Miyake-Ereignisse

[Laura Kranich]

Moin liebe Gemeinde,

ich habe mich im Uni-Kontext gerade mit Miyake-Ereignissen auseinandergesetzt und weil das so spannend ist, habe ich jetzt einen kleinen Vortrag darüber zusammengebastelt, damit alle etwas davon haben können.
Sicherlich gäbe es zu dem Thema abhängig vom Publikum noch wesentlich mehr zu sagen (gerade für eingefleischte Polarlichtbeobachter*innen), aber es wurde auch so schon über eine Stunde lang und ich denke es sind für alle ein paar interessante Dinge dabei.
Und wenn es manche dazu anregt, sich noch mehr damit zu befassen, wäre das doch auch erfreulich.

Hier geht's zum Video:
https://www.youtube.com/watch?v=-XNq3HToXE4


Viel Freude und verstrahlte Grüße aus der Hauptstadt!

[Carl Herzog]

Hallo Laura,

vielen Dank fürs Teilen

Ich bin noch nicht ganz durch mit dem Video, aber schonmal eine Frage: wie wird (in der Grafik bei 30:31 im Video) die Sonnenfleckenanzahl bis auf fast 7000 Jahre BC rekonstruiert?

Update: Jetzt fertig geschaut.

Eine Frage zu 58:35 im Video, wo Du über die Verrotung von Totholz (an der Oberfläche) sprichst, das bakteriell abgebaut wird. Hast Du zufälligerweise Kenntnis darüber, wie die Gesamtbilanz der nach Abschluss dieses Prozesses entstehenden CO2 und CH4 ist (verglichen mit der direkten Verbrennung)? Oder anders gefragt: gelangt in Summe dann genauso viel CO2 und CH4 in die Atmosphäre, oder wird ein ein Teil bakteriell in andere Elemente überführt bzw. verbleibt es dann im Erdreich/Waldboden gebunden?

Und da die Sache doch ziemlich interdisziplinär ist: in welchem Bereich bist Du an der Uni tätig? Chemie, Biologie, Archeologie?

Viele Grüße

Carl

[Laura Kranich]

Moin Carl,

habe den Beitrag gar nicht mehr verfolgt und erst jetzt zufällig deine Antwort bzw. Fragen bemerkt.

Im konkreten Fall sind das wohl Analysen von Be-10 und C-14: https://www.aanda.org/articles/aa/full_ ... 92-17.html
Allgemein kann man dazu noch sagen: Sicherlich sind solche Analysen nicht unerheblich fehlerbehaftet, aber durch viele Daten aus verschiedenen Regionen und die Verwendung mehrerer zeitlich überlappender Proxies lassen sich die Fehler reduzieren bzw. die Varianzen in den Zeitreihen besser erklären, aber natürlich sind solche Daten niemals so gut wie direkte Beobachtungen. Im Augenblick beschäftige ich mich im Rahmen eines Kurses mit Dendrochronologie im Klima-Kontext und da gilt das gleiche (was ja rein statistisch betrachtet auch nicht überrascht): Je größer die Datenbasis, desto bessere Aussagen sind möglich. Allerdings sind solche Isotopenanalysen und Datenerhebung in entlegenen Regionen sehr aufwendig, sodass hier sicher zukünftig noch viel Potenzial für neue Erkenntnisse vorhanden ist. Dazu kommt, dass je älter Sedimente o.ä. sind, desto schlechter wird in aller Regel die daraus erzielbare zeitliche Auflösung.

gelangt in Summe dann genauso viel CO2 und CH4 in die Atmosphäre, oder wird ein ein Teil bakteriell in andere Elemente überführt bzw. verbleibt es dann im Erdreich/Waldboden gebunden?

