Niederschlag

Unterschiedlichen Vorzeichen und gewisse Unsicherheiten

Wir Menschen verändern in stark steigendem Maße die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, die Oberflächenbeschaffenheit der Erde (‚land-use change‘) und die Biosphäre. Dadurch verändert sich nicht nur die Lufttemperatur,  sondern auch die großräumige Zirkulation, die Häufigkeit bestimmter Wetterlagen, der atmosphärische Wassergehalt und schließlich der Niederschlag.  Klimaprojektionen für die Zukunft zeigen im Falle des Niederschlages ein, gegenüber der Temperatur, sehr differenziertes Bild von Veränderungen und eine deutlich stärkere Streuung der Ergebnisse.

Globale Klimamodelle sind derzeit das beste Mittel um zukünftige Niederschlagsentwicklungen auf großräumiger (globaler, kontinentaler) Skala zu bestimmen. Diese Modelle werden unter anderem durch veränderte atmosphärische Treibhausgaskonzentrationen angetrieben (z.B. Emissionen von anthropogenen Treibhausgasen) Bei der Berechnung von künftigen Klimaentwicklungen stützt man sich (ähnlich wie bei der Wettervorhersage) auf unterschiedliche Modelle  (sogenannte Ensembles). Ensembles helfen Aussagen über wahrscheinlichste Zustände und Streubereiche anzugeben, die helfen Ergebnisse statistisch sinnvoll zu bewerten. Bei der Berechnung künftiger Niederschlagsverteilungen zeigen sich deutlich größere Streubereiche der Ensembles als bei der Temperatur.

Globale Trends

Aus den Ergebnissen der Klimasimulationen (Multi-Modell Ensembles), die im Rahmen des letzten IPCC Sachstandberichtes (IPCC 2013) gerechnet wurden,  lässt sich eine Zunahme der globalen jährlichen Niederschlagssumme erkennen. Da der globale Wasserkreislauf im langjährigen Mittel eine ausgeglichene Bilanz aufweisen muss, bedeutet diese Zunahme eine Verstärkung bzw. Beschleunigung des globalen hydrologischen Zyklus. Der Hauptgrund dafür dürfte im ansteigendem Vermögen der wärmeren Atmosphäre liegen Wasserdampf aufzunehmen. Dabei zeigt sich aber, dass nicht alle Niederschlagsereignisse gleichmäßig an Intensität zunehmen sondern, es deutet sich eine Tendenz zu erhöhten Intensitätszunahmen bei starken Niederschlagsereignissen an.

Globale Muster der Niederschlagsänderung

Der Gesamtniederschlag auf der Erde wird im wärmeren Klima tendentiell zunehmen (Abbildung 1). Dabei zeigen sich erhebliche Unterschiede zwischen verschiedenen Weltregionen und zwischen den zwei betrachteten, künftigen Entwicklungspfaden der Menschheit. Abgesehen davon zeigen die Ergebnisse in manchen geographischen Regionen ein höheres Maß an Sicherheit hinsichtlich der Änderungen als in anderen.

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Abb. 1: Änderung der mittleren Niederschlagsverteilung (in %) um den Globus zwischen den Perioden (2081-2100) und (1986-2005). In schraffiert dargestellten Regionen sind die gezeigten Veränderungen klein gegenüber den natürlichen Schwankungen der Niederschlagsverteilungen. Regionen in denen das Signal groß gegenüber der natürlichen Variabilität ist und in denen die Ensembles ein signifikantes Ergebnis hinsichtlich der Veränderung (Zu- oder Ab-nahmen) liefern, sind mit Punkten gekennzeichnet. Ergebnisse im linken Bild basieren auf RCP2.6 (einem Entwicklungspfad der Menschheit mit relativ geringen Auswirkungen auf das Klimasystem) und im rechten Bild auf RCP8.5 (eine ‚business as usual‘ Entwicklung der Menschheit; d.h. ein Fortschreiben der bisherigen Entwicklung).

Die Muster der, von den beiden zukünftigen Entwicklungspfaden der Menschheit getriebenen, Veränderungen in den globalen Niederschlagsfeldern (Abbildung 1) teilen viele systemrelevante Eigenschaften. Etwa die Zunahmen der jährlichen Summen in hohen Breiten und um den Äquator, wobei das Signal in den hohen nördlichen Breiten stärker ist als das auf der südlichen Halbkugel und die Zunahme im Pazifik deutlicher ausgeprägt ist als die im Atlantik und im Indischen Ozean. Diese Regionen zeichnen sich, gegenüber vielen anderen, auch durch eine hohe Übereinstimmung der Klimasimulationen innerhalb der Ensembles, und damit durch ein erhöhtes Maß an Sicherheit, aus. Das ‚business as usual‘ Scenario zeigt in hohen nördlichen Bereiten und im Pazifik um den Äquator Zunahmen in den mittleren jährlichen Summen von etwa 40%-50%.  Abgesehen davon deuten sich auch markante Rückgange der jährlichen Niederschlagsummen über den Mittelmeerraum, der Karibik und über den subtropischen Ozeanen westlich der Kontinente an (bis zu -20%-30%).

Die räumlichen Muster der Niederschlagsverteilungen werden vorwiegend von der Lage der Hoch- und Tiefdruckgebiete gesteuert. Es ist wahrscheinlich, dass sich mit deren Veränderung auch künftige Zugbahnen von Tiefdruckgebieten weiter polwärts verlagern (wie es bereits in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts beobachtet warden konnte.

Extreme auf globaler Skala

Bisher deuten viele wissenschaftliche Arbeiten darauf hin, dass großflächige Starkniederschläge häufiger auftreten werden als bisher, während schwache und mittlere tendenziell seltener werden sollten. Betrachtet man den gesamten Jahreszyklus beziehen sich diese Aussagen vor allem auf die Subtropen und hohe nördliche Bereiten. Liegt der Fokus auf dem Winterhalbjahr kommen die mittleren Breiten hinzu.

 

Literatur:

IPCC Fifth Assessment Report: Climate Change 2013. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (2013): Stocker, T.F., Qin, D., Plattner, G.-K., Tignor, M., Allen, S.K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex V., Midgley, P.M. (eds.), Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp, doi:10.1017/CBO9781107415324 

 IPCC, 2011: Summary for Policymakers. In: Intergovernmental Panel on Climate Change Special Report on Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation [Field, C. B., Barros, V., Stocker, T.F., Qin, D., Dokken, D., Ebi, K.L., Mastrandrea, M. D., Mach, K. J., Plattner, G.-K., Allen, S. K., Tignor, M. and P. M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA

 

IPCC (Hg.) (2007): Climate change 2007. The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, New York: Cambridge University Press, 996 Seiten

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