Die globale Erwärmung lässt nicht nur die Mitteltemperaturen von Land und Ozeanen langsam ansteigen, sie fördert auch klimatische Extremereignisse wie Hitzeperioden. Zahlreiche Studien haben bereits belegt, dass der Klimawandel zu häufigeren Hitzewellen an Land und an der Meeresoberfläche führt, die überdies intensiver ausfallen als in früheren Jahren. Damit verbunden ist das Risiko für schwerwiegende, teils irreversible ökologische Schäden, die auch wirtschaftliche und soziale Probleme mit sich bringen, etwa, wenn die es zu Wasserknappheit kommt oder bestimmte Nahrungsmittel nicht mehr verfügbar sind. Auch Seen spielen in diesem Zusammenhang mutmaßlich eine wichtige Rolle. Wie sich Hitzewellen auf diese Gewässer auswirken, wurde allerdings bislang kaum untersucht.
Längere und stärkere Hitzewellen
Dieser Wissenslücke haben sich nun Forscher um R. Iestyn Woolway vom Climate Office der europäischen Weltraumagentur ESA angenommen. Für über 700 Seen weltweit modellierten sie die Temperaturveränderungen zwischen 1901 und 2099. Dafür griffen sie auf Satellitenaufnahmen zurück sowie auf ein mathematisches Modell, das unter anderem Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und Luftdruck berücksichtigt. Dieses testeten sie für verschiedene Szenarien mit unterschiedlich hohen CO2-Emissionen. Um eine Hitzewelle handelt es sich gemäß der Definition von Woolway und Kollegen, wenn die Oberflächentemperatur eines Sees an mindestens fünf aufeinanderfolgenden Tagen höher liegt, als sie in den Jahren 1970 bis 1999 an 90 Prozent der Tage war.
Das Ergebnis: „Hitzewellen werden bis zum Ende des einundzwanzigsten Jahrhunderts heißer und länger werden“, so die Forscher. Ihren Daten zufolge liegt die Wassertemperatur bei derzeitigen Hitzewellen durchschnittlich um 3,7 Grad höher als die mittlere Temperatur von Seen weltweit. Wenn die Treibhausgas-Emissionen weiterhin hoch bleiben, könnte sich dieser Wert auf 5,4 Grad steigern, wie die Studie ergab. Auch die Dauer der Hitzewellen wird den Prognosen zufolge zunehmen: Während sich Hitzewellen in Seen bisher üblicherweise nach etwa einer Woche wieder legen, könnten sie im Szenario mit den höchsten Emissionen über drei Monate lang anhalten. Für einige Seen könnte die Hitze sogar zu einem neuen Normalzustand werden.
Mögliche Rückkopplungseffekte
Berücksichtigt haben die Autoren Seen mit einer Tiefe zwischen zwei und 60 Metern. „In tieferen Seen dauern Hitzewellen länger an, sind aber weniger intensiv als in flacheren Gewässern. Das gilt sowohl für historische als auch für zukünftige Perioden“, berichten sie. Grund dafür ist, dass tiefe Gewässer eine höhere Wärmespeicherkapazität haben und somit in gewissem Maße hohe Temperaturen von der Oberfläche abfangen können. Allerdings sorgen starke Temperaturunterschiede zwischen den oberen und den unteren Wasserschichten dafür, dass sich der See weniger gut durchmischt.