Das ist eine gute Frage, kann ich dir aber leider nicht genau beantworten, weil es wie so oft ein sehr komplexes Problem ist und das sicher nicht mein Fachgebiet ist. Ich kann dazu nur prinzipiell was zum besseren Verständnis sagen.
Natürlich wird ein Teil von an der Oberfläche befindlichem Totholz (nicht nur bakteriell sondern etwa auch durch Pilze, Insekten und andere Lebewesen oder auch rein chemisch) in Substanzen umgewandelt, die dann in den Boden übergehen oder in Flüssen, Seen oder im Ozean sedimentiert und für lange Zeit gespeichert werden. Das allgemein zu quantifizieren dürfte aber sehr schwierig sein, denn es wird stark von den Standortbedingungen abhängen. Da können viele Variablen einen Einfluss haben, wie die lokale Geologie und Geomorphologie, Biologie, Temperatur/Klima, Niederschläge, pH-Werte, andere biogeochemische Parameter etc.
Bei Verbrennung wiederum entsteht ja meist auch Holzkohle und Ruß, sodass auch nicht alles CO2 freigesetzt wird, sondern ebenfalls ein Teil sedimentiert wird. Am Ende ist alles Teil des Kohlenstoffkreislaufes (der btw auch extrem komplex ist und auf verschiedenen Zeitskalen ganz unterschiedlich funktioniert).
Wenn man sich mit diesen Systemen befasst, stellt man allgemein immer wieder fest, dass was an der Oberfläche simpel aussieht im Detail unheimlich komplex ist. Das heißt nicht, dass die grundlegenden Prinzipien undurchschaubar sind, aber genaue Quantifizierungen sind oft sehr schwierig.
Insofern wirft auch jede Antwort auf solche Fragen immer wieder neue Fragen auf.

Im Augenblick arbeite ich am GFZ Potsdam an meiner Masterarbeit im Bereich Hydrogeologie, Geothermie und Materialwissenschaft mit dem Hintergrund der Steigerung der Effizienz unserer Energieversorgung und somit auch Klimaschutz, das ist also ebenfalls ein sehr interdisziplinäres Projekt. Eigentlich funktioniert keine (Geo)Wissenschaft ohne eine gewisse Interdisziplinarität und alle müssen sich auch mal mit etwas anderen Themen als den eigenen (Kern)Fachgebieten befassen.
Das war jetzt ja schon fast etwas metaphysisch hier.

[Carl Herzog]

Hallo Laura,

vielen Dank für die ausführliche Antwort

Ah ok, aus den C-14 und Be-10 Methoden leitet man erstmal die wahrscheinliche Sonnenaktivität her, und dann kommt die logische Überleitung auf die Anzahl Sonnenflecken - damit man ein Maß für die Sonnenaktivität darstellen kann.

Die Komplexität des Kohlenstoffkreislaufes leuchtet mir ein. Diese Komplexität wirkt sich freilich nachteilig auf Entscheidungen bzgl. Maßnahmen gegen den Klimawandel. Der Klimawandel setzt u.a. den Wald unter Streß und der Wald wird - also Folge davon - von der CO2-Senke zur CO2-Quelle. Das Ganze potentiert sich also, weshalb die Fragen nach einer Reduktion von Treibhausgasen in der Atmosphäre dringender werden, und dabei auch der Umgang mit Holz. Zumindest aus Sicht der Dendrochronologie wäre es wohl nicht verkehrt, wenn alte Bäume im Wald erhalten werden

Bzgl. der Hydrogeologie hatte ich vor ein paar Monaten zufälligerweise ein paar Kontaktpunkte, als ich einen (ehrenamtlichen) Beitrag über den Gully verfasste und mich mit dem Wasserkreislauf beschäftigten musste, und auch noch mit den diversen Gesetzen dazu. Das war in der Summe auch ein recht komplexes Thema. Aber viel dabei gelernt.

Gibt es beim GFZ-Potsdam eigentlich jemanden, der Verbesserungsvorschläge zu den Radargrafiken entgegennehmen würde? Wir verwenden ja hier insbesondere zwei Grafiken zur NLC-Analyse und gerade die Grafik mit der Windgeschwindigkeiten in der Mesopause könnte ein paar Verbesserungen vertragen.

Viele Grüße

Carl

[Laura Kranich]

Moin Carl,

ich bin etwas verwirrt, welche Radargrafiken meinst du? Die vom IAP Kühlungsborn? Das hat ja aber mit dem GFZ nüscht zu tun...
Davon abgesehen ist das GFZ auch nicht so klein.

