Contributions of nitrogen deposition and forest regrowth to terrestrial carbon uptake

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The amount of reactive nitrogen deposited on land has doubled globally and become at least five-times higher in Europe, Eastern United States, and South East Asia since 1860 mostly because of increases in fertilizer production and fossil fuel burning. Because vegetation growth in the Northern Hemisphere is typically nitrogen-limited, increased nitrogen deposition could have an attenuating effect on rising atmospheric CO₂by stimulating the vegetation productivity and accumulation of carbon in biomass.</p> <p>Results</p> <p>This study shows that elevated nitrogen deposition would not significantly enhance land carbon uptake unless we consider its effects on re-growing forests. Our results suggest that nitrogen enriched land ecosystems sequestered 0.62–2.33 PgC in the 1980s and 0.75–2.21 PgC in the 1990s depending on the proportion and age of re-growing forests. During these two decades land ecosystems are estimated to have absorbed 13–41% of carbon emitted by fossil fuel burning.</p> <p>Conclusion</p> <p>Although land ecosystems and especially forests with lifted nitrogen limitations have the potential to decelerate the rise of CO₂concentrations in the atmosphere, the effect is only significant over a limited period of time. The carbon uptake associated with forest re-growth and amplified by high nitrogen deposition will decrease as soon as the forests reach maturity. Therefore, assessments relying on carbon stored on land from enhanced atmospheric nitrogen deposition to balance fossil fuel emissions may be inaccurate.</p

Klimauntersuchung für die Metropolregion Hamburg zur Entwicklung verschiedener meteorologischer Parameter bis zum Jahr 2050

Die vorliegende Untersuchung wurde in Zusammenarbeit mit der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt der Freien und Hansestadt Hamburg auf Grundlage der zwischen dem Land Hamburg und dem Deutschen Wetterdienst abgeschlossenen Verwaltungsvereinbarung erstellt. Das Klima und seine zukünftige Entwicklung sind in den letzten Jahren für die Gestaltung eines weiterhin lebenswerten Umfeldes und vor allem auch in Hinsicht eines vorbeugenden Katastrophenschutzes zu einem nachhaltigen Thema geworden. Die Stadt Hamburg hat sich den damit verbundenen Herausforderungen gestellt und der Deutsche Wetterdienst unterstützt sie dabei mit diesem Bericht. Mit dem Regionalklimamodell COSMO-CLM erfolgten Simulationen für die Stadt Hamburg und seine Umgebung bis zum Jahr 2050. Dabei wurden individuelle Stadtstrukturen in das Modell eingepflegt. Die klimatologischen Auswertungen basieren auf einem Rechengitter von 2,8 km Seitenlänge. In zusätzlichen Episodenrechnungen, die einen besonderen Witterungscharakter berücksichtigen, wurde die Gitterweite auf ca. 140 m verfeinert. Historisch hat sich in Hamburg das Jahresmittel der Lufttemperatur in den letzten gut hundert Jahren um mehr als 1 Grad erhöht und die Erwärmung wird nach den vorliegenden Simulationen weiter fortschreiten. Mit bis zu 1,2 Grad bis 2050 wird besonders im Herbst eine deutliche Temperaturzunahme erwartet, im Sommer fällt der Anstieg mit bis 0,6 Grad moderater aus. Die Anzahl der Sommertage, der heißen Tage und die der Tropennächte nehmen zu. Umwidmungen von städtischen Freiflächen in versiegelte Flächen können in trockenheißen Sommermonaten zusätzlich zu einem deutlichen Temperaturanstieg führen. Die Aufforstung von Gras- zu Waldflächen lässt die Lufttemperatur in den Sommermonaten unabhängig von den Witterungsbedingungen moderat abnehmen. In den vergangenen Jahren war vor allem im Winter und im Frühjahr eine Niederschlagszunahme festzustellen. Im Winter setzt sich der Trend fort. Das späte Frühjahr als auch der Herbst werden nach den Modellberechnungen künftig regenreicher. Auch die Anzahl der Starkregentage steigt an. Die Globalstrahlung (Summe aus direkter und diffuser Sonneneinstrahlung am Boden) hat in den letzten Jahrzehnten vergleichsweise ein hohes Niveau erreicht. Nach den Modellläufen zeigen das Frühjahr, der Sommer und auch der Herbst eine eher abnehmende Tendenz für die Zukunft. Hinsichtlich der mittleren Windverhältnisse werden sich im Bereich Hamburg kaum Änderungen ergeben. Die Anzahl der Stunden mit Starkwinden über der Deutschen Bucht aus dem für Sturmfluten in Hamburg wichtigen Richtungssektor Nordwest nimmt in der Zeit vom Oktober bis März im Mittel leicht ab, wobei im November eine steigende Häufigkeit der Starkwinde besonders im Küstenbereich möglich ist. Hamburg wird sich weiterhin auf in Andauer und Intensität zunehmende Hitzeperioden sowie schadenintensive Starkregenfälle einstellen und die Auswirkungen in stadtplanerischer Hinsicht berücksichtigen müssen

Towards urban parametrization in COSMO-CLM: comparison between different approaches

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