Der südasiatische Monsun, auch bekannt als Indischer Sommermonsun (ISM), ist entscheidend für die Ernährungssicherheit und das sozioökonomische Wohlergehen von 40 % der Weltbevölkerung. Aus historischer Sicht sind die Schwankungen der Monsunregenfälle mit dem Aufstieg und Fall der Zivilisationen auf dem indischen Subkontinent verbunden. Heute sind Forscher zunehmend besorgt, dass die globale Erwärmung die Stabilität des Monsunsystems bedrohen könnte, aber genaue Vorhersagen werden durch den Mangel an langfristigen Klimadaten auf dem indischen Subkontinent erschwert.
Eine neue Studie eines Forscherteams des Max-Planck-Instituts für die Erforschung der Menschheitsgeschichte, der Universität Kiel und des Alfred-Wegener-Instituts des Helmholtz-Zentrums für Polar- und Meeresforschung, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, versucht, die Klimavorhersagen zu verbessern, indem sie die Veränderungen der Niederschläge des Indischen Sommermonsuns während der letzten 130.000 Jahre rekonstruiert.
Die Studie berichtet zum ersten Mal, dass der Indische Sommermonsun während der letzten Zwischeneiszeit durch anhaltend hohe Meeresoberflächentemperaturen im äquatorialen und tropischen Indischen Ozean geschwächt wurde, was darauf hindeutet, dass der heutige Anstieg der Meerestemperaturen Dürreperioden in Südasien verstärken könnte.
Sedimentäre Biomarker in Paläoklimaarchiven: ein Fenster in die Vergangenheit
Die Sonneneinstrahlung wird häufig als wichtigster Einflussfaktor für die Intensität des indischen Sommermonsuns angesehen, da eine erhöhte Sonneneinstrahlung die Luftfeuchtigkeit, die Windzirkulation und letztlich die Niederschläge erhöht. Höhere Sonneneinstrahlung während des letzten Interglazials sollte daher zu einer erhöhten Monsunintensität geführt haben, aber dieser Effekt wurde nie anhand von Paläo-Proxydaten überprüft.
Um die Niederschläge des Indischen Sommermonsuns in der Vergangenheit zu rekonstruieren, analysierten die Forscher einen 10 Meter langen marinen Sedimentkern aus dem nördlichen Golf von Bengalen, etwa 200 km südlich der Mündung der Flüsse Ganges, Brahmaputra und Meghna. Durch die Analyse der stabilen Wasserstoff- und Kohlenstoffisotope in Blattwachs-Biomarkern, die im Sediment konserviert wurden