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Alaskas Permafrostböden erwärmen sich am schnellsten
Erwärmung in der Tiefe: Messreihen aus Alaska zeigen, dass sich Böden im Gebiet des kontinuierlichen Permafrosts seit Ende der 1990er Jahre besonders stark erwärmt haben. Im Mittel stieg ihre Temperatur um 0,64 Grad Celsius pro Jahrzehnt. Schnee bremst den Einfluss der wärmeren Luft, doch die langfristige Erwärmung reicht bis in 1,2 Meter Tiefe.
Pullman (U.S.A.). Permafrost reagiert empfindlich auf anhaltende Erwärmung, denn wenn dauerhaft gefrorener Boden taut, kann sich der Untergrund verändern und Infrastruktur destabilisieren. Zugleich werden zuvor gebundene Kohlenstoffvorräte für biologische Abbauprozesse zugänglich, was zusätzliche Treibhausgase freisetzen kann.
Wie schnell sich der Boden erwärmt, lässt sich jedoch nicht einfach aus der Lufttemperatur ableiten, denn vor allem Schnee wirkt im Winter wie eine isolierende Decke. Er hält den Boden wärmer als die Luft, kann ihn zugleich aber von kurzfristigen und langfristigen Änderungen der Lufttemperatur abschirmen.
Forscher der Washington State University (WSU) um Erin E. Oliver haben nun Boden-, Luft- und Schneedaten aus Alaska zusammengeführt. Die Auswertung umfasst 43 Wetterstationen mit mindestens zehn aufeinanderfolgenden Messjahren, während die verwendeten Reihen insgesamt von 1997 bis 2023 reichen. Das Team ordnete die Standorte drei Regionen mit kontinuierlichem, diskontinuierlichem und fehlendem Permafrost zu.
„Es ist schwierig, sich in Alaska fortzubewegen. Der größte Teil des Bundesstaats ist sehr abgelegen, es ist sehr teuer, diese Wetterstationen aufzustellen, und mit dem Aufbau wurde im Grunde erst Ende der 1990er Jahre begonnen. Im Vergleich zu anderen Regionen verfügen wir deshalb über deutlich kürzere Messreihen“, sagt Erin E. Oliver.
Die Bodentemperaturen wurden in 5, 20 und 50 Zentimeter Tiefe ausgewertet, im Gebiet mit kontinuierlichem Permafrost kamen Messungen bis 70, 95 und 120 Zentimeter hinzu. Die einzelnen Stationen lieferten unterschiedlich lange Reihen von zehn bis 27 Jahren, doch ein Vergleich zeigte nach Angaben der Autoren keinen signifikanten Einfluss dieser Messdauer auf die berechneten Erwärmungstrends.
Die deutlichste langfristige Bodenerwärmung zeigte sich im Gebiet mit kontinuierlichem Permafrost. Über die untersuchten Tiefen gemittelt stieg die Bodentemperatur dort um 0,64 Grad Celsius pro Jahrzehnt. In der Region mit diskontinuierlichem Permafrost waren es 0,37 Grad und im Süden ohne Permafrost 0,35 Grad Celsius pro Jahrzehnt.
Im kontinuierlichen Permafrost erwärmte sich die Luft mit durchschnittlich 1,15 Grad Celsius pro Jahrzehnt noch schneller als der Boden. Entscheidend ist aber, dass die Bodenerwärmung mit zunehmender Tiefe nicht schwächer wurde. Selbst in 1,2 Meter Tiefe zeigte sich ein klarer langfristiger Trend.
„Ein interessantes Ergebnis war, dass die Erwärmungsraten des Bodens in größerer Tiefe nicht langsamer wurden. Man neigt dazu anzunehmen, dass Bodentemperaturen in größerer Tiefe stabiler sind. Die jahreszeitlichen Schwankungen nehmen tatsächlich ab, doch der langfristige Erwärmungstrend war in der Tiefe sogar deutlicher“, erklärt Claire L. Phillips von der WSU.
Auch die Jahreszeit machte einen großen Unterschied, denn in den Regionen mit kontinuierlichem und diskontinuierlichem Permafrost erwärmten sich die Böden im Winter am stärksten. Im Gebiet ohne Permafrost lag der stärkste Anstieg dagegen im Sommer, sodass die Daten ein deutlich regional verschobenes saisonales Erwärmungsmuster zeigen.