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03.05.2021 15:50:39  Artikel 7134 mal gelesen
Grüne Politik hat rein gar nichts mit Naturwissenschaften zu tun - CO2 konnte niemals andere Moleküle zusätzlich erwärmen 



CO2 Politik weitaus dümmste, seit dem 1. und 2. Weltkrieg

Wir erstellten schon hunderte Beiträge, die auf naturwissenschaftlicher Ebene die saudumme grünlinke Politik als das widerlegt, was diese korrupten Lügenpolitiker und Organisationen immer wieder behaupten. Diese Politik hat aber auch rein gar nichts mit physikalischen, chemischen und biologischen Fakten zu tun, sondern ist einfach nur noch saudumm und dient nur einem einzigen Zweck, nämlich uns Autofahrer zu enteignen! Abgesehen davon reichen die Ressourcen für Akkus in den Fahrzeugen bei weitem nicht aus, die vergifteten Gebiete in den Produktionsländern interessiert Grünlinke Idioten nicht im geringsten. Und Akkus können explodieren, entweder durch einen elektronischen Defekt der Steuerung, oder eines Produktionsfehlers bei der Akkuherstellung.

Und Grünlinke Idioten wissen offensichtlich nicht, dass CO2 im Blut zu Kohlensäure Bikarbonat gebunden wird und den Basenhaushalt steuert, ausserdem in den Knochen zu Kalk gebunden wird. Auch Pflanzen brauchen CO2, um wachsen zu können. Umso mehr vorhanden ist, umso üppiger wachsen Gemüse, Früchte und alle anderen Pflanzen.

Obwohl eine Sau mehr Gehirn und vermutlich Wissen hat, als Grünlinke Volksfeinde und Volksabzocker, Autohasser und andere, die von Gates und Schwab korrumpiert wurden, um diesen Teil der Agenda 2030 durchzusetzen. Sogar Gerichte, bisher nur in Deutschland, wurden offensichtlich korrumpiert, wie das Bundesverfassungsgericht!

 

Zentraleuropa wird durch diese von Idioten getriebene Politik unbewohnbar

Nicht weil die Atmosphäre heiss wäre, nein, weil inzwischen alles immer teurer wird, Benziner und Dieselfahrzeuge sollen komplett verschwinden, Ölheizungen ebenso. Mit keinem einzigen Wort (Sie scheinen es einfach nicht zu wissen) wird erwähnt, dass CO2 im Blut und in den Knochen gebunden ist und wichtige Körperfunktionen steuert.

Sehen wir uns das Diagram des IPCC an, welches die Ausgasungen angibt, die vermutet werden.

Obwohl der Anteil fossiler Brennstoffe völlig falsch ist und massiv kleiner ist! Das ICCP hat es nämlich auf eklatante unwissenschaftliche Weise unterlassen, Vulkanische Ausgasungen in den Weltmeeren und Landmassen mit ein zu beziehen.

 

Die Atmosphäre kühlt seit 21 Jahren ab, seit 2016 mit dramatisch zunehmender Geschwindigkeit

Das dies nicht einfach Geschwafel wie von den Grünen, Linken und in der Schweiz auch von der FDP ist, sondern anhand der Satelliten- und Landmessdaten bewiesen werden kann, zeigen wir nachfolgend auf.

Aus dem Diagram ist deutlich zu entnehmen, dass 2016 das wärmste Jahr war, seither geht es steil wieder zurück in eine neue Eiszeit. Und seien Sie sich sicher, diese Eiszeit wird kommen und zu einem Eispanzer führen, der wie vor 24'000 Jahren die gesamte Schweiz, bis nach München überdecken wird!

Quelle: http://www.drroyspencer.com/

 

RSS MSU & AMSU Satellitendaten

Auch hier ist ganz eindeutig ersichtlich, dass global 2016 der Höhepunkt erreicht war und es seither dramatisch abkühlt. Innerhalb von nur 5 Jahren sank die globale untere troposphärische Temperatur auf das Niveau der Jahre um 2000 bis 2010.


RSS-Produkte für die Temperatur der oberen Luftschicht

Die RSS-Produkte für die Temperatur der oberen Luftschicht basieren auf Messungen, die mit Mikrowellen-Sondern durchgeführt wurden.  Mikrowellen-Sondierer sind in der Lage, vertikale Temperaturprofile der Atmosphäre durch Messung der thermischen Emission von Sauerstoffmolekülen bei verschiedenen Frequenzen zu ermitteln.  Diese Messungen sind ein entscheidendes Element bei der Entwicklung eines genauen Systems zur Langzeitüberwachung der atmosphärischen Temperatur, insbesondere in Regionen mit einer großen Anzahl von Radiosondenmessungen.  Die RSS-Lufttemperaturprodukte werden aus Messungen der MSU- und AMSU-Instrumente auf polumlaufenden Satelliten zusammengestellt.  Wir arbeiten auf die Verwendung von Messungen des neuesten Mikrowellen-Sounders ATMS hin.

MSU Die Microwave Sounding Units (MSU) auf den polumlaufenden NOAA-Plattformen waren von Ende 1978 bis Anfang der 2000er Jahre die Hauptquellen für die Temperaturprofile der Satelliten. Die MSUs waren spurübergreifende Scanner, die Messungen der Mikrowellen-Strahlungsdichte in vier Kanälen im Bereich von 50,3 bis 57,95 GHz auf der unteren Schulter des Sauerstoff-Absorptionsbandes durchführten. Diese vier Kanäle maßen die atmosphärische Temperatur in vier dicken Schichten, die von der Oberfläche bis zur unteren Stratosphäre reichten. Das letzte MSU-Instrument, NOAA-14, hat 2005 seinen zuverlässigen Betrieb eingestellt.

AMSU Eine Reihe von Nachfolgeinstrumenten, die Advanced Microwave Sounding Units (AMSUs), wurde 1998 in Betrieb genommen. Die AMSU-Instrumente ähneln den MSUs, messen aber mit einer größeren Anzahl von Kanälen, so dass die Atmosphäre in mehr Schichten erfasst wird, und mit kleineren Messflächen, was die räumliche Auflösung erhöht. Durch die Verwendung der AMSU-Kanäle, die den Kanälen in den MSU-Instrumenten am ehesten entsprechen, können wir die MSU-basierten Datensätze bis in die Gegenwart erweitern. Darüber hinaus haben wir eine vorläufige Analyse der AMSU-Kanäle 10-14 abgeschlossen, die Temperaturen von der unteren bis zur oberen Stratosphäre messen, also viel höher als der höchste MSU-Kanal. Diese reinen AMSU-Datensätze begannen Mitte 1998 mit dem Start der ersten AMSU auf dem NOAA-15 Satelliten. Die AMSU-only-Datensätze, die jetzt 14 Jahre lang sind, beginnen, lang genug zu sein, um langfristige Veränderungen in der mittleren und oberen Stratosphäre zu untersuchen.

ATMS In Zukunft werden die AMSU-Instrumente auslaufen und durch den Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS) ersetzt. Das erste ATMS wurde am 28. Oktober 2011 gestartet. Die Messungen des ATMS sind noch nicht in unserem Datensatz enthalten. Wir arbeiten daran, ATMS mit AMSU zu kreuzen, so dass ATMS-Messungen in Zukunft einbezogen werden können.

