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Sie fragten: Kann die Große Grüne Mauer die Ausdehnung der Sahara stoppen?

“ You Asked“ ist eine Reihe, in der Experten des Earth Institute Leserfragen zu Wissenschaft und Nachhaltigkeit beantworten. Zu Ehren der Climate Week NYC und der Covering Climate Now Initiative werden wir uns in den nächsten Wochen auf Ihre Fragen zum Klimawandel konzentrieren.

Die folgenden Fragen wurden von zwei unserer Follower über unsere Instagram-Seite gestellt. Antworten liefert Alessandra Giannini.

Alessandra Giannini ist Klimawissenschaftlerin am Internationalen Forschungsinstitut für Klima und Gesellschaft des Earth Institute der Columbia University. Sie hat über Dürren in Afrika geforscht.

Ist Afrikas Große Grüne Mauer der einzige natürliche Weg, um eine weitere Expansion der Sahara in den Rest Afrikas zu verhindern?

Erstens dehnt sich die Sahara nicht auf den Rest Afrikas aus. Die Dürre in der Sahelzone in den 1970er und 1980er Jahren ließ es so aussehen, als würde sich die Wüste ausdehnen, da die Verringerung der Niederschläge am Wüstenrand (der Sahelzone) zu einer Verringerung der Vegetation führte. Doch seit dem Aufkommen von Satellitenbeobachtungen der Landbedeckung in den frühen 1980er Jahren wissen wir, dass, wie weit nördlich in die Wüste Vegetation wächst, hängt davon ab, wie viel es regnet am Rande der Wüste. Wie viel es in der Sahelzone über Jahrzehnte bis Jahrhunderte regnet, hängt in erster Linie von sehr großen Einflüssen ab, wie den Temperaturen der globalen Ozeane, nicht davon, wie viel Vegetation es gibt.

Die Große Grüne Mauer — ein Projekt, das darauf abzielt, eine riesige Mauer aus Bäumen in Nordafrika zu pflanzen — kann eine Ausdehnung der Sahara nicht verhindern. Auch kann das Pflanzen von Bäumen in halbtrockenen Regionen im Allgemeinen den Niederschlag nicht erhöhen.

Die Sahara ist eine Wüste, weil sie nur geringe Niederschläge erhält. Es erhält wenig Niederschlag, weil es sich befindet. Klimatologisch sind Wüsten dort, wo sie sind — etwa 30 Grad nördlich und südlich in beiden Hemisphären — aufgrund von Zirkulationsmustern in der Atmosphäre. Warme, feuchte Luft steigt in der Nähe des Äquators auf, kühlt dann ab und kondensiert ihre Feuchtigkeit, die als Regen oder Schnee fällt. So zeichnen sich die Äquatorregionen durch sehr feuchte Ökosysteme wie Regenwälder aus. Dieselbe Luft steigt später über der Sahara ab, aber leider kann sinkende Luft nicht zu Regen führen, und der größte Teil ihrer Feuchtigkeit ist ohnehin erschöpft. Der Breitengrad der sinkenden Bewegung wird weitgehend durch die Rotationsrate der Erde um ihre Achse bestimmt.

Auf paläoklimatischen Zeitskalen (Tausende bis Hunderttausende von Jahren) kann das Ausmaß der Wüsten in Abhängigkeit von der Menge der Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, variieren. Dies hängt zum Teil von Veränderungen in der Erdumlaufbahn ab. Die Sahara war vor 11.000 bis 5.000 Jahren „grün“. Variationen in der Sonnenstrahlung können eine stärkere polwärts Durchdringung von Monsunsystemen bewirken und folglich den Niederschlag am äquatorseitigen Rand der Wüste erhöhen.

Trotz alledem gibt es Hinweise darauf, dass die Vegetationsbedeckung — insbesondere Landwirte, die agroforstwirtschaftliche sowie Boden- und Wasserschutztechniken anwenden — eine vorteilhafte Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel sein kann. Mit Agroforstwirtschaft meine ich nicht so sehr das Pflanzen von Baumreihen, sondern die Integration von Bäumen und Sträuchern in normale landwirtschaftliche Praktiken. Landwirte entscheiden, welche Bäume auf ihren Feldern wachsen dürfen – in der Regel Bäume, die die Nährstoffaufnahme im Boden erhöhen und / oder Menschen und Tieren zusätzlichen Nährstoffeintrag bieten.

