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Klima El Niño und La Niña |
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Klima El Niño und La Niña |
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| La Niñas ferne Auswirkungen in Ostafrika |
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Dürren und Überschwemmungen sind ferngesteuerte Klimaeffekte
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Analyse von Ablagerungen im Challa-Kratersee am Fuss des Kilimandscharo
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Klimaschwankungen in Ostafrika folgen seit 20 000 Jahren einem Muster, das offenbar eine Fernwirkung des als El Niño/La Niña bekannten El Niño-Southern Oscillation (ENSO) ist. Während der La Niña-Kaltphase gibt es geringen Niederschlag und stärkeren Wind in Ostafrika, wohingegen die El Niño-Warmphase zu Schwachwindlagen mit häufigem Regen führt. Während der kältesten Phase der letzten Eiszeit vor etwa 18 000 bis 21 000 Jahren war zudem das Klima Ostafrikas vergleichsweise stabil und trocken. Dieses Ergebnis stellt eine internationale Gruppe von Forschern aus Potsdam, der Schweiz, den Vereinigten Staaten, den Niederlanden und Belgien in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Science" vor (Vol. 333, No.6043, 05.08.2011).und der Jetstream das globale Wettergeschehen ganz wesentlich.
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| Wie die im Wissenschaftsmagazin Nature Geoscience (06.05.2012) veröffentlichte Studie zeigt, ereignete sich diese Klimaänderung zu Beginn der vorrömischen Eisenzeit und zeigt, dass vor allem sogenannte Grand Minima der Sonnenaktivität sich über die atmosphärische Zirkulation auf das Wettergeschehen in Westeuropa auswirken können. Eines dieser großen Minima der Sonnenaktivität, das Homerische Minimum, führte vor etwa 2800 Jahren innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums von nur einem Jahrzehnt zu einer deutlichen Klimaabkühung |
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ENSO mit seiner Warmphase (El Niño) und seiner Kaltphase (La Niña) ist eigentlich als Klimaphänomen des Pazifik bekannt. Dass es sich hier um ein Phänomen handelt, welches das Klima weltweit beeinflusst, zeigt die Studie am Beispiel der Klimaschwankungen im Osten Afrikas. Die Sedimente im Challa-See im Südosten Kenias, am Fuss des Kilimandscharo, dienen als Klimaarchiv. Hier gezogene Bohrkerne zeigen ein Streifenmuster, in dessen einzelnen Lagen sich Informationen über das Klima verbergen. "Je nach Klima schwankt die Dicke dieser Schichten zwischen 0,08 und 7 Millimetern", führt Christian Wolff (GeoForschungsZentrum GFZ und Universität Potsdam) aus. "Ein Vergleich mit Messungen der Temperaturen im tropischen Pazifik über die letzten 150 Jahre zeigt einen engen Zusammenhang zwischen ENSO-Zyklen und den Rhythmen der Dürren und Überschwemmungen in Ostafrika."
Hier überlagern sich nämlich zwei Klima-Muster. Den grundlegenden Rhythmus geben die jährlichen Regenzeiten vor, die mit der so genannten Innertropischen Konvergenzzone verbunden sind. Darunter versteht man das Wolkenband in Äquatornähe, das sich durch Sonneneinstrahlung und starke Verdunstung bildet. Mit dem Sonnenhöchststand im Juni auf der Nord- und im Dezember auf der Südhalbkugel wandert dieses Wolkenband und der damit verbundene Regen nord- und südwärts. Überlagert wird dieses saisonale Phänomen offenbar durch das ENSO-Phänomen.
Die Länge des gezogenen Bohrkerns erlaubte eine Rückverfolgung der Klimavariationen bis in die letzte Eiszeit. Biogeochemische Proxydaten und sorgfältige seismologische Erkundung der Sedimentlagen brachten eine sehr gute Übereinstimmung mit den Dicken der einzelnen Schichten. So ergab sich, dass auch im letzten Glazial, als die Welt global etwa 5 Grad kälter war und die Tropen aufgrund der geringeren Temperatur über weniger Energie im System verfügten, das ENSO-Phänomen als überlagertes Muster zu sehen war, wenngleich abgeschwächt. Im Vergleich dazu sind die letzten 3'000 Jahre wärmer und wechselhafter, mit starken Trocken- und Dürreperioden, wie in diesem Jahr, und massiven Regenperioden, die dann häufig zu Überschwemmungen führen. Klimamodelle zeigen, dass sich dieser Trend hin zu extremeren Trocken- und Feuchtphasen in einer sich erwärmenden Welt weiter erhöht.