Alle Mikrowellen-Sondierungsinstrumente wurden für den täglichen Einsatz in der Wettervorhersage entwickelt und sind daher in der Regel nicht mit der für Klimastudien erforderlichen Präzision kalibriert. Nur durch eine sorgfältige Interkalibrierung der Daten von MSU-, AMSU- und ATMS-Instrumenten kann aus ihren Messungen ein Datensatz mit Klimaqualität gewonnen werden.

Quelle: http://www.remss.com/measurements/upper-air-temperature/

 

Ozeanographische ARGO Daten

Argo ist ein internationales Programm, das Informationen aus dem Inneren des Ozeans mit einer Flotte von Roboterinstrumenten sammelt, die mit den Meeresströmungen treiben und sich zwischen der Oberfläche und einem mittleren Wasserniveau auf und ab bewegen.  Jedes Instrument (Float) verbringt fast sein gesamtes Leben unterhalb der Oberfläche.  Der Name Argo wurde gewählt, weil die Anordnung der Floats mit den Jason-Erdbeobachtungssatelliten zusammenarbeitet, die die Form der Meeresoberfläche messen.  (In der griechischen Mythologie segelte Jason mit seinem Schiff, der Argo, auf der Suche nach dem goldenen Vlies).

https://argo.ucsd.edu/data/data-visualizations/data-visualization-comparisons/

Installieren Sie Google Earth, nach der Installation Google Earth schliessen.
Dann klicken Sie auf den oben angegebenen Link, um das Plugin auf der ARGO-Website herunter zu laden.
Klicken Sie in der Website im Fussbereich der Website auf "ARGO Google Earth Layer".

Google öffnet sich und nach einigen Sekunden werden die Positionen der Tauchroboter im Globus angezeigt.

Die Daten der Tauchroboter können so einzeln abgerufen werden.

 

Über die Global Argo Marine Atlas Website können Sie sich die Software zur Visualisierung der ozeanischen Messwerte der Tauchroboter herunterladen.

https://argo.ucsd.edu/data/data-visualizations/marine-atlas/

 

Der FTP Zugriff für den Download der neusten Daten läuft momentan zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Beitrags nicht. Wir stehen jedoch mit der zuständigen Forscherin und IT-Verantwortlichen in Verbindung. Sobald die neusten Daten heruntergeladen werden können, werden wir die neusten Diagramme verschiedener Ozean-Gebiete und Meerestiefen in einem eigenen Beitrag veröffentlichen.



Temperaturdaten Auswertungen von Kirye und Pierre Gosslin

Die globale Erwärmung soll einen kürzeren Winter bedeuten, und so sollten wir einen Erwärmungstrend im März für die nördliche Hemisphäre erwarten.

Heute schauen wir uns die neuesten März-Daten an, die jetzt von der Japan Meteorology Agency (JMA) für Frankreich, Irland und Finnland vorliegen.

Wie wir in anderen Ländern gesehen haben, zeigen die unverfälschten JMA-Daten, dass sich der Monat März in diesen Ländern seit Jahrzehnten nicht erwärmt hat.

30 Jahre Abkühlung im März in Frankreich

Zunächst stellen wir die mittleren Temperaturdaten für die Oberflächenstationen in Frankreich dar, für die die JMA über ausreichende (unverfälschte) Daten verfügt - und die mehr als drei Jahrzehnte zurückreichen:

 

 Data source: JMA.

 Ganz klar nichts von einer vortschreitenden Erwärmung, wie es uns die Grünlinken Lügen Faschisten und Massenverdummungs Medien wie Blick, Spiegel, Zürcher Zeitung, Tagesspiegel, 20Minuten, SRG, ZDF, ARD, RTL und alle anderen seit Jahren vorlügen!

 

Wie die obige Grafik zeigt, zeigen nur drei der 12 aufgezeichneten Stationen eine Erwärmung für den Monat März. Neun von 12 Stationen zeigen eine Abkühlung oder keinen aussagekräftigen Trend. Auch in Frankreich scheint also der Frühling in den letzten drei Jahrzehnten ein wenig zu kommen.

Irland - 4 Jahrzehnte Abkühlung im März

Als nächstes stellen wir die mittlere Temperatur für die Stationen in Irland dar, für die die JMA ebenfalls genügend Daten hat und die fast vier Jahrzehnte zurückreichen.

Irland ist aufgrund seiner Lage im Nordostatlantik besonders interessant und kann uns daher Aufschluss darüber geben, welche Auswirkungen ozeanische Zyklen haben könnten:

. Data source: JMA.

 

Und diese Auswirkung scheint eine leichte Abkühlung zu sein. Fünf von sechs Stationen in Irland zeigen eine Abkühlung, oder eine Abflachung. CO2 treibt das Klima dort definitiv nicht an.

Finnland, der Nachbar von Greta Thunbergs Schweden

Als nächstes stellen wir die März-Daten für Finnland dar, also die Stationen, für die das JMA ausreichende Daten hat:

 

Data source: JMA.

 

Wie in Greta Thunbergs Schweden werden auch in Finnland die Winter nicht kürzer. Die Daten dort zeigen, dass seit mehr als 30 Jahren keine Erwärmung im März stattgefunden hat. Der Winter lässt sich Zeit und geht. Nichts ändert sich wirklich. Warum sollte das eine "Krise" sein?

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass neben Kanada, Alaska und Schweden auch Finnland, Frankreich und Irland keine März-Erwärmung zeigen.

Einer der kältesten Aprils seit Aufzeichnung in Deutschland

Und schließlich berichtet unser Freund Snowfan hier, wie der April 2021 in Deutschland als einer der kältesten seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1881 eintrifft.


Biologie

Biologische Aspekte des Spurengases CO2

Bei der Einatmung kommt Sauerstoff (O2) in die Lunge, bei der Ausatmung wird Kohlendioxid (CO2) aus der Lunge abgegeben. Im Inneren des Körpers geht die Atmung jedoch weiter, denn der Sauerstoff wird an die roten Blutkörperchen gebunden, wandert zu den Organen und wird dann gegen Kohlendioxid ausgetauscht. Dieses fließt dann mit dem Blut in die Lunge zurück, wo es abgeatmet wird. Da über das CO2 der Säure-Basen-Haushalt des Körpers mitgesteuert wird, wird in der Regel mit den Blutgasen gleichzeitig der Säure-Basen-Haushalt des Körpers mit erfasst. Hier spielen neben der Lunge auch die Niere und die Leber eine wichtige Rolle.

Kohlendioxid wird im Blut in drei Formen transportiert: im Plasma gelöst, als Bikarbonat, und an Proteine in Form von Carbaminoverbindungen gekoppelt.

Bicarbonat stellt den größten Anteil des CO2 im Blut dar (~88%).

Auf der venösen Seite der systemischen Kapillaren gelangt CO2 in die roten Blutkörperchen (RBC), wo es sich mit Wasser zu Kohlensäure (H2CO3) verbindet. Diese Reaktion wird durch das Enzym Carbonic Anhydrase (CA) katalysiert, das sich in RBC's befindet. Die Kohlensäure dissoziiert dann zu Bicarbonationen (HCO3-) und Wasserstoffionen (H+). Diese Reaktion tritt auch außerhalb der RBC's, im Plasma auf, aber sie ist viel langsamer aufgrund des Fehlens von CA.

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

In den Lungenkapillaren geschieht das Gegenteil: Bikarbonationen gelangen in den RBC und bilden zusammen mit H+ Kohlensäure, die in CO2 und H2O zerlegt wird, während CO2 in Alveolen diffundiert.

