ICOS: Hochwertige Daten zum Klimawandel

… bringen schnellere und zuverlässigere Ergebnisse.

Die zunehmende Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre führt zu einer alarmierenden Erwärmung unseres Klimas. Die sich daraus ergebenden Veränderungen sind beispiellos und aufgrund der Komplexität des Erdsystems schwer vorherzusagen. Die Hälfte der anthropogenen Kohlenstoffemissionen wird von den Ozeanen und Landökosystemen wieder aufgenommen. Es fehlen uns jedoch detaillierte Kenntnissen über die Größe, Art und Stabilität dieser Kohlenstoffsenken. Diese Informationen sind für Entscheidungen über Wege zur Klimaneutralität von höchster Bedeutung. Die europäische ICOS-Forschung liefert diese Informationen, wie in einem kürzlich erschienenen Artikel beschrieben.

ICOS unterstützt Wissenschaft und Politik – erster umfassender Artikel von und über ICOS veröffentlicht

Wir wissen zwar, dass die Hälfte der Kohlenstoffemissionen, die wir durch die Nutzung fossiler Brennstoffe in die Atmosphäre befördern, von den Ökosystemen der Meere und des Landes wieder aufgefangen wird. Wir wissen aber nicht genug über die genaue Größe, Beschaffenheit und Stabilität dieser Kohlenstoffsenken und darüber, wie diese durch den Klimawandel beeinflusst werden.

„Der beste Weg, den aktuellen Zustand der Erde zu kennen, besteht darin, ihn kontinuierlich und über Jahrzehnte hinweg zu messen, um Veränderungen in der Natur erkennen zu können. Außerdem müssen wir diese Informationen schnell genug bereitstellen, um die Entscheidungsfindung zu unterstützen“, sagt Jouni Heiskanen, Erstautor des kürzlich erschienenen Artikels, in dem die ICOS-Forschungsinfrastruktur beschrieben wird. Heiskanen war früher Senior Science Integration and Liaison Officer in der ICOS-Zentrale und ist derzeit Direktor der biologischen Forschungsstationen an der Universität Helsinki.

Hochwertige Daten bringen schnellere und zuverlässigere Ergebnisse

Das Integrierte Kohlenstoffbeobachtungssystem (ICOS) wurde als europäisches In-situ-Beobachtungs- und Informationssystem konzipiert, um Wissenschaft und Gesellschaft bei ihren Bemühungen zur Eindämmung des Klimawandels zu unterstützen. ICOS erhebt kontinuierlich standardisierte und frei verfügbare Daten von derzeit über 140 Messstationen in 13 europäischen Ländern.

Die ICOS-Stationen beobachten Treibhausgase in der Atmosphäre sowie Kohlenstoff- und Treibhausgasflüsse zwischen der Atmosphäre, der Landoberfläche und den Ozeanen. Das Messnetz deckt den europäischen Kontinent von Skandinavien bis zur spanischen Halbinsel und von den britischen Inseln bis zu den Wäldern in Ungarn und der Tschechischen Republik ab. Die angrenzenden Ozeane werden durch Schiffsverbindungen und Forschungsschiffe abgedeckt, die in dem Gebiet unterwegs sind.

Ferner wird in dem Artikel auf die strengen Qualitätssicherungs- und Kontrollmethoden eingegangen, die innerhalb der ICOS-Gemeinschaft von Wissenschaftlern entwickelt wurden, um die hohe Qualität der Daten zu gewährleisten. „Die Genauigkeit der harmonisierten Daten des gesamten ICOS-Netzwerks ist entscheidend für ihren wissenschaftlichen Wert“, sagt Armin Jordan vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie, der eines der beiden zentralen ICOS-Labors, das Kalibrierungslabor in Jena, leitet.

Dank der etablierten Prozesse werden die qualitativ hochwertigen, harmonisierten ICOS-Daten im ICOS Carbon Portal in kürzester Zeit für alle offen und frei zugänglich gemacht. Die Integration der Wissenschaftsbereiche Atmosphäre, Ozeane und Landökosysteme ermöglicht es der wissenschaftlichen Gemeinschaft, viel schneller als gewöhnlich bestehende Wissenslücken zu identifizieren und aktuelle Forschungsergebnisse zu erzielen. In dem Artikel wird insbesondere die Forschungsinitiative „Dürre 2018“ erwähnt, bei der über 200 Wissenschaftler zusammenarbeiteten, um die Auswirkungen der außergewöhnlichen Trockenheit im Frühjahr und Sommer 2018 zu untersuchen. In weniger als zwei Jahren nach dem Start konnte die Initiative insgesamt 17 begutachtete Artikel in einer renommierten Fachzeitschrift veröffentlichen. Dies illustriert den großen gesellschaftlichen Mehrwert der hoch-vernetzten wissenschaftlichen ICOS-Gemeinschaft und ihrer etablierten, standardisierten Datenproduktion, die die hochwertigen Daten innerhalb weniger Monate nach der Messung öffentlich zugänglich macht.

