Berlin - Derzeit ist das Wasser des Großen Müggelsees nicht einmal zehn Grad Celsius warm. Für Anfang April ist das nicht verwunderlich, bis zum Sommer ist ja noch etwas Zeit. Dabei hat sich der Berliner See schon bedenklich erwärmt, wie das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) festgestellt hat: Die Wassertemperatur im Sommer ist in den vergangenen 40 Jahren um etwa zwei Grad Celsius gestiegen. Gleichzeitig verkürzten sich die Zeitspannen, in denen der See gefroren war.

Forscher des IGB messen regelmäßig Werte wie Temperatur, Sauerstoffgehalt und Sichttiefe des Großen Müggelsees. Ebenso für den Stechlinsee in Brandenburg, der sich ebenfalls stark erwärmt hat. Die Oberflächentemperatur ist im Laufe der vergangenen 50 Jahre um 1,5 Grad Celsius gestiegen. Damit sei sie heute wieder auf dem Stand vor der Wende, als noch Kühlwasser vom Kernkraftwerk Rheinsberg eingeleitet wurde, sagt Mark Gessner, Gewässerexperte vom IGB.

Messungen über 25 Jahre

Doch Stechlinsee und Großer Müggelsee sind keine Einzelfälle, denn weltweit haben sich die Binnenseen erwärmt. Das zeigt eine neue Studie, für die mehr als 70 Klima- und Seenforscher aus 20 Ländern die Temperaturen von etwa 250 Seen gesammelt und ausgewertet haben. Zu ihnen gehören auch der Müggel- und Stechlinsee. Diese Studie begann mit der Initiative einer kleinen Gruppe von Wissenschaftlern. Daraus wurde die Global Lake Temperature Collaboration, die seit 2010 stetig wuchs. In ihrer Datenbank sind sowohl Satellitendaten aus den vergangenen 25 Jahren als auch lokale Langzeitmessungen erfasst. Satelliten erlauben den Überblick, erfassen aber nur Oberflächen größerer Gewässer. Örtliche Messungen liefern Werte für jede Art See und zum Teil auch aus der Tiefe. „Damit ist es möglich geworden, die einzelnen Beobachtungen im Zusammenhang zu sehen“, sagt Mit-Initiator John Lenters, der die Großen Seen im Mittleren Westen der USA untersucht. Für die Wissenschaftler ist die Erwärmung der Seen ein wichtiger Indikator für den Klimawandel.

Die Studie zeigt, dass die Oberflächentemperaturen der Seen im Sommer von 1985 bis 2009 um etwa ein Grad gestiegen sind. Damit haben sich die Gewässer viel schneller als die Atmosphäre erwärmt, in der eine solche Entwicklung 160 Jahre dauerte. Der Anstieg fällt auf der Nordhalbkugel überdurchschnittlich hoch aus. „Gleichzeitig weisen aber auch nahe beieinander liegende Seen große Unterschiede auf“, sagt John Lenters. So sei die Temperatur im Lake Superior in 25 Jahren um fast drei Grad Celsius, im Eriesee hingegen kaum angestiegen. Daran wirken viele Faktoren mit, die sich auch gegenseitig beeinflussen: zum Beispiel Lage, Wasserfläche und -tiefe, Gelände-, Wolken- und Windverhältnisse.

Die Untersuchung hat zudem ergeben, dass sich Seen, die im Winter regelmäßig zufrieren, insgesamt stärker erwärmt haben. Ein möglicher Grund liegt in der Verkürzung der Eissaison. Die Sonne hat mehr Zeit, das Wasser direkt aufzuheizen. Prominentes Beispiel dafür ist der Baikalsee in Sibirien. Die Winter werden dort bis zu minus 40 Grad Celsius kalt. Der See war einst bis Mai dick mit kristallklarem Eis bedeckt. Tiere und Pflanzen waren daran perfekt angepasst. Wegen der enormen Artenvielfalt ist er seit 1996 Unesco-Welterbe. Heute ist der 25 Millionen Jahre alte See über zwei Grad Celsius wärmer als noch vor 25 Jahren. Zwischen den Jahren 1869 und 2000 hat sich die eisfreie Periode um 18 Tage verlängert. Das Eis ist dünner geworden. Es schneit und regnet mehr.

