Regenwald-Hydrologie

Der kleine Wasserkreislauf

beschreibt die Bewegung des Wassers in einem begrenzten Gebiet, hauptsächlich durch Verdunstung und Evapotranspiration (Wasserabgabe von Pflanzen über Blätter), gefolgt von Kondensation zu Wolken und dem anschließenden Niederschlag. Ein Teil des Regens versickert, ein anderer Teil fließt zurück zu den Pflanzen, wodurch ein großer Teil das Wasser im Gebiet gehalten wird und der Kreislauf sich wiederholen kann. Die konstant hohen Temperatur-Bedingungen tropischer Regenwaldgebiete fördern zudem die Verdunstung. Die Bäume wirken dabei wie "schwitzende" Riesenfaktoren, die sich selbst kühlen und den Regen "herstellen". Letztendlich können mehr als drei Viertel des Wassers innerhalb des Ökosystems verbleiben, anstatt abzufließen.

Kühleffekte von Tropenwäldern

Sauerstoffbilanz

Relevanz der Regenwälder als globale Sauerstoff-Produzenten

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Die Regenwälder als Bio-Regenmacher

Noch um 1900 säumte ein breites grünes Band die westafrikanische Küste von Guinea bis Ghana: eine halbe Million Quadratkilometer artenreicher Regenwald. Heute ist davon nur noch ein Flickenteppich übrig, und auf über 80% der vormaligen Fläche bestimmen Plantagen, Felder oder Ödland die Szenerie: Westafrika gilt als einer der globalen Brennpunkte der Waldvernichtung – mit übler Fernwirkung.

Denn die Abholzung verstärkte die Trockenheit im angrenzenden Hinterland und verschärfte damit die Dürrekatastrophen im Sahel – ein ohnehin von geringen Niederschlägen und Wüstenbildung geplagter Landstrich südlich der Sahara. Sommerliche Monsunwinde schaufeln zwar weiterhin Feuchtigkeit aus dem Atlantik nach Westafrika, wo sie sich in einem mehrere hundert Kilometer breiten Küstengürtel niederschlägt. Dort fehlen heute jedoch die Wälder, die den Regen wieder ausdünsten, neue Wolken erzeugen und das kostbare Nass noch weiter landeinwärts schaffen.

Dieses Beispiel für den so genannten kleinen Wasserkreislauf scheint jedoch nur ein Ausschnitt eines viel größeren meteorologischen Phänomens zu sein. Die Wälder gewährleisten nicht nur einen regelmäßigen regionalen Feuchtigkeitsnachschub, sie können auch als kräftige “Windmaschinen” mit kontinentalem und vielleicht sogar globalen Einfluss agieren.

Temperatur- und Druckunterschiede können bekanntlich große atmosphärische Strömungen auslösen: Erhitzt sich eine Fläche stark – wie in der Sahara oder auch im Sommer das Tibetische Hochplateau –, steigt dort Luft auf, und es bildet sich in Bodennähe ein Massendefizit, das so genannte Hitzetief. Um dieses auszugleichen, fließt Luft aus Hochdruckgebieten zu. Kleinräumig macht sich dies beispielsweise an den Küsten mit dem Land-See-Windsystem bemerkbar, in dem tagsüber Wind vom kühlen Meer – dem "Hoch" – zum heißen Land – dem "Tief" bläst. Nachts kehren sich dann die Verhältnisse um, wenn über dem Land die Temperaturen stärker sinken als über dem relativ ausgeglichenen Meer. Ähnlich, wenngleich in planetarem Maßstab und längerfristig, funktionieren auch die Monsune.

Die riesigen Regenwälder im Kongo und in Amazonien gelten als Wetterküchen: Sie verdunsten ungeheure Wassermengen und sorgen so dafür, dass Regen auch fern der Küsten fällt: Wenn das von der baumreichen Vegetation ausgedünstete Wasser kondensiert, schrumpft das Volumen der lokalen Luftmasse, der Druck sinkt, und es entsteht ein Tief. Und da Wälder mehr Wasserdampf freisetzen als die Ozeane – allein über Amazonien gelangen täglich 20 Billionen Liter Flüssigkeit in die Atmosphäre –, entsteht ein Druckgefälle vom Wasser zum Land, das beständig Nachschub an Feuchtigkeit herankarrt. Nur dadurch lässt sich erklären, dass es im Inneren des Kongos oder in Westamazonien genauso viel oder sogar noch mehr regnet als in Küstennähe. Dementsprechend erweist sich die Evapotranspiration – die von Pflanzen gesteuerte Verdunstung – und nicht die Temperaturen zum Hauptmotor der planetaren Zirkulation.

Dieser Kreislauf bleibt so lange in Gang, bis ausnahmsweise trockene Luft einfließt – oder bis die Wälder abgeholzt werden und dadurch die Verdunstungsrate sinkt: Die "biotische Pumpe" gerät ins Stocken und erliegt im Extremfall völlig. Dafür steht Australien als ein Musterbeispiel: Der Fünfte Kontinent ist erst seit wenigen zehntausend Jahren so trocken wie heute – und seine Verwüstung setzte erst nach Ankunft der ersten Menschen ein. Die frühen Siedler rodeten den Wald, wo sie als erstes Fuß an Land setzten und würgten damit den Motor ab, weshalb das Landesinnere nach und nach austrocknete: Nur 200 Millimeter Niederschlag fallen heute pro Jahr im australischen Kernland, verglichen mit 1600 Millimetern an der Nordküste. Die gleiche negative Rückkoppelung wirkt heute in Westafrika.

Bislang gab es keine hinreichende Erklärung, warum das Innere der riesigen Flussbecken im Kongo oder des Amazonas genauso feucht sind wie ihre meeresnahen Regionen. Nach konventionellen Theorien müsste der Niederschlag eigentlich mit wachsender Entfernung zu den Küsten exponentiell zurückgehen. Die biotische Pumpe könnte dagegen das "fehlende Glied" in der Kette sein, das den Feuchtetransfer aufrecht erhält.

Sollten sich die Regenwälder auch als planetares Herz entpuppen, drohen bald noch mehr Rhythmusstörungen – schließlich schreitet die Abholzung weltweit rapide voran. Die heftige Dürre am Amazonas im Jahr 2005, eine der extremsten seit Menschengedenken, war vielleicht schon ein Vorzeichen.

Isoprene, Terpene

sind Trivialnamen für eine Vielzahl von natürlichen Verbindungen, die sich chemisch alle von dem ungesättigten Kohlenwasserstoff 2-Methylbuta-1,3-dien ableiten lassen, einem Derivat des 1,3-Butadiens. Isopren ist also immer ein- oder vielfach als Grundeinheit “verbaut”. Neben zahlreichen isoprenoiden nichtflüchtigen sekundären Pflanzenstoffen (z.B. ätherische Öle) werden die gasförmigen Isoprene in die Erdatmosphäre abgegeben. Es sind die Kohlenwasserstoffe mit der höchsten Emissionsrate (neben Methan). Tropische Bäume emittieren etwa 300 Megatonnen pro Jahr. Isoprene werden in der Atmosphäre durch die Reaktion mit Hydroxylradikalen und Ozon abgebaut, dabei entstehen Aldehyde, Peroxide und organische Nitrate, die sich in Tröpfchen lösen oder Partikel bilden können.

Klimaeffekte von
Regenwäldern

Globale und Regionale Zusammenhänge

Regenwälder reinigen die Atmosphäre