Zumindest aus Sicht der Dendrochronologie wäre es wohl nicht verkehrt, wenn alte Bäume im Wald erhalten werden

Auch aus Klimaschutzgründen natürlich, denn alte Bäume binden bekanntermaßen sehr viel mehr Kohlenstoff als junge. Das lässt sich auch leicht nachvollziehen anhand von zwei simplen Größen: Der Blattfläche, die ja bei einem großen Baum um einiges größer ist.
Und dem Stammumfang, der mit 2*π*r skaliert. Das bedeutet, dass bei einem alten Baum mit großem Stammdurchmesser selbst ein dünner Jahresring deutlich mehr Kohlenstoff bindet als ein dicker Jahresring bei einem jungen Baum. Also sollten wir Bäume besser schon gestern gepflanzt haben.

Das einzige Problem dabei ist der Wasserverbrauch der Bäume (der ebenfalls mit dem Alter zunimmt) und die überproportional zunehmende Hitze & Trockenheit in Europa u.a. durch die erwärmungsbedingten Veränderungen der Meeresströmungen im Atlantik. Aber dafür sehe ich eine mögliche und auch sehr spannende Lösung, die ich in einem kleinen Sidequest gerade aufbereite und bald ebenfalls präsentieren werde.

Btw verbrauchen Nadelbäume in der Regel signifikant mehr Wasser als Laubbäume, insbesondere in einem wärmeren Klima, weil sie ja immergrün sind und auch im Winterhalbjahr bei ausreichenden Temperaturen Photosynthese betreiben können und damit Wasser verbrauchen. Das kann so weit gehen, dass unter manchen Nadelgehölzen in trockenen Jahren keinerlei Grundwasserneubildung stattfindet, weil alles von den Bäumen verbraucht wird, bevor es unten ankommen kann. Im Harz hat man ja in den letzten Jahren schon gesehen, wohin das führen kann - da sind innerhalb weniger Jahre so gut wie alle Fichten abgestorben: https://go.nasa.gov/4vkSxNx
Dafür dürfte der Wasserbedarf der Vegetation da nun erheblich gesunken sein. :>

[Carl Herzog]

Hallo Laura,

hab IAP mit GFZ verwechselt, sorry. Kam wohl daher, dass ich auch vom GFZ Daten nutze.

Intessanterweise habe ich hier einige Eiben stehen, die mir der Gärtner in Bezug auf das Gießen als genügsam empfohlen hatte. Jetzt verstehe ich warum. Ist freilich suboptimal, dass sie eine hohe Wasseranforderung haben. Ich brauchte wegen meiner Privatsternwarte eine ganzjährige "Schutzwand" gegen die Lichtverschmutzung der Nachbarn, die gerne mal die ganze Nacht das Außenlicht durchbrennen lassen, wenn sie außer Haus sind (Direktansprache hat nicht geholfen, sie haben das trügerische Gefühl der Sicherheit vor Einbrüchen, wenn das Licht deren Anwesenheit suggeriert). Und mir waren Eiben lieber als echte Schutzwände. Die Eiben liefern ja Futter und Nistplatz für die Vögel (wird bereits genutzt), und wie ich sehe profitieren auch einige Insekten von ihnen.

Ein wärmeres Klima führt auch zu einer stärkeren Verdunstung des Wassers an den Pflanzen. Das wird gerne als gut fürs Mikroklima beschrieben, da Bäume dann durch die Verdunstung die Umgebungsluft abkühlen. Allerdings wird da wohl übersehen, dass es im Sommer nicht genug Wasser an den Bäumen gibt, das verdunsten könnte. Meine Wetterstation (mit Solarstrahlungssensor) berechnet übrigens die Evapotranspiration. Aber ich bezweifle, dass im Sommer genug Wasser an den Pflanzen und im Erdreich vorhanden ist, um die theoretischen Verdunstungswerte zu erreichen. Hier eine aktuelle Grafik der letzten 30 Tage, die gelben Balken sind die Evapotranspiration und die blauen Balken der Regen (jeweils pro Tag), beides über die rechte Skala (in mm) beziffert:

smalldailysoil.png (6.23 KiB) 763 mal betrachtet

Die Kurven sind für zwei Bodenfeuchtesensoren (linke Skala in cbar). Dabei ist die farbige Kurve eine nicht bewässerte Rasenfläche und die graue Kurve ein Pflanzenbet, das (mit Zisternenwasser) bewässert wird. Beide Sensoren stecken in ca. 20 cm Tiefe.