Zwei Faktoren machen den Bicarbonat-Puffer zum wichtigsten Puffersystem im Blut: Zum einen ist der Bikarbonatspiegel des Blutes ziemlich hoch (etwa 24 mmol/l), zum anderen ist es ein offenes System — überschüssiges CO2 kann über die Lunge abgeatmet werden und der HCO3--Spiegel des Blutes kann durch die Niere reguliert werden. Auf diese Weise kann der pH-Wert des Blutes konstant gehalten werden (Säure-Basen-Homöostase).

Die Wichtigkeit des Bicarbonat-Puffers und seine körperweite Verbreitung wird durch Betrachtung des oxidativen Metabolismus des Körpers ersichtlich. Der oxidative Metabolismus produziert ständig CO2. Im Bicarbonat-Puffersystem wird dann CO2 mit H2O kombiniert, um Kohlensäure (H2CO3) zu bilden, die wiederum teilweise in H+-Ionen und Bikarbonat (HCO3-) zerfällt.

Obwohl die chemische Reaktion CO2 + H2O H2CO3 spontan stattfindet, wird sie auch durch das Enzym Carboanhydrase, eines der schnellsten bekannten Enzyme, erleichtert.

Der Bicarbonat-Puffer wirkt zusammen mit dem Ammonium-Puffer vor allem im Blutplasma. Intrazellulär herrschen andere Verhältnisse und dort sind vor allem der Phosphat-Puffer und der Protein-Puffer essentiell.



CO2 notwendig für Meeresbewohner

Die meisten Korallen brauchen zum Überleben sogenannte Zooxanthellen. Das sind Algen, die sich in der Außenhaut des Polypen ansiedeln. Alge und Polyp leben in einer Symbiose, also in einer biologischen Zweckgemeinschaft, die beiden Seiten Vorteile bringt. Die Zooxanthellen sind einfache, einzellige Lebensformen, die in einem direkten Stoffwechsel mit dem Polypen stehen. Mit Wasser und dem Kohlendioxid, das der Polyp ausscheidet, betreiben sie Photosynthese. Dabei nutzen sie die Energie der Sonnenstrahlen für einen chemischen Prozess, bei dem Sauerstoff und Glukose entstehen. Der Polyp braucht diese Stoffe zum Überleben.

Im Austausch erhalten die Zooxanthellen vom Polypen lebenswichtige Nährstoffe. Auf einer Außenfläche von einem Quadratzentimeter siedeln sich zirka eine Million dieser Algenzellen an. Sie sind es auch, die den Korallen ihre Farbe geben und deren Form bestimmen.

Da die Algen das Sonnenlicht für ihren Stoffwechsel brauchen, wächst die Koralle Richtung Sonne. Wenn eine im Riff unten gelegene Koralle in den Schatten einer weiter oben gelegenen kommt, verzweigt sie sich und wächst, wie die Äste eines Baums, Richtung Licht.

So kann es geschehen, dass genetisch identische Polypen gänzlich unterschiedlich aussehende Korallen bilden. Die Vielfalt der Anpassungsmöglichkeiten hat einen starken Einfluss auf ihr Aussehen.

"Wie bauen" die Korallen ein Riff?

Die Grundbausteine für sein Kalkskelett findet der Polyp im Meerwasser. Es sind Kalzium-Ionen und Kohlendioxid. Diese beiden Stoffe werden in den skelettaufbauenden Zellen des Polypen in Kalzium-Karbonat verwandelt. Je mehr Kohlendioxid die Zooxanthellen dem Stoffkreislauf der Koralle entnehmen, desto größer ist die Produktion von Kalzium-Karbonat.

Auch hier zeigt sich, wie gut die Symbiose zwischen Alge und Polyp funktioniert. Die Alge nutzt das Kohlendioxid, um durch die Photosynthese Nährstoffe für sich und den Polypen zu produzieren. Dabei hilft sie ihm gleichzeitig, sein Skelett auszubauen, das ihn und die Alge vor gefährlichen Umwelteinflüssen schützt.


Willis Eschenbach
Einer der Gründe, warum ich einen so großen Teil meines Lebens im tropischen Südpazifik verbracht habe, ist das Tauchen. Korallenriffe sind eines der erstaunlichsten Ökosysteme auf dem Planeten. Sie kochen über vor Energie, Bewegung und Farben. Ich habe hunderte und aberhunderte Stunden im Wasser verbracht, sowohl mit Schnorcheln als auch mit einem Atemgerät. Die meiste Zeit habe ich einfach nur die endlose Vielfalt der Riffbewohner bewundert, von kleinen und großen.


 

Infolgedessen habe ich ein langfristiges Interesse an den behaupteten Effekten gehabt, die Leute sagen, dass erhöhtes CO2 auf den Riffen hat. Durch die Zugabe von CO2 in die Luft wird das natürlich alkalische Meerwasser leicht neutralisiert. Beachten Sie, dass dies zwar eine Änderung des pH-Wertes durch die Erhöhung des CO2 ist, aber normalerweise als "Versauerung" des Ozeans bezeichnet wird, das ist nur eine alarmierende Terminologie. Da das zusätzliche CO2 den Ozean neutraler macht, kann es den Ozean nicht "versauern". Zumindest wenn die englische Sprache allgemein verstanden wird, kann etwas nicht neutraler und gleichzeitig "saurer" sein.]

In den letzten fünf Jahren oder so (siehe die Liste meiner früheren Beiträge in den letzten Anmerkungen), habe ich gesagt, dass die leichte Neutralisierung des Ozeans durch den anhaltenden Anstieg des CO2 für die Korallenriffe keinen Unterschied machen wird. Insbesondere habe ich festgestellt, dass sich der pH-Wert über Korallenriffen im Laufe einer Flut um einen vollen pH-Wert ändern kann. Ich habe auch darüber gesprochen, dass Korallenriffe oft eine CO2-Quelle sind und somit das Riff selbst den pH-Wert des Riffwassers herabsetzt (neutralisiert, fälschlicherweise als " säuerlich " bezeichnet). Meiner Meinung nach war es aufgrund dieser Tatsachen sehr unwahrscheinlich, dass eine kleine Neutralisierung des Ozeans einen signifikanten Unterschied in den Korallenriffen machen würde.

Da ich diese Trommel fünf Jahre lang geschlagen habe, war ich heute froh, einen Artikel auf Phys.org mit dem Titel Erhöhung des Säuregehalts zu sehen, der für Korallenriffe doch nicht schädlich sein könnte.  Es wird ein gebührenpflichtiges Papier mit dem Titel Shifts in coral reef biogeochemistry and resulting acidification linked to offshore productivity diskutiert.

Der Phys.org-Artikel bringt es sehr deutlich zum Ausdruck:

Um besser zu verstehen, was mit Korallenriffen passieren könnte, wenn mehr Kohlendioxid durch einen Anstieg des Gases in der Atmosphäre durch menschliche Emissionen in die Ozeane gelangt, richteten die Forscher Überwachungsvorrichtungen entlang eines Korallenriffs vor der Küste der Bermudas ein - die Informationen der Sensoren wurden fünf Jahre lang (2007 bis 2012) beobachtet. Das Team hatte auch Zugriff auf Daten von einer Ozeanchemie-Überwachungsstation, die etwa 80 Kilometer von ihrem Studienort entfernt lag. Die kombinierten Daten boten eine einzigartige Perspektive auf die Korallenaktivität.

