Von Mark Mancini

Wenn das Wetter deine Stimmung ist, ist das Klima deine Persönlichkeit. Das ist eine Analogie, die einige Wissenschaftler verwenden, um den Unterschied zwischen zwei Wörtern zu erklären, die Menschen oft verwechseln.

Mit anderen Worten, Wetter existiert kurzfristig. Es ist der Zustand der Atmosphäre in einem bestimmten Bereich während eines begrenzten Zeitraums (denken Sie an Minuten, Stunden, Tage oder Wochen). Das Klima hingegen beschreibt langfristige durchschnittliche Wettertrends.

Und wenn Sie an letzterem interessiert sind, sollten Sie es besser wissen.: Unser globales Klima besteht aus kleineren regionalen Klimazonen. Brechen Sie diese auf und Sie werden lokale Variationen in fast jedem erdenklichen Maßstab finden.

Das bringt uns zum Mikroklima, einem erstaunlichen Thema mit breiten Anwendungen für Landwirtschaft, Naturschutz, Wildtiermanagement und Stadtplanung.

Size Matters

Klimazonen sind ein bisschen wie gewebte Wandteppiche. Das große Ganze ist wichtig, keine Frage. Aber auch all die scheinbar kleinen Details, die sich im größeren Ganzen befinden.

Tommaso Jucker ist Umweltwissenschaftler an der Universität Bristol. In einer E-Mail sagt Jucker, er würde den Begriff Mikroklima als „die Suite von klimatischen Bedingungen (Temperatur, Niederschlag, Feuchtigkeit, Sonnenstrahlung) definieren, die in lokalisierten Gebieten gemessen werden, typischerweise in Bodennähe und auf räumlichen Skalen, die direkt relevant sind ökologische Prozesse.“

Wir werden in einer Minute über dieses letzte Bisschen sprechen. Aber zuerst gibt es ein anderes Kriterium zu diskutieren. Nach Ansicht einiger Forscher muss sich ein Mikroklima per Definition von dem größeren Gebiet unterscheiden, das es umgibt.

Bitte geben Sie uns einige großartige Beispiele. „Das Klima in Bodennähe in einem tropischen Regenwald unterscheidet sich dramatisch vom Klima in den Baumkronen 50 Meter darüber“, sagt der Ökologe der University of Montana, Solomon Dobrowski, in einer E-Mail. „Dieser vertikale Gradient ermöglicht unter anderem die erstaunliche Artenvielfalt, die wir in den Tropen sehen.“Ebenso beobachteten Wissenschaftler, dass eine partielle Sonnenfinsternis 2015 die Lufttemperatur einer osteuropäischen Wiese dramatischer veränderte als in einem nahe gelegenen Wald. Denn Bäume spenden nicht nur Schatten, sondern ihre Blätter reflektieren auch die Sonnenstrahlung. Gleichzeitig neigen Wälder dazu, die Windgeschwindigkeit zu reduzieren.

All diese Faktoren summieren sich. Eine Überprüfung von 98 bewaldeten Orten aus dem Jahr 2019 — verteilt auf fünf Kontinente – ergab, dass Wälder im Durchschnitt 7,2 Grad Fahrenheit (4 Grad Celsius) kühler sind als die Gebiete außerhalb von ihnen.

Nun, wenn Sie die Kälte hassen, keine Sorge; Es gibt eine gemütliche Ausnahme von der Regel. Laut derselben Studie sind Wälder im Winter normalerweise 1,8 Grad Fahrenheit (1 Grad Celsius) wärmer als die äußere Umgebung. Ziemlich cool.

Das Leben eines Käfers

Wann hört ein Mikroklima auf, Mikro zu sein? Mit anderen Worten, gibt es eine maximale Größe, die wir beachten sollten, wenn wir sie diskutieren?

Hängt davon ab, wen Sie fragen. „In Bezug auf die horizontale Skala haben einige“Mikroklima“als alles definiert, was weniger als 100 Meter entfernt ist“, sagt Jucker. „Ich persönlich bin diesbezüglich weniger präskriptiv.Stattdessen sagt er, dass die „Skala, in der wir das Mikroklima messen wollen“ von den Fragen „diktiert“ werden sollte, die wir zu beantworten versuchen.

