Klimarekonstruktion mit Jahrringen – Verlängerung

Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist eine Klimarekonstruktion mit besonderem Augenmerk auf die Temperatur. Für die Analyse werden dendroklimatologische Methoden angewandt. In einem vorhergehenden Projekt wurde eine 3.500jährige Fichten-Lärchen-Chronologie für Jahrringbreite und -dichte erarbeitet. Die Proben dafür stammen vom Schwarzen See am Dachstein in den nördlichen Alpen Österreichs. Mit diesen Jahrringbreiten- und Dichtechronologien wurden dendroklimatologische Analysen durchgeführt. Das geplante Projekt ist eine Weiterführung und Vertiefung dieser Untersuchungen, weil die Analyse stabiler Kohlenstoffisotope zum Vergleich, zur Verifizierung und zur Ausweitung der bereits erzielten Ergebnisse genutzt werden kann. Isotopenmessungen haben mehrere Vorteile, die im geplanten Projekt signifikant sein können. Ihre Anwendung bietet die Möglichkeit, das in der Chronologie vorhandene niederfrequente Klimasignal zu erhalten, weil Isotopen- Zeitreihen - anders als Jahrring- und Dichteserien - keine Standardisierung benötigen. Außerdem wird bei Isotopenuntersuchungen der repräsentative Durchschnitt durch eine wesentlich kleinere Probenanzahl erreicht. Daher wird erwartet, dass die Probleme, die in der vorhergehenden Untersuchung durch die limitierte Anzahl an Proben zu Beginn der Chronologie aufgetreten sind, hier keine Rolle spielen. Im Zuge der Isotopenanalyse kann auch der anthropogene Einfluss auf die atmosphärische Zusammensetzung korrigiert werden, was bei Jahrringbreiten- oder Dichteuntersuchungen nicht möglich ist. Die Ergebnisse früherer Untersuchungen geben eindeutig zu erkennen, dass bei Bäumen aus dem Alpenraum ein starker Zusammenhang zwischen Temperatur, Niederschlag und Luftfeuchtigkeit einerseits und dem Kohlenstoffisotopengehalt in den Jahrringen andererseits herrscht. Diese Studien belegen auch, dass die Korrelation mit der Temperatur von der Seehöhe der Standorte unabhängig ist. Auch Bäume, die nicht direkt an der Waldgrenze, sondern in tieferen Lagen wachsen zeigen also ein starkes klimatisches Signal. Durch die Isotopenmessungen während des geplanten Projekts werden auch neue, zusätzliche Informationen generiert. Die gleichzeitige Analyse von Jahrringbreite, Dichte und Isotopenzusammensetzung derselben Chronologie bietet die Möglichkeit präziserer Klimarekonstruktionen mit höheren Korrelationen für eine größere Anzahl an Klimaparametern und für eine längere Zeitspanne innerhalb der Vegetationsperiode. Einige Faktoren sprechen dafür, die beschriebene Chronologie für weitere dendroklimatologische Untersuchungen, v. a. für Temperaturrekonstruktionen, heranzuziehen. Die Proben stammen alle von einem Standort in einer Bergregion und trotz vergleichsweise niedriger Seehöhe fast an der Baumgrenze, der von kalter Witterung und hoher Schneedecke charakterisiert ist. Weitere Vorteile sind die instrumentellen Wetteraufzeichnungen für die Region, die bis ins 18. Jahrhundert zurückgehen und die 3.500 Jahre umfassende Chronologie.

Ziel des Projektes war die Rekonstruktion der früheren Temperatur in der Region des Dachsteins. Die Basis hierfür stammt aus Jahrringen von Bäumen, die aus dem Schwarzer See am Dachstein geborgen wurden. Da die klimatischen Bedingungen sich von Jahr zu Jahr ändern, variieren auch die Jahrringbreiten. Dies ist der Hintergrund um Jahrtausende lange Chronologie aufbauen zu können. Die jährliche Auflösung macht diese Chronologie sehr wertvoll für Paläo-Umwelt-Fragen.In der Dendroklimatologie werden verschiedenste Jahrringbreiten-Parameter verwendet. Dieses Projekt stützte sich auf die stabilen Kohlenstoffisotope im Holz. Der Anteil dieser stabilen Isotope hängt vor allem von den Witterungsbedingungen während der Vegetationsperiode ab. Im Gebirge spielt hier vor allem die Temperatur (vor allem im Sommer) eine Rolle. Bei großer Wärme bleiben die Spaltöffnungen (Stomata) der Blätter geschlossen damit kein CO2 eindringen kann. Unter diesen Umständen ist der Anteil an schwerem Kohlenstoff höher. Ist es jedoch kühler und die Stomata sind offen, werden vorwiegend leichte Isotope für die Holzbildung genutzt. So können die Temperaturänderungen in den Kohlenstoff-Isotopen-Werten nachvollzogen werden.In diesem Projekt wurden die Kohlenstoff-Isotopen-Verhältnisse für jeden einzelnen Jahrring gemessen. Diese Chronologie wurde mit dem Klima verglichen. Dieser Zusammenhang im Sinne einer linearen Regression zwischen der Temperatur und der Kohlenstoff-Isotopie wurde genutzt um die Temperatur vor dem Messbeginn der meteorologischen Stationen abzuschätzen. In diesem Fall reicht die Chronologie von 150 bis 2000 AD. Die Rekonstruktion der vergangenen Temperaturänderungen ist wichtig für das Verständnis der heutigen Klimaänderungen. Es ermöglicht auch die Vorhersage zukünftiger Klimavariabilität als wichtige Grundlage für die Planung von Naturschutz als auch wirtschaftlicher Prozesse - regional als auch global.