Bei der Untersuchung der Daten stellten die Forscher fest, dass es 2010 und 2011 zu Stacheln von Phytoplanktonblüten kam, die sich auf den Weg zum Korallenriff machten und mehr Nahrung als sonst für die Koralle boten. Die Koralle reagierte mit Wachstum, was dazu führte, dass sie mehr alkalisches Carbonat aus dem umgebenden Wasser zog und es säurehaltiger machte. Mehr zu essen führte auch dazu, dass die Korallen mehr Kohlendioxid ins Wasser ausstoßen. Das Ergebnis war ein starker Anstieg der Säure auf einen höheren Wert, als für die Zukunft aufgrund menschlicher Emissionen vorhergesagt wurde - dennoch florierte die Koralle weiter.

Diese Beobachtungen stehen im krassen Gegensatz zu der vorherrschenden Ansicht, dass ein Anstieg des Säuregehalts schädlich für Korallen ist, die zum Tode führen, wenn sie zu weit gehen. Aber die Werte, die von den Forschern mit dieser neuen Anstrengung gesehen wurden, deuten darauf hin, dass dies überhaupt nicht der Fall ist, und verwirren daher die Theorien über die Auswirkungen höherer Kohlendioxidwerte und wärmerer Temperaturen auf die Ozeane. Ein anderes Team aus Westaustralien bemerkte, dass die Ergebnisse, die von diesem neuen Team gefunden wurden, mit denen einer kleinen Studie übereinstimmten, die sie durchführten, wo sie Kisten um einige Korallen herum stellten und mit Kohlendioxid verrohrt wurden, ohne nachteilige Auswirkungen.

 

K. L. Yeakel et al. Veränderungen in der Biogeochemie des Korallenriffs und die daraus resultierende Versauerung im Zusammenhang mit der Offshore-Produktivität, Proceedings of the National Academy of Sciences (2015).

 

Bedeutung

Die Ozeanversauerung wird angenommen, um negative Auswirkungen auf die Ökosysteme der Korallenriffe zu haben, aber um zukünftige potenzielle Auswirkungen zu verstehen, ist es notwendig, die natürliche Variabilität und Kontrolle der Biogeochemie der Korallenriffe zu verstehen. Hier stellen wir eine 5-Jahres-Studie der Bermuda-Korallenriffplattform vor, die zeigt, wie schnelle interannuelle Versauerungsereignisse auf der lokalen Riffskala durch Verschiebungen in den biogeochemischen Prozessen des Riffs in Richtung einer Erhöhung der Netzkalkablagerung und der Netzatmung angetrieben werden. Diese biogeochemischen Veränderungen sind möglicherweise mit der Offshore-Produktivität verbunden, die letztendlich durch groß angelegte klimatologische und ozeanographische Prozesse gesteuert werden kann.

 

Abstract

Die ozeanische Aufnahme von anthropogenem Kohlendioxid (CO2) hat seit vorindustrieller Zeit das offen-ozeanische Oberflächenwasser um 0,1 pH-Einheiten versauert. Trotz eindeutiger Beweise für die Ozeanversauerung (OA) durch Messungen im offenen Meer in den letzten Jahrzehnten ist sie in Nearshore- und Korallenriffumgebungen noch nicht dokumentiert. Das Fehlen von Langzeitmessungen aus diesen Umgebungen schränkt unser Verständnis der natürlichen Variabilität und Kontrolle der CO2-Karbonat-Chemie und der Biogeochemie des Meerwassers ein, was für genaue Vorhersagen über die Auswirkungen zukünftiger OA auf Korallenriffe unerlässlich ist. Hier, in einer 5-jährigen Studie des Bermuda-Korallenriffs, zeigen wir Beweise dafür, dass Variationen in biogeochemischen Prozessen des Riffs zwischenjährliche Veränderungen des pH-Wertes des Meerwassers bewirken und Ωaragonite, die teilweise durch Offshore-Prozesse kontrolliert werden. In den Sommern 2010 und 2011 wurden schnelle Versauerungsereignisse beobachtet, die durch Verschiebungen in Richtung zunehmender Netzkalkablagerung und Netzheterotrophie getrieben wurden, wobei Häufigkeit und Ausmaß solcher Ereignisse einer erhöhten Offshore-Produktivität entsprachen. Diese Ereignisse fielen auch mit einem negativen North Atlantic Oscillation (NAO) Index zusammen, der historisch gesehen mit einer umfangreichen Offshore-Mischung und einer höheren Primärproduktivität am Standort Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS) verbunden war. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Korallenriffe natürlichen interannuellen Ereignissen der schnellen Versauerung durch Verschiebungen in den biogeochemischen Prozessen des Riffs ausgesetzt sind, die mit der Offshore-Produktivität verbunden sein können und letztendlich von größeren klimatischen und ozeanographischen Prozessen kontrolliert werden.

Die Ozeanversauerung (OA), die sich aus dem Anstieg des atmosphärischen CO2 (1⇓-3) und dem damit verbundenen Rückgang des pH-Wertes und des Sättigungszustands des Oberflächenmeerwassers in Bezug auf CaCO3-Mineralien wie Aragonit (Ωaragonite =[Ca2+][CO32-]/Ksp*, wobei Ksp* das Ionenlöslichkeitsprodukt ist) ergibt, hat Bedenken hinsichtlich der möglichen Folgen für marine Kalziumer und Ökosysteme aufgeworfen (4, 5). Reduzierungen auf Ωaragonite haben sich negativ auf die organismische CaCO3-Produktion ausgewirkt (6) und beschleunigen gleichzeitig die Bioerosion und die CaCO3-Auflösung (7, 8). Daher wurde angenommen, dass sich die Korallenriffe von einem Zustand der Netzkalkablagerung in eine Netzauflösung verschieben könnten, wobei einige Modellschätzungen einen Übergang für weltweite Riffe bei atmosphärischen CO2-Werten von 560 ppm vorhersagen (5, 7).

Trotz wachsender Besorgnis über die Anfälligkeit von Korallenriffen hat ein Mangel an Langzeitmessungen eine direkte Beobachtung der anthropogenen OA aufgrund des zunehmenden CO2-Ausstoßes in der Atmosphäre in diesen Umgebungen verhindert. Darüber hinaus haben kurzfristige Beobachtungen eine große Variabilität und Modifikation der CO2-Carbonat-Chemie des Riffwassers auf tages- und saisonaler Ebene als Ergebnis biogeochemischer Prozesse wie Photosynthese, Atmung, Verkalkung und CaCO3-Auflösung ergeben (9, 10). Es wurde angenommen, dass diese natürlichen Prozesse, quantifiziert als Netto-Ökosystemproduktion (NEP = Brutto-Primärproduktion - autotrophe und heterotrophe Atmung) und Netto-Ökosystemkalkung (NEC = Brutto-Kalkung - Brutto-CaCO3-Auflösung), die lokale Meerwasserchemie so modulieren könnten, dass sich die Versauerungsrate auf Korallenriffen deutlich vom offenen Ozean unterscheidet (11). Folglich könnte das anthropogene OA-Signal durch biogeochemische Prozesse im Riff entweder gemildert oder verschärft werden (10⇓-12). Jahrhunderte lange Aufzeichnungen über den pH-Wert des Riffs, die aus 11B Korallenkernen gewonnen wurden, zeigen eine große Variabilität des pH-Wertes über dekadische Zeitskalen (13), was möglicherweise auf die dynamische Natur biogeochemischer Prozesse im Riff hinweist. Diese Aufzeichnungen des pH-Wertes allein (die jedoch eher abgeleitet als direkt gemessen werden) können jedoch nicht explizit die Treiber hinter den beobachteten Schwankungen des pH-Wertes des Meerwassers aufdecken. Langzeitmessungen der Biogeochemie von Riffen (und Offshore) sind daher notwendig, um die natürlichen Variationen und Kontrollen (ob biologisch, physikalisch ozeanographisch oder klimatisch) der CO2-Carbonat-Chemie am Riff zu verstehen und wie sich diese unter zukünftigen OA- und Klimaszenarien ändern werden.