„Wenn ich wissen will, wie sich die Temperatur auf die Photosynthese eines Blattes auswirkt, sollte ich die Temperatur im Zentimetermaßstab messen“, erklärt Jucker. „Wenn ich wissen möchte, ob und wie sich die Temperatur auf die Lebensraumpräferenz eines großen, mobilen Säugetiers auswirkt, ist es wahrscheinlich relevanter, Temperaturschwankungen über mehrere Meter hinweg zu erfassen.“

Zum Beispiel haben Solitärpflanzen die Kraft, winziges Mikroklima zu erzeugen. Fragen Sie einfach Peter Blanken, Geografieprofessor an der University of Colorado in Boulder und Co-Autor des 2016 erschienenen Buches „Microclimate and Local Climate.“

„Ein einzelner Maisstängel kann durch die Verschattung und Veränderungen der Bodeneigenschaften in unmittelbarer Nähe des Stiels ein eigenes Mikroklima schaffen“, sagt Blanken per E-Mail. „Für ein Maisfeld wäre das erzeugte Mikroklima viel größer und würde sich über das gesamte Feld erstrecken“, sagt Blanken per E-Mail.

Viele Organismen leben in einigen der rauesten Mikroklimas, die man sich vorstellen kann.

Nehmen Sie Blattläuse, Spinnmilben und Blattmineninsekten. All diese Lebewesen werden von den Pflanzenblättern, von denen sie sich ernähren, in den Schatten gestellt. Und jedes Blatt hat sein eigenes Mikroklima. Beobachtungen zeigen, dass Blattläuse kühlere Blätter suchen, während diese anderen wirbellosen die wärmeren bevorzugen.

Da keines dieser Tiere seine eigene Körperwärme erzeugen kann, wirkt sich das Blattmikroklima kritisch auf ihr Wohlbefinden aus.

Der städtische Wärmeinseleffekt ist ein gutes Beispiel dafür, wie Mikroklimas funktionieren. NOAA

Mikroklima im großen Stil

Es ist kein Geheimnis, dass unser Planet auf Makroebene einige schwierige Zeiten durchmacht. Die globale Temperatur steigt; neun der 10 heißesten Jahre seit 2005. Und nach einer aktuellen Schätzung sind rund 1 Million Arten auf der ganzen Welt aufgrund menschlicher Aktivitäten vom Aussterben bedroht.“Eine der großen Fragen, die Ökologen und Umweltwissenschaftler derzeit zu beantworten versuchen, ist, wie einzelne Arten und ganze Ökosysteme auf den raschen Klimawandel und den Verlust von Lebensräumen reagieren werden“, sagt Jucker. „…Für mich ist eine Schlüsselkomponente dieser Forschung – wenn wir das Klima nicht in der richtigen Größenordnung messen und verstehen, wird es viel schwieriger, vorherzusagen, wie sich die Dinge in Zukunft ändern werden.“

Entwickler haben lange verstanden, welche Auswirkungen das kleinräumige Klima auf unser tägliches Leben hat. Städtische Wärmeinseln sind Städte mit höheren Temperaturen als benachbarte ländliche Gebiete.

Pflanzen setzen Dämpfe frei, die das lokale Klima mildern können. Aber in Städten ist natürliches Grün oft knapp. Erschwerend kommt hinzu, dass viele unserer Straßen und Gebäude die schlechte Angewohnheit haben, Wärme von der Sonne zu absorbieren oder wieder abzugeben. Fahrzeugemissionen helfen der Situation nicht gerade.Trotzdem ist es nicht so, dass Boston oder Peking thermische Monolithen sind. Manchmal variieren die dokumentierten Temperaturen innerhalb einer einzelnen Stadt um 15 bis 20 Grad Fahrenheit (8,3 bis 11,1 Grad Celsius).

Hier kommen U-Bahn-Parks und Stadtbäume ins Spiel. Sie haben schöne Kühleffekte auf nahe gelegene Nachbarschaften. „Mehrere Städte auf der ganzen Welt haben Programme entwickelt, um städtische Grünflächen zu vergrößern“, sagt Blanken. „Es wurde gezeigt, dass Baumpflanzprogramme und Gründachprogramme die Oberflächentemperaturen senken, die Luftverschmutzung verringern und den Oberflächenwasserabfluss (städtische Sturzfluten) in städtischen Gebieten verringern.“

Diese Geschichte erschien ursprünglich inHowStuffWorksund wird hier als Teil von Covering Climate Now, einer globalen journalistischen Zusammenarbeit, die die Berichterstattung über die Klimageschichte stärkt, erneut veröffentlicht.