Das hat Folgen für das Ökosystem, wie Untersuchungen zeigen. Die Baikalrobbe, als Süßwasserrobbe einzigartig, bringt ihre Jungen in Schneehöhlen auf dem Eis zur Welt. Fällt mehr Regen als Schnee, fallen die Jungen öfter räuberischen Krähen zum Opfer. Außerdem blühen im Frühjahr an der Unterseite klarer Eisflächen große Kieselalgen. Taut das Eis Wochen früher, kommt es nicht zur Blüte. Damit ist die Nahrungskette des Sees massiv bedroht.

Das Wasser der Seen wird aber nicht nur wärmer, sondern es gelangt auch weniger Sauerstoff hinein. Denn in Gewässern bilden sich sommers wie winters getrennte Schichten unterschiedlicher Temperatur, zwischen denen kaum Austausch stattfindet. Wasser hat die größte Dichte bei vier Grad Celsius, daher liegt diese Schicht am tiefsten. Im Sommer ist die wärmste Lage oben, bei Frost die Eisdecke. Temperaturwechsel im Frühjahr und Herbst lösen die Schichten auf und der Wind mischt den See durch. Dabei wird Sauerstoff in die Tiefe transportiert. Mit der Erwärmung verlängern sich aber die Perioden der getrennten Schichtung.

Mehr Algenblüten

„Bei Sauerstoffmangel werden dann im Müggelsee verstärkt Nährstoffe aus dem Bodensediment frei, was einer internen Düngung des Sees entspricht“, sagt Rita Adrian, Leiterin der Abteilung Ökosystemforschung am IGB. Das fördere Algenblüten. „Der Klimawandel kann zunichte machen, was hier in den vergangenen 30 Jahren durch den Ausbau von Kläranlagen, verringerten Düngereinsatz und phosphatfreie Waschmittel erreicht wurde.“ Im tiefen, klaren Stechlinsee lägen die Nährstoffwerte sehr viel niedriger, sagt Mark Gessner. „Bei fortschreitendem Klimawandel erwarten wir aber nach 2050 eine Änderung der Durchmischung. Kälte liebende Arten wären besonders betroffen.“

Nach Einschätzung der Global Lake Temperature Collaboration sind bei einigen Seen der Erde bereits Schwellenwerte erreicht, die die Artenzusammensetzung unumkehrbar ändern können. Mit den Temperaturen werden Algenblüten wahrscheinlicher, Methanemissionen können zunehmen, Seen versauern. Sinkende Wasserspiegel können Folgen für Trinkwasserversorgung und Wirtschaft haben. Auf den Great Lakes in den USA führten sie zeitweise zu Einbußen im Frachtverkehr, wenn die Fahrrinnen nicht mehr tief genug waren.

In der Baikalregion rechnen Wissenschaftler bis 2100 mit einer Erwärmung des Sees im Winter um bis zu sechs Grad Celsius gegenüber der Zeit von 1980 bis 1999. Das Eis verschwindet nicht, aber die großen heimischen Algen könnten kleineren Arten weichen. Ebenso könnten Fischarten verringert, Fischerei und Erholung am See beeinträchtigt werden. Für das Gebiet des Müggelsees sagt ein Modell von Rita Adrian eine Erwärmung um etwa 3,5 Grad Celsius und eine drastische Zunahme eisfreier Winter bis zum Jahr 2100 voraus. Das käme einem Umzug des Sees nach Norditalien gleich.

Auf der Pariser Klimakonferenz im Dezember 2015 einigten sich Regierungen darauf, die Temperaturerhöhung global auf unter zwei Grad zu begrenzen. Wenn das rasch gelingt, fallen die Zukunftsszenarien für Seen günstiger aus.