Wir haben die CO2-Carbonat-Chemie des Meerwassers auf der Bermuda-Korallenriffplattform monatlich zwischen Juni 2007 und Mai 2012 gemessen und charakterisiert, um die zeitliche und räumliche Variabilität von Meerwasser pCO2, pH und Ωaragonite zu untersuchen. Diese Parameter wurden basierend auf Oberflächenmeerwassermessungen von Temperatur, Salzgehalt, gelöstem anorganischem Gesamtkohlenstoff (DIC =[CO2]+[HCO3-]+[CO32-]) und Gesamtalkalität[TA = Überschuss an Basen über Säuren im Vergleich zu einem Referenzzustand (14)] an vier diskreten Stellen auf einem die Korallenriffplattform durchquerenden Transekt berechnet (Abb. S1). Angesichts der großen Variabilität der CO2-Systemparameter des Riffs über saisonale Zeiträume ist ein 5-jähriger Datensatz zu kurz, um den säkularen Trend der anthropogenen OA zu erkennen. Zeitgleiche monatliche Messungen der nahegelegenen Station Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS), die sich ∼80 km südöstlich von Bermuda im offenen Ozean des subtropischen Gyros des Nordatlantiks befindet (Abb. S1), ermöglichen es uns jedoch, Variationen in der Offshore-Wasserchemie von Veränderungen am Korallenriff aufgrund lokaler biogeochemischer Prozesse zu entschlüsseln.

Fig. S1.
 
Bathymetrie der Korallenriffplattform der Bermudas mit Zeitreihenstudien. Riffzeitreihen werden durch weiße Felder gekennzeichnet (Tynes Bay, TB; Dock Yard, DY; Mid Platform, MP; North Channel, NC). An jeder Station wurden von Juni 2007 bis Mai 2012 monatlich Wasserproben zur Messung von DIC, TA, Temperatur und Salzgehalt entnommen. Der weiße Pfeil zeigt die allgemeine Richtung des BATS-Studienplatzes ∼80 km vor der Küste (31°50′ N, 64°10′W). Kredit: Mandy Shailer, Department of Conservation Services, Regierung der Bermudas.
 
 
Relative Veränderungen in DIC und TA spiegeln die biogeochemische Aufteilung des Kohlenstoffs zwischen den anorganischen und organischen Kohlenstoffkreisläufen am Riff (15, 16) und das Gleichgewicht von NEP, NEC und CO2-Gasaustausch in der See wider. NEC ändert DIC und TA in einem Verhältnis von 1:2, wobei die Netzkalkabscheidung (NEC > 0) dazu dient, DIC und TA abzusenken, was zu einer Senkung des pH-Wertes von Meerwasser und Ωaragonite führt. NEP verändert hauptsächlich DIC, wobei die Nettoproduktion von organischem Kohlenstoff (NEP > 0) die DIC-Konzentrationen reduziert, wenn CO2 verwendet wird, und den pH-Wert erhöht und Ωaragonite. Der CO2-Gasaustausch zwischen Luft und Meer wirkt sich nur auf die DIC aus, übt aber in der Regel einen geringen Einfluss auf die DIC in Bezug auf NEC und NEP in Riffumgebungen mit Verweilzeiten von wenigen Tagen aus, wie beispielsweise auf den Bermudas (17, 18). Folglich kann der Vergleich der salinitätsnormalisierten Veränderungen in Meerwasser DIC und TA (nDIC und nTA) zwischen dem Riff und der Küste verwendet werden, um den relativen Beitrag und die Variabilität in Riff NEC und NEP über Zeit und Raum zu bewerten. Abweichungen zwischen Riff und BATS nTA-Konzentrationen zeigen das relative Ausmaß des Riff-NEC, während Abweichungen in nDIC, korrigiert um die Einflüsse von NEC und CO2-Gasaustausch zwischen Luft und Meer, das relative Ausmaß des Riff-NEP anzeigen. In der vorliegenden Studie haben wir diese Beziehungen genutzt, um den Einfluss biogeochemischer Prozesse auf die Chemie des Riff-Meerwasserkarbonats und die relative Zuordnung von NEC und NEP zu Veränderungen des Riff-pH und Ωaragonite zu bewerten (siehe Materialien und Methoden für weitere Details).
 
 
Resultate und Diskusion
 
Langfristiges OA-Signal Offshore.
 

Beobachtungen seit 1983 bei BATS und der Hydrostation S (eine weitere langfristige Zeitreihe bei Bermudas) zeigen einen Anstieg des Oberflächenmeerwassers nDIC um ∼1.20 ± 0.09 μmol kg-1⋅y-1 (2), angetrieben durch die ozeanische Aufnahme von anthropogenem CO2 (Abb. 1). Infolgedessen ist das Oberflächenmeerwasser vor der Küste der Bermudas weniger alkalisch geworden, wobei der temperatur- und salznormalisierte pH-Wert und Ωaragonite seit 1983 (2) um -0,05 bzw. -0,25 Einheiten gesunken sind. (Beachten Sie, dass in dieser Diskussion auf temperatur- und salznormalisierte Daten verwiesen wird.) Der zunehmende nDIC hat die meisten dieser Veränderungen bewirkt, während nTA relativ konstant geblieben ist. Überlagert von dem stetigen Anstieg des nDIC im Laufe der Zeit ist eine saisonale Schwingung zu erkennen, die große Schwankungen des pH-Wertes und Ωaragonite verursacht. Dies zeigt den Einfluss physikalischer, biologischer und klimatischer Prozesse auf die Kohlenstoffdynamik des Oberflächenmeeres, wobei der vorherrschende Treiber saisonale Phytoplanktonblüten sind, wie sie im durchschnittlichen Jahreszyklus beobachtet werden (z.B. Klimatologie, Abb. 2).


Zeitreihen von Meerwasser nTA, nDIC, pH und Ωaragonite, die von 1983 bis 2014 bei BATS und Hydrostation S beobachtet wurden. (A) Langzeitbeobachtungen von nTA (blau) und nDIC (orange) zeigen eine relativ stabile nTA im Zeitverlauf, wobei der nDIC aufgrund der Aufnahme von anthropogenem CO2 zunimmt. Zeitliche Veränderung des pH-Wertes (B) und Ωaragonite (C), getrieben durch zeitabhängige Veränderungen in nTA (blauer Bereich) und nDIC (oranger Bereich). Die dicke schwarze Linie stellt die Gesamtveränderung sowohl des pH-Wertes als auch von Ωaragonite dar, wobei sich diese im Vergleich zu den ersten Beobachtungen ändert.


Riff- und BATS-Beobachtungen zur Meerwasser-Karbonatchemie, 2007-2012. (A-D) Zeitreihen von Meerwasser nTA, nDIC, pH und Ωaragonite, die von 2007 bis 2012 bei BATS (blau) und über die Riffplattform (orange) beobachtet wurden. Riffdaten werden als individuelle Marker pro Standort mit durchschnittlich vier Standorten als Linie mit ±1SD schattiert dargestellt; (E-H) Klimatologie der gleichen Meerwasser-CO2-Parameter mit ±1SD schattiert. Schnelle Versauerungsereignisse zeigen sich in den kurzfristigen Beobachtungen am Riff (A-D), insbesondere im Sommer 2010. Die Klimatologie zeigt, dass die Sommerzeit im Riff nTA und nDIC sinkt, während der pH-Wert im Riff und Ωaragonite das ganze Jahr über relativ konstant bleiben. Der pH-Wert und Ωaragonite wurden auf Werte von 23,1 °C bzw. 36,6 g kg-1 sowohl für BATS- als auch für Riffdaten normiert.

