Der Amazonas-Regenwald ist für die Ökosysteme der Erde von entscheidender Bedeutung, da er in seiner Vegetation erhebliche Mengen an Kohlenstoff speichert. Im Jahr 2023 kam es in der Region zu außergewöhnlich hohen Temperaturen, die 1,5 °C über dem Durchschnitt der Jahre 1991–2020 lagen. Begleitet wurden diese Temperaturen von einer ungewöhnlich trockenen Atmosphäre in den Monaten von September bis November.
Verantwortlich hierfür waren wärmere Wassertemperaturen im Atlantik und Pazifik, wodurch weniger Feuchtigkeit vom Atlantik nach Südamerika gelangte und in der zweiten Jahreshälfte eine starke Dürre folgte. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Santiago Botia vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie untersuchte, wie sich diese extremen Bedingungen auf die Fähigkeit des Amazonas-Regenwaldes auswirkten, Kohlenstoff aufzunehmen und zu speichern.
Um den Kohlenstoffkreislauf des Regenwaldes zu analysieren, kombinierten die Forscherinnen und Forscher mehrere sich ergänzende Datenströme: verschiedene CO₂-Messverfahren am lokalen Amazon Tall Tower Observatory (ATTO), Satelliten- Fernerkundungsdaten zu Status und Aktivität der Vegetation sowie Computersimulationen mit Vegetationsmodellen. „Wir haben berechnet, dass der Amazonas im Jahr 2023 zu einer Quelle von Kohlenstoffemissionen wurde. Er hat zwischen 10 und 170 Millionen Tonnen Kohlenstoff freigesetzt, statt ihn zu absorbieren“, sagt der Gruppenleiter Dr. Botia.
Heiße und trockene Bedingungen führen oft zu vermehrten Waldbränden, wodurch wiederum Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt wird. Basierend auf der Analyse von Feuerinventuren, die aus Fernerkundungsdaten abgeleitet wurden, lag das Auftreten von Waldbränden jedoch im normalen Bereich der letzten zwei Jahrzehnte (2003–2023).
„Wir führen die anomale Freisetzung des Kohlenstoffs im Jahr 2023 daher hauptsächlich auf seine schwächere Aufnahme durch die Vegetation zurück, und nicht auf erhöhte Verluste durch Waldbrände“, sagt Professor Susan Trumbore, ATTO-Projektleiterin auf deutscher Seite.
Wichtig ist, dass die Vegetation von Januar bis April mehr Kohlenstoff als üblich aufnahm, was den gesamten Kohlenstoffverlust bis zum Jahresende abschwächte. Die Forschenden fanden einen Wechsel von der Kohlenstoff-Senke zur -Quelle ab Mai, mit einem Höhepunkt im Oktober, verursacht durch die hohen Temperaturen und die niedrige Luftfeuchtigkeit. Zu diesem Zeitpunkt begann der Regenwald also, mehr Kohlenstoff freizusetzen als aufzunehmen. Die Ergebnisse des Teams deuten darauf hin, dass die verringerte Kohlenstoffaufnahme des Amazonas 30 Prozent der Netto-Kohlenstoffquelle aller tropischen Gebiete im Jahr 2023 ausmachte.
Die Station des Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) befindet sich nördlich von Manaus an einem natürlich erhaltenen Standort im brasilianischen Amazonasbecken. Als eine der wenigen Messstationen in der Region, die In-situ-Daten zum Kohlenstoffkreislauf liefert, dient sie als wichtiger Maßstab für großskalige Satelitten-Daten. „Durch die vielfältigen Messungen an ATTO können wir wesentlich besser verstehen, wie Regenwälder und angrenzende Regionen auf Klimaextreme reagieren“, sagt Botia, „sie vermitteln uns eine Vorstellung davon, wie der Regenwald auf die anhaltende Erwärmung in der Zukunft reagieren könnte.“ Die Messungen und Auswertungen der Folgejahr nach 2023 werden daher mit Spannung erwartet.