Schade, daß die NASA-Seite für meine Region keine Bilder hat. Gerade hier im Taunus sind viele Nadelbäume abgestorben und dazu kommt die in den letzten Jahren stark zugenommene Abholzung, auch in unserem Stadtwald. Dort werden gerne große gesunde Buchen entnommen.

Das mit der stärkeren Neuaufnahme von CO2 durch ältere größere Bäume wußte ich gar nicht. Das hebt in der Tat die Bedeutung der alten Bäume nochmal an. Mit der Thematik großer Laubbäume hatte ich mich letztens auch beschäftigt, da eine große Rosskastanie der Stadt meine Südwand - und damit die PV-Produktion - halbtägig blockiert. Das und die Weigerung der Stadt die Kastanie zu kürzen / zu pflegen hat den angedachten Umstieg auf Wärmepumpe ad absurdum geführt, weshalb das Projekt nun auf Eis liegt.

VG, Carl

[Laura Kranich]

Schade, daß die NASA-Seite für meine Region keine Bilder hat. Gerade hier im Taunus sind viele Nadelbäume abgestorben und dazu kommt die in den letzten Jahren stark zugenommene Abholzung, auch in unserem Stadtwald. Dort werden gerne große gesunde Buchen entnommen.

Ja, doch, wenn man ein bisschen sucht, kann man auch da das Fichtensterben gut sehen, z.B. rund um den großen Feldberg:
https://go.nasa.gov/454aPbe

Allerdings wird da wohl übersehen, dass es im Sommer nicht genug Wasser an den Bäumen gibt, das verdunsten könnte.

Genau und das dürfte auch einer der Gründe für die neuen Hitzerekorde Ende Juni sein, weil die Bodenfeuchte da in den besonders betroffenen Gebieten schon am unteren Ende der nutzbaren Feldkapazität angekommen war. Und gerade da, wo nicht so tief wurzelnde Gewächse stehen, ist dann Ende mit Verdunstungskühlung.

Bei den im Nordosten verbreiteten Kiefernforsten wird es auch noch interessant. Die Kiefern sind zwar trocken- und hitzeresistenter, aber leiden auch längst unter zu hohen Temperaturen und das Fatale ist, dass sie sich mit zunehmender Erwärmung wegen der mangelnden Grundwasserneubildung eben selbst immer weiter trockenlegen. Dazu werden jegliche Waldbrände bisher sehr effektiv unterdrückt, was dazu führt, dass sich das brennbare Material über die Zeit ansammelt und ein regelrechtes Pulverfass entsteht, das irgendwann nur noch schwer zu händeln ist. Ich bin neulich erst zufällig und unwissentlich bei Beelitz über eine 2022 abgebrannte Fläche gewandert, wo das Feuer tatsächlich den Wald komplett vernichtet hat, weil wenn die Wälder irgendwann komplett trocken und voller Brennmaterial sind, dann geht's bei Feuer erst so richtig rund und das sieht man ja insbesondere anhand der stark zunehmenden Häufigkeit und Intensität von Waldbränden in hohen Breiten.
Ich bin mir mit dem Fazit nicht ganz sicher, aber wahrscheinlich wäre es das beste, die meisten Kiefern präventiv zu killen, damit sie nicht mehr so viel Wasser verbrauchen und zu warten, bis neuer Laubwald nachgewachsen ist, weil dann die nachwachsenden Bäume länger mehr Wasser haben. Aber das hat auch sicher mehr als einen Haken, wie noch weiter zunehmende Hitze und Brandgefahr und kurz- bis mittelfristige wirtschaftliche Einbußen. Ist wohl ein klassisches Dilemma.

Aber ich sehe durchaus noch andere Möglichkeiten, das Problem einzudämmen, wenngleich auch das wohl nicht einfach und teuer werden wird. Aber das Problem mit der Desertifikation kann durchaus gelöst werden, wenn man will. Mehr dazu bald.