 

Near-Shore biogeochemische Prozesse diktieren die Versauerung von Riffen.

Im 5-jährigen Untersuchungszeitraum zwischen 2007 und 2012 werden auf der Korallenriffplattform keine sichtbaren Trends bei den Parametern der Seewasser-CO2-Carbonat-Chemie beobachtet, die sich aus dem Anstieg des atmosphärischen CO2 ergeben (Abb. 2). Allerdings werden jedes Jahr große Verarmungen in nTA und nDIC im Vergleich zu BATS beobachtet, wobei das Ausmaß der Drawdown-Variablen auf der interannuellen Zeitskala berücksichtigt wird. Die Offshore-Variabilität der Seewasser-Karbonat-Chemie bei BATS ist repräsentativ für die Bedingungen im subtropischen Gyre des Nordatlantiks um Bermudas herum und bietet einen direkten Vergleich mit der Variabilität an Land am Bermuda-Riff. Trotz dieser Erschöpfung des Riffs nTA und nDIC bleiben der pH-Wert des Riffs und Ωaragonite vergleichsweise konstant, während vor der Küste ein vorhersagbares saisonales Muster der Versauerung während der gesamten 5-y-Studie anhält (Abb. 2).

Gelegentlich werden auf der Riffplattform schnelle Versauerungsereignisse beobachtet, insbesondere im August 2010, als der größte Unterschied im pH-Wert zwischen Riff und BATS (ΔpHREEF-BATS = -0,14, Abb. 3) beobachtet wurde. Die Klimatologie des pH-Wertes des Riffs und Ωaragonite zeigt, dass der Variabilitätsbereich größer ist und die Durchschnittswerte im Sommer im Vergleich zum Rest des Jahres etwas niedriger sind, was mit dem Rückgang und der maximalen Variabilität von nTA und nDIC zusammenfällt (Abb. 2 E-H).

Fig. 3.

Einfluss der NAO- und Offshore-Primärproduktivität auf die Dynamik der Riffkarbonatchemie. Zeitreihen von (A) NAO[monatlich in Grau und Winter (Dezember-März), Mittelwert in Schwarz]; (B) Windgeschwindigkeit (grün) und Mischschichttiefe (MLD) (schwarz); (C) Primärproduktion (PP); nTA (D) und nDIC (E) bei BATS (Felder) und über die Riffplattform (Kreise); (F) NEC (blau), NEP (rot) und CO2-Gasaustausch in der See (grün); und (G) die Beiträge von NEC, NEP und Gasaustausch in der See zu pH-Differenzen zwischen BATS und dem Riff (ΔpHREEF- BATS). Negative NAO-Winterereignisse verstärken die Sturmaktivität in subtropischen Gewässern um die Bermudas herum und vertiefen die MLD, die kälteres, relativ nährstoffreiches Wasser an die Oberfläche bringt und zu mehr PP führt. In den Jahren 2010 und 2011 fiel die MLD im tiefen Winter mit verstärkten Frühlingsblüten und einer verbesserten NEC im Spätsommer/Herbst zusammen, was zu einem stärkeren Absinken von nTA im gesamten Riff führte und somit die Versauerung vorantrieb. Im Gegensatz dazu führte ein positiver Winter (Dezember-März) NAO-Zustand und damit ein schwächeres PP-Signal im Jahr 2008 zu einem gedämpften Riff-NEC-Signal im folgenden Sommer.


Der beobachtete Rückgang im Riff nTA wird hauptsächlich durch das Riff NEC verursacht, wobei die Modifikationen im nDIC sowohl durch das Riff NEC als auch durch das NEP getrieben werden (die Einflüsse des Luft-/Seegasaustauschs von CO2 sind minimal, Abb. 3). Folglich treiben saisonale Veränderungen in NEC und NEP letztendlich die beobachtete pH- und Ωaragonite-Variabilität am Riff voran, wobei die zunehmende NEC die Versauerung verursacht und die zunehmende NEP den gegenteiligen Effekt hat. Erhöhungen der Sommerzeit in NEC führen zu einer wiederkehrenden Senkung des pH-Wertes des Meerwassers, wobei die Stärke von NEC dem Ausmaß der pH-Senkung entspricht (Abb. 3). Im Gegensatz dazu schwankt die NEP ohne erkennbaren saisonalen Zyklus. Wenn ein Anstieg der NEC mit einem Rückgang der NEP korrespondiert, wie im Sommer 2010, beobachten wir die stärkste Senkung des pH-Wertes von Riff-Meerwasser und Ωaragonite (Abb. 3).

 

Die Biogeochemie des Riffs reagiert auf den Offshore-Zwang.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass saisonale und interannuelle Veränderungen in NEC und NEP für die beobachteten Veränderungen des temperatur- und salznormalisierten pH-Wertes und Ωaragonite verantwortlich sind, aber was ist der Treiber dieser Veränderungen? Ausgeprägte Versauerungsereignisse, wie z.B. im Sommer 2010, traten in Perioden mit anomal hohem NEC und niedrigem NEP auf, was auf Verschiebungen in biogeochemischen Prozessen im Riff hin zu erhöhter Verkalkung und Heterotrophie hinweist. Im Allgemeinen wird die Verkalkung als ein autotrophisch verstärkter Prozess betrachtet, bei dem die photosynthetische Absenkung der CO2-Konzentrationen im Meerwasser Ωaragonite erhöht und günstige Bedingungen für die organismische CaCO3-Ablagerung schafft (19). Im Gegensatz dazu setzt die Atmung CO2 frei, reduziert Ωaragonite und soll daher die Verkalkung verringern. So steht unser Ergebnis einer verstärkten Verkalkung in Zeiten erhöhter Heterotrophie im Widerspruch zu einigen Modellierungs- und Feldstudien (10, 19). Zahlreiche Experimente haben jedoch gezeigt, dass Korallen, die dominierenden Riffkalker, gut gefüttert werden (z.B. durch Zooplankton) oder eine nährstoffreiche Ernährung haben, sowohl Gewebe- als auch Skelettwachstumsraten aufweisen werden (20⇓⇓⇓-24). Einige Ergebnisse haben sogar gezeigt, dass Korallen in der Lage sein könnten, reduzierten Verkalkungsraten aufgrund von OA durch eine Erhöhung der Fütterungsraten entgegenzuwirken (23). Darüber hinaus wurde festgestellt, dass eine erhöhte Heterotrophie und ein erhöhtes Gewebewachstum bei Korallen dazu führen, dass die Gesamtatemraten steigen (21). Daher spekulieren wir, dass externe Nährstoffimpulse an das Riff sowohl die anomal hohe Sommerkalkablagerung als auch Verschiebungen zur zunehmenden Heterotrophie, die für die beobachteten Versauerungsereignisse verantwortlich ist, hätten ermöglichen können.