Die Untersuchung wurde gefördert durch die DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft, die ESF European Science Foundation und die US National Science Foundation NSF.
Originalartikel
Christian Wolff et al.: "Reduced Interannual Rainfall Variability in East Africa During the Last Ice Age", Science, Vol. 333, No.6043
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| Quelle: Text
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Helmholtz-Zentrum Potsdam, August 2011 |
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Starke regionale Klimaschwankungen in den Tropen
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Klimaschwankungen in der Nähe des Äquators weisen ein deutlich anderes Muster auf als die Klimaänderungen in Arktis und Antarktis. Es lassen sich in den Tropen deutliche 11500-jährige Schwankungen zwischen Feucht- und Trockenphasen identifizieren, die ein anderes Muster als die Temperatur-Rekonstruktionen aus den polaren Eiskernen zeigen. Die Untersuchungen des Klimas der vergangenen 25 000 Jahre im tropischen Afrika zeigen, dass Trockenphasen bei niedrigerer Solarstrahlung im März und September herrschten, was die folgende Regenzeit schwächer ausfallen liess. Dieses unterstreicht die Bedeutung hydrologischer Veränderungen im regionalen Klimawandel, formuliert ein europäisches Konsortium von Geowissenschaftlern unter Leitung von Prof. Dirk Verschuren (Univ. Gent, Belgien) in der heutigen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature (Vol. 462, 7273).
Die Ursachen für die Feuchtigkeitsänderungen sind jahreszeitliche Effekte zyklischer Veränderungen der Erdumlaufbahn um die Sonne, die wiederum die auf der Erde ankommende Solarstrahlung bestimmt. Den grundlegenden Rhythmus geben die jährlichen Regenzeiten vor, die mit der so genannten Innertropischen Konvergenzzone verbunden sind. Darunter versteht man das Wolkenband in Äquatornähe, welches aus Gewittern besteht, die sich durch Sonneneinstrahlung und starke Verdunstung bilden. Mit dem Sonnenhöchststand im Juni auf der Nord- und im Januar auf der Südhalbkugel wandert dieses Wolkenband nord- und südwärts.
Wie spiegelt sich die langfristige Veränderung der Solarstrahlung in diesen Rhythmen wider? Um diese Frage zu bearbeiten, untersuchte die europäische Forschergruppe das Regionalklima Ostafrikas.
"Bisher gab es kaum Daten über Klimawandel in den Tropen. Änderungen der Temperatur spielen dort im Gegensatz zu hydrologischen Änderungen keine grosse Rolle," beschreibt Achim Brauer vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ die Fragestellung. Seine Arbeitsgruppe analysierte die Ablagerungen im Challa-See, einem Kratersee am östlichen Fuss des Kilimandscharo. Die GFZ-Wissenschaftler zogen erstmalig in dieser Region feingeschichtete Bohrkerne aus dem Seeboden, die 21 Meter tief reichen. "Damit deckt dieser Sedimentkern die letzten 25000 Jahre ab," erklärt Achim Brauer. "Detaillierte mikroskopische und geochemische Untersuchungen der einzelnen Sedimentlagen liefern Klimainformationen auf einer sehr genauen Zeitskala." Dieses weltweit bisher einzige lange Sedimentprofil feingeschichteter Seeablagerungen in den Tropen wird durch hochauflösende geophysikalische Daten ergänzt..
Als Resultat wurde festgestellt, dass die Schwankungen in der Sonneneinstrahlung genau dem zeitlichen Muster der Änderung der Erdumlaufbahn folgen, die sich wiederum in Klimazyklen niederschlagen. Der Feuchtetransport nach Ostafrika durch die Passatwinde aus dem Indischen Ozean war stärker, wenn die Einstrahlung und folglich das Aufsteigen der Luft am Äquator zunahm. Umgekehrt schwächte sich dieser Feuchtetransport ab, wenn die geringere Einstrahlung zu schwächerem Luftaufstieg und nachfolgend zu schwächerem Passat führte. Das Verständnis tropischer Klimavariabilität und speziell der Lageveränderungen der innertropischen Konvergenzzone ist von besonderer Bedeutung, weil damit die Zusammenhänge zwischen Temperatur und Niederschlag in tropischen Breiten besser entschlüsselt werden können.
Die Untersuchung wurde im Rahmen des ESF-EuroCORES Programms EuroCLIMATE gefördert, mit nationaler Förderung durch die DFG, FWO Flandern, NWO und NERI.
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| Quelle:
Text Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Helmholtz-Zentrum Potsdam, Dezember 2009 |
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