Wichtige wissenschaftliche Fragen und ein Blick in die Zukunft

Der Artikel beleuchtet eine Reihe besonders wichtiger wissenschaftlicher Fragen auf diesem Gebiet. Aufgrund der zunehmenden Dringlichkeit des Klimawandels stehen viele dieser Fragen im Zusammenhang mit politischen Rahmenwerken wie dem Pariser Abkommen oder den UN-Zielen für nachhaltige Entwicklung. So ist ICOS beispielsweise an der Bereitstellung wichtiger grundlegender Informationen für ein geplantes EU-Erfassungs- und Überprüfungssystem beteiligt, das nationale und regionale Verzeichnisse von Treibhausgasemissionen unterstützen soll. In diesem Zusammenhang wird die Radiokarbonmethode zur Quantifizierung der Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe eingesetzt, da Kohlendioxid aus fossilen Brennstoffquellen kein radioaktives Kohlenstoffisotop (14C) enthält.

Weitere Forschungsarbeiten wären auch zu den Kohlenstoffflüssen vom Land in die Ozeane sinnvoll, die derzeit nur mit großer Unsicherheit quantifiziert werden können. Zwar hat ICOS erste Schritte unternommen um Kapazitäten zur Quantifizierung auch dieser Flüsse aufzubauen, doch gibt es hier noch viel zu tun.

Ferner stellen die Autoren fest, dass genauere Beobachtungen in städtischen Gebieten erforderlich sind, da diese dicht besiedelten Gebiete besondere Schwerpunkte für die Emission fossiler Brennstoffe sind und ständig weiter wachsen. Die Erfolge der Emissionsreduzierung werden dort zuerst sichtbar werden. ICOS reagiert auf diese Herausforderung mit dem Start eines neuen EU-Projekts „ICOS Cities – Pilot Applications in Urban Landscapes“.

„Mit diesem Projekt wollen wir verschiedene Beobachtungsmethoden testen, indem wir städtische Pilot-Messstationen entwerfen und herstellen. Wir wollen verschiedene Werkzeuge und Dienste zur Verarbeitung und Analyse dieser Messungen testen und präsentieren, und zwar in einer Weise, die den Bedürfnissen der Städte entspricht und sie bei der Umsetzung ihrer Klimaschutzpläne unterstützt“, erklärt Werner Kutsch, Generaldirektor von ICOS und Koordinator des Projekts.

Im Hinblick auf größere räumliche Skalen erwähnt der Artikel, dass die Erstellung eines europäischen Kohlenstoff- und Treibhausgasbudgets bald jährlich in hoher räumlicher Auflösung und mit geringerer Unsicherheit erfolgen könnte. Dies war bisher nur mit erheblichem und einmaligem Aufwand möglich. Solche Budgets können wesentlich die politischen Bemühungen um die Entscheidung über sinnvolle Klimamaßnahmen unterstützen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es mehrere dringende Fragen in der Klimaforschung gibt: Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Fähigkeit natürlicher terrestrischer und ozeanischer Senken aus, Kohlenstoff zu binden? Wie kann die Überprüfung nationaler und lokaler Treibhausgasinventare am besten unterstützt werden? Und wie lässt sich die Wirksamkeit von Klimaschutzmaßnahmen am besten verstehen und überprüfen?

Die Bekämpfung des Klimawandels erfordert hierfür zuverlässige Informationen, und ICOS ist hier um sie zu liefern.
[von K. Ahlgren, ICOS]

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Katri Ahlgren, Leiterin der Kommunikationsabteilung
ICOS Integriertes Kohlenstoffbeobachtungssystem, Helsinki, Finnland
Telefon: +358 40 350 2557
E-Mail: katri.ahlgren@icos-ri.eu

Originalpublikation:

Heiskanen, J., Brümmer, C., Buchmann, N., et al. (2021).
The Integrated Carbon Observation System in Europe
Bulletin of the American Meteorological Society (published online ahead of print 2021). https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/aop/BAMS-D-19-0364.1/BAMS-D-19-0…

Weitere Informationen:

http://www.icos-ri.eu ICOS-Webseiten
https://doi.org/10.1175/BAMS-D-19-0364.1 Originalpublikation
https://www.bgc-jena.mpg.de/index.php/ServiceGroups/IcosFCL Überblick Zentrales ICOS-Labor, Jena