Messungen bei BATS deuten darauf hin, dass die Phytoplanktonblüten während unseres Untersuchungszeitraums verbessert wurden, insbesondere im Winter und Frühjahr 2010 und in geringerem Maße auch 2011 (Abb. 3). Während die Sargasso-See um die Bermudas herum typischerweise oligotroph ist, wurden bereits erhöhte Frühlings-Phytoplanktonblüten dokumentiert und mit der Nordatlantischen Oszillation (NAO) (25, 26) in Verbindung gebracht, einem Klimamodus, der Druckunterschiede zwischen dem atmosphärischen subtropischen Hochdrucksystem nahe den Azoren und dem subpolaren Niederdrucksystem nahe Island beschreibt (27). Ein negativer Winter NAO-Zustand führt zu einer südlichen Verschiebung des Golfstroms und der Wintersturmspur, was aufgrund verbesserter Winde zu tieferen Mischschichten im Sargassomeer führt (25, 27). Mit tieferen gemischten Schichten kommen niedrigere Meeresoberflächentemperaturen und eine stärkere Nährstoffaufnahme, was zu Produktivitätsblüten und einem erhöhten Mesozooplankton-Überschuss führt (25, 26, 28⇓-30).

Seit Beginn der Messungen bei BATS war der Winter NAO-Zustand in erster Linie positiv, wobei sporadisch neutrale bis leicht negative Ereignisse zu dokumentierten Produktivitätssteigerungen auf See führten (25, 26). Das Ereignis im Winter 2010 (und in geringerem Maße auch 2011) war jedoch anomal negativ (Abb. 3) und fiel mit einer ungewöhnlich großen Frühjahrsblüte zusammen. Zu Beginn des Ereignisses 2010 fiel eine stark negative Verschiebung der Riff-NEP (d.h. der Nettoatmung) mit einer tiefen Mischschichttiefe (MLD) und einem daraus resultierenden Auftrieb von Nährstoffen zusammen[was durch eine anomal niedrige Meeresoberflächentemperatur (SST) und hohe nDIC-Wasser bei BATS angezeigt wird, Abb. S2-S4]. (25). Reef nTA-Werte, die über denen bei BATS lagen, deuten darauf hin, dass die Verschiebung in der NEP mit der plattformweiten Netto-CaCO3-Auflösung zusammenfiel (Abb. 3). Während die erhöhte Offshore-Primärproduktivität im Winter bis in die Frühjahrssaison 2010 und 2011, im folgenden Spätsommer und Herbst, auftrat, erreichten die relativen Messungen des Riff-NEC, wie sie durch Alkalinitätsanomalien abgeleitet wurden, ihre höchsten Werte über den 5-jährigen Messzeitraum, was eine verstärkte Verkalkung der Gemeinschaft bedeutet (max. NEC 2007): 39,8 μmol kg-1; 2008: 30,9 μmol kg-1; 2009: 42.2 μmol kg-1; 2010: 50,5 μmol kg-1; 2011: 50,0 μmol kg-1, Abb. 3), und fiel mit negativen NEP-Werten zusammen. Bemerkenswert ist, dass in den folgenden Wintern 2011 und 2012 auch die NEC-Raten im Vergleich zu den Vorjahren höher waren (Abb. 3). Die Kreuzkorrelationsanalyse ergab die potenzielle Zeitabhängigkeit zwischen Offshore- und Riffprozessen, wobei die maximale Korrelation zwischen Offshore-Primärproduktivität und MLD beobachtet wurde, wenn die Produktivität um 0 bis 1 mo hinter MLD zurückblieb (r > 0,8, Abb. 4). Im Gegensatz dazu verzögerten biogeochemische Prozesse im Riff die Offshore-Produktivität um mehrere Monate. Reef NEC zeigte die stärkste Korrelation mit der Offshore-Produktivität bei einer Verzögerung von 4 mo (r = 0,77), während negative NEP (d.h. Heterotrophie) bei einer Verzögerung von 6 mo (r = -0,45, Abb. 4) am stärksten korreliert waren. Diese Korrelationen waren bei einem Konfidenzniveau von 99,5% statistisch signifikant.


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Die Rolle des CO2 bei C3 Pflanzen und deren Diffundierungen

In der Biochemie sind folgende Prozesse bekannt und seit langem erforscht. Ein Pionier war der US-amerikanische Biochemikern und Forscher Melvin Calvin. Beim Stoffaustausch der Pflanzen wird von Diffusionsprozesse gesprochen. Darunter versteht man Diffusionsprozesse über eine Grenzfläche hinweg. Über die Stomata tauscht die Pflanze Wasser in Form von Dampf und Kohlendioxid sowie Sauerstoff mit der Atmosphäre aus. Die passive Wasserabgabe am Blatt fördert die Wasseraufnahme (und damit die Aufnahme von Nährstoffen) in der Wurzel durch einen Unterdruck. Gleichzeitig verhindert die Transpiration das Überhitzen der Blätter in voller Sonne und sorgt so für ein Temperaturoptimum, in dem die Photosynthese-Enzyme gut arbeiten können. Reguliert wird die Wasserabgabe durch das Öffnen und Schließen der Stomata.

Durch die geöffneten Stomata diffundiert tagsüber gleichzeitig Kohlendioxid in die Pflanze, wo sie für die Photosynthese gebraucht wird. Da im Blatt ständig CO2 fixiert wird, ist die Konzentration an CO2 in den Interzellularen geringer als in der Atmosphäre, so dass von außen ständig CO2 nachströmt. Der durch die Photosynthese freiwerdende Sauerstoff ist wiederum in den Interzellularen in höherer Konzentration vorhanden als in der Außenluft und strömt daher beständig nach außen.

Nachts kehrt sich der Prozess um. Die Photosynthese kommt zum Erliegen, durch die sich weiter fortsetzende Dunkelatmung der Blätter strömt CO2 nach außen und der zur Atmung benötigte Sauerstoff diffundiert in das Blatt. In der Bilanz Tag - Nacht wird allerdings mehr CO2 verbraucht als produziert. Gleichzeitig wird mehr Sauerstoff produziert als von den Pflanzen nachts verbraucht wird.

Wichtig ist es für die Pflanze, die Öffnung der Stomata so zu steuern, dass nicht zuviel Wasser durch Transpiration verloren geht und gleichzeitig genug CO2 hineinkommt, um die Photosynthese am Laufen zu halten. Daher sind die Stomata mittags bei Sonnenhöchststand und hohen Temperaturen häufig geschlossen, die Photosynthese wird kurzzeitig geringer (Mittagsdepression). Nachts sind sie dagegen häufig weit geöffnet. Um diesem Dilemma zu entgehen, haben sich bei vielen Pflanzen ausgehend von der C3-Photosynthese weitere spezielle Photosynthese-Wege (C4, CAM) entwickelt.