Das Pflanzen von Bäumen ist vorteilhaft, da meteorologische Beobachtungen darauf hindeuten, dass der Klimawandel in der Sahelzone in Form von weniger häufigen, aber intensiveren Regenfällen auftreten kann. Die oben genannten Techniken können Regen effizienter nutzen, indem sie den Abfluss verringern und die Wasserinfiltration in den Boden erhöhen, wodurch die Grundwasserleiter wieder aufgeladen werden. Da Wüsten jedoch durch ihre Niederschlagsmengen und nicht durch die Wasserspeicherung definiert werden, kann sie die Wüstenbildung letztendlich nicht stoppen.

Ich habe kürzlich gelesen, dass die Aufforstung in der Sahara die Albedo der Erde in einem Ausmaß senken würde, dass die Aufforstung das Problem tatsächlich verschlimmern würde. Ist diese Vorhersage korrekt?

Wenn ich das richtig verstehe, geht es hier darum, dass das Pflanzen von Bäumen in der Wüste zu einer Verringerung der Albedo führen würde (dh der Menge an Sonnenstrahlung, die in den Weltraum reflektiert wird), was dazu führen kann, dass mehr Energie von der Erde absorbiert wird, wodurch die Erwärmung zunimmt. Das mag zwar per se ein begründetes Anliegen sein, aber das Klimasystem ist komplizierter. Die isolierte Betrachtung dieses einzelnen Effekts reicht nicht aus, um die Frage zu beantworten.

Letztendlich kommt es darauf an, ob diese zusätzliche Energiemenge, die von der Erdoberfläche aufgenommen wird, ihren Weg aus dem Klimasystem der Erde finden kann. Nicht nur aus der Oberfläche und in die Atmosphäre, sondern auch aus der Atmosphäre und zurück in den Weltraum.

Sonnenlicht (Sonnenstrahlung), das auf die Erde kommt, ist links gelb. Langwellige (terrestrische) Strahlung, die von der Erde weggeht, ist rechts in Beige dargestellt. (Bild: K. Trenberth, J. Fasullo und J. Kiehl)

Einmal von der Oberfläche absorbiert, kann Energie durch verschiedene Prozesse in die Atmosphäre abgegeben werden, darunter:

• Als „terrestrische Strahlung“ (im Bild mit „Oberflächenstrahlung“ gekennzeichnet). Die Erde emittiert wie der menschliche Körper und jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt Strahlung.
• Durch Wärmeleitung oder engen Kontakt mit der Atmosphäre (im Bild mit „Thermik“ gekennzeichnet).
• Als „latente Wärme“ oder „Evapotranspiration“ im Bild – also die Energie, die verwendet wird, um Wasser von der Oberfläche zu verdampfen.

Einmal in der Atmosphäre, ob die Energie in den Weltraum emittiert wird wahrscheinlich meist durch Wolken bestimmt werden: dick oder dünn, in der Nähe der Oberfläche oder in der Höhe, jeder wird eine andere Wirkung haben. Darüber hinaus hängen Wolken von der globalen atmosphärischen Zirkulation ab — dh von der Richtung und Stärke der Winde, dem Ort der Regenfälle usw. Letztendlich hängt das Schicksal dieser zusätzlichen Energie, die aufgrund einer lokalen Albedo-Reduktion an der Oberfläche absorbiert wird, nicht nur von der lokalen Zunahme der Baumbedeckung oder den lokalen Bedingungen ab, sondern auch davon, wie diese Bedingungen beeinflusst werden können und wiederum von globalen Phänomenen beeinflusst werden.

Die folgenden Bilder zeigen einige Beispiele für den Boden- und Wasserschutz in der Sahelzone. Ich habe sie im Dorf Abraha Atsbeha in der Tigray-Region im Norden Äthiopiens aufgenommen, und sie zeugen von einer bemerkenswerten Umstellung der Umwelt für ein Dorf, das vor etwa 30 Jahren fast aufgegeben wurde!

Zugegeben, dies sind kleine Merkmale, aber wenn Sie blinzeln, werden Sie Reihen in den Feldern sehen: Dies sind Reihen von rechteckigen Gruben, etwa 1 Meter tief, in denen sich Wasser bei Regen sammelt und langsam in den Grundwasserspiegel eindringt. Foto: Alessandra Giannini

Ein Rückschlagdamm zur Reduzierung des Abflusses in Hanglagen. Foto: Alessandra Giannini

Ein Brunnen mit einer Handpumpe — der Grundwasserspiegel ist so nahe an der Oberfläche, dass das Wasser auch ohne Pumpen rieselt! Foto: Alessandra Giannini

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