wolkenkondensation liefern können. Dies ist eine Grundlage für die Wolkenbildung.

Der Amazon Tall Tower Observatory (ATTO)

ATTO ist ein deutsch-brasilianisches Kooperationsprojekt. Bereits 2010 wurden eine Forschungsstation sowie ein 80 Meter hoher Messturm und ein ebenso hoher Mast errichtet, mit deren Hilfe erste atmosphärische Messungen durchgeführt wurden. Der 325 Meter hohe ATTO-Turm wurde am 15. August 2015 eingeweiht. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) stellt für diese Forschungsinfrastruktur seit 2010 9,1 Mio. Euro bereit.
Die Forschung wird vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und vom brasilianischen Forschungsinstitut INPA geleitet. Gefördert wird ATTO vom BMBF, dem brasilianischen Wissenschaftsministerium (MCTIC), der Max-Planck-Gesellschaft, brasilianischen Organisationen wie FAPEAM sowie einzelnen Wissenschaftler:innen, die Forschungsmittel weiterer Organisationen einbringen.

Gibt es noch offene Forschungsfragen? Welche sind das?

Es gibt so viele Dinge, die wir noch nicht wissen. Einige unserer größten Fragen haben mit den Prozessen zu tun, die bestimmen, ob der Amazonas eine Quelle für Treibhausgase ist oder Treibhausgase bindet und damit eine Senke darstellt. Dazu untersuchen wir nicht nur die Konzentrationen von Methan, Kohlendioxid und Stickoxiden in der Atmosphäre, sondern untersuchen auch Böden und Pflanzen, um herauszufinden, wo diese Gase entstehen und wie sich deren Produktion in Zukunft verändern könnte. Eine zweite große Frage hat mit der großen Vielfalt dieser Wälder zu tun - sie enthalten nicht nur eine große Artenvielfalt, sondern sind auch die Quelle diverser chemischer Verbindungen, die die Chemie der Atmosphäre beeinflussen.

Was nehmen Sie aus der Zusammenarbeit mit Brasilien mit?

Unsere brasilianischen Partner:innen sind wissenschaftlich sehr stark, insbesondere durch die Bereitstellung von Fachwissen in den Bereichen atmosphärische Durchmischung, Klimamodellierung und Aerosol- und Wolkenstudien, aber auch durch das große Verständnis der INPA-Forschenden für die lokale Ökologie und Biodiversität. Wir wollen die BMBF-Förderung auch dazu nutzen, den Austausch von Wissenschaftler:innen zwischen Brasilien und Deutschland zu verstärken, um die Zusammenarbeit weiter zu intensivieren.

Wie wirkt sich die Corona-Pandemie auf das Forschungsprojekt aus? Wie bewältigt das Team die Situation?

Die Pandemie betrifft definitiv auch ATTO, da die Reisemöglichkeiten eingeschränkt sind und wir hauptsächlich von zu Hause aus arbeiten. Dank einiger automatisierter Messungen an ATTO produzieren wir zum Glück nach wie vor Daten, und in Manaus gibt es ein äußerst engagiertes Team, das die Dinge am Laufen hält. Leider mussten wir aber eine geplante große und viele kleinere Feldkampagnen verschieben, aber wir hoffen alle, dass wir so bald wie möglich zu ATTO zurückkehren können.

Wie können Bürgerinnen und Bürger dazu beitragen, den Amazonas-Regenwald zu schützen?

Der Weg zu einer nachhaltigen Nutzung des Regenwaldes führt unter anderem über die Verwertung jener Produkte, die nur im Amazonasgebiet zu finden sind. Neben beispielsweise Paranüssen zählen dazu auch viele Pflanzen und Mikroben, die für medizinische Zwecke genutzt werden können, die jedoch noch kaum erforscht sind. Wir können außerdem nachhaltige Regenwaldprodukte kaufen und Gruppen unterstützen, die versuchen, eine Bioökonomie für das Amazonasgebiet zu verwirklichen.