Im Detail;
Die O2- und CO2-Kompensationspunkte (O2 und CO2) von Pflanzen in einem geschlossenen System hängen vom Verhältnis der CO2- und O2-Konzentrationen in der Luft und in der Chloroplaste sowie von den Besonderheiten der Ribulose-Bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase (Rubisco) ab. Das photosynthetische O2 ist definiert als das atmosphärische O2-Niveau mit einem bestimmten CO2-Niveau und einer bestimmten Temperatur, bei dem der Netto-O2-Austausch gleich Null ist. In Experimenten mit C3-Pflanzen beträgt der O2-Gehalt mit 220 ppm CO2 23% O2; der O2-Gehalt steigt auf 27% bei 350 ppm CO2 und auf 35% O2 bei 700 ppm CO2. Bei O2-Werten unterhalb des O2-Wertes geht die CO2-Aufnahme und -Reduktion mit einer Netto-O2-Entwicklung einher. Bei O2-Werten oberhalb des O2-Wertes erfolgt die Netto-O2-Aufnahme mit einer reduzierten CO2-Fixierungsrate, mehr Kohlenhydrate werden durch die Photorespiration zu Produkten des oxidativen photosynthetischen C2-Kohlenstoffzyklus oxidiert, und Pflanzen werden vorzeitig senesziert. Das CO2 steigt von 50 ppm CO2 mit 21% O2 auf 220 ppm mit 100% O2. Bei einem niedrigen CO2/hohen O2-Verhältnis, das die Carboxylase-Aktivität von Rubisco hemmt, sammelt sich viel Malat an, was darauf hindeutet, dass die sauerstoffunempfindliche Phosphoenolpyruvat-Carboxylase zu einem wesentlichen Bestandteil der geringeren CO2-Fixierungsrate wird. Aufgrund des niedrigen globalen CO2-Niveaus und einer Rubisco-Spezifität, die die Carboxylase-Aktivität begünstigt, sollten relativ schnelle Veränderungen des atmosphärischen CO2-Niveaus das freizügige O2 kontrollieren, das zu langsamen Veränderungen im immensen O2-Pool führen könnte.


C02-Anstieg läßt die Erde grüner werden 

Die globale Ergrünung ist derzeit der wichtigste ökologische Trend auf der Erde.

Wenn es irgendetwas gibt, was die Kleriker der Klima-Krisen-Theologie mehr hassen als fossile Brennstoffe, dann muss es eine frohe Nachricht über CO2 sein. Wie zum Beispiel die Ergebnisse einer globalen Satellitenstudie, die im vergangenen Monat in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde.

Er berichtete, dass dank dieses "Schadstoffs" der Planet viel mehr Gemüse produziert, als die schärfsten ideologisch überlegenen, nicht fleischfressenden, weltanschaulichen Heilsbringer wirklich feiern sollten.

Wie viel mehr?

Gut entsprechend den 32 Forschern von neun Ländern, war es eine anhaltende und weitverbreitete Zunahme "des grünens über 25% bis 50% der globalen vegetierten Fläche" in den letzten 35 Jahren gewesen. Weniger als 4% der Weltbevölkerung verzeichnete einen Rückgang. Von den 85% der eisfreien Böden der Erde bedecken die grün bedeckten Gebiete durchschnittlich etwa 32% dieser Fläche.

Die zusätzlichen Blätter in einem Teppich würden die kontinentalen USA doppelt bedecken.

Falls Sie den Atem angehalten haben und sich gefragt haben, warum das so ist, dann entspannen Sie sich. . . und seien Sie dankbar. Basierend auf simulierten Ökosystemmodellen gaben die Forscher 70% dieser grünen Belohnung CO2-Düngungsvorteile an. Weitere 9% entfielen auf Stickstoffdünger und 4% auf Landverschiebungen, von denen keiner der Gründe für das zusätzliche Waldwachstum ursächlich war. Eine 2013-Studie über gemäßigte und boreale Wälder in der nördlichen Hemisphäre (ebenfalls in der Zeitschrift Nature veröffentlicht), berichtete über eine erhebliche Steigerung der Wassernutzungseffizienz in den letzten zwei Jahrzehnten, die viel größer war als von Biosphärenmodellen vorhergesagt. Dies wurde auf eine erhöhte Photosynthese auf der Ebene des Ökosystems, die Netto-Kohlenstoffaufnahme und die abnehmende Evapotranspiration (Wasserverlust) zurückgeführt.

Und hier ist der Teil, mit dem einige Autoren des letzten Berichts offensichtlich zu kämpfen hatten. Den dritthöchsten positiven Einfluss - 8% - führen sie auf den "Klimawandel" zurück. Besonders schmerzhaft muss diese Aufnahme für den Co-Autor Philippe Ciais vom Laboratorium für Klima- und Umweltwissenschaften in Frankreich gewesen sein, der auch als Autor für zuverlässig alarmierende Berichte des UN Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) fungiert hat. Ciais sagte formgerecht:"Der Trugschluss der konträren Argumentation ist zweierlei. Erstens werden die vielen negativen Aspekte des Klimawandels nicht anerkannt.

"Zweitens haben Studien gezeigt, dass sich Pflanzen an die steigende CO2-Konzentration gewöhnen und der Düngeeffekt mit der Zeit abnimmt."

Er irrt sich bei beiden Punkten.

Zum ersten „Trugschluss“ hat Judith Curry, ehemals Vorsitzende von Earth and Atmospheric Sciences am Georgia Institute of Technology, darauf hingewiesen, dass „es unzulässig ist, die Argumente der so genannten Contrarians auszublenden, reflektiert doch ihre Ablehnung des Konsens' Wertekonflikte und Bevorzugung der empirischen Beobachtungen gegenüber hypothetischen Projektionen von Klimamodellen“.

Und was die Behauptung angeht, dass der Düngungseffekt vorübergehender Natur ist: die führende Kapazität bzgl. CO2 und Pflanzenwachstum Craig Idso, Leiter des Center for the Study of Carbon Dioxide and Global Change, findet keinerlei empirische Beweise, um eine modellbasierte Behauptung zu stützen, dass die zukünftige Aufnahme von Kohlenstoff durch Pflanzen infolge steigender Temperaturen abnimmt.

Tatsächlich ist in der realen Welt genau das Gegenteil beobachtet worden. In den letzten 50 Jahren hat sich die weltweite Kohlenstoffaufnahme verdoppelt. CO2 steigert die Effizienz der Wassernutzung. Durch die verstärkte CO2-Düngung können Pflanzenblätter während der Photosynthese mehr Kohlenstoff aus der Luft gewinnen - weniger Wasser verlieren - oder beides -, wodurch Sonnenlicht und Bodennährstoffe in lebenswichtige Zucker umgewandelt werden.

In vielen Regionen der Welt wird ein wärmerer Planet zu mehr Niederschlägen und längeren Vegetationsperioden führen. Dies führt zu weit weniger Todesfällen durch Hunger und Unterkühlung im Winter.  Trotz der "Rekordhohen" atmosphärischen CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre, abgesehen von den El Nîno-Temperaturspitzen der Ozeane von 1998 und 2015, haben Satelliten in den letzten zwei Jahrzehnten keine statistisch signifikante globale Erwärmung verzeichnet.
Dennoch vollzieht sich diese "Pause" innerhalb eines fast zweihundertjährigen natürlichen Erwärmungstrends, der vor der industriellen Revolution begann, als fossile Schornsteine und Geländewagen eingeführt wurden.
Die gleichen fossilen Brennstoffe verdrängten die Verwendung von Brennholz, indem sie mehr Wälder für den Austausch von CO2 gegen Sauerstoff, auf den wir und Bambi angewiesen sind, konservierten und gleichzeitig Pflanzendünger zurückbrachten, um mehr Nahrung anzubauen.

Jesse Ausubel, Leiter des Programms für die menschliche Umwelt an der Rockefeller University, relativiert die wirkliche Geschichte:"Global Greening ist heute der wichtigste ökologische Trend auf der Erde. Die Biosphäre an Land wird von Jahr zu Jahr größer, um zwei Milliarden Tonnen oder noch mehr."

Diese Art von "Verunreinigung" verdient eine Welt der Dankbarkeit.

NOTE:  This article first appeared at:  http://www.newsmax.com/LarryBell/Boreal-CO2-Fertilizers-Nitrogen/2016/05/09/id/727838/#ixzz48BCzI44O

Übersetzt durch R. Funk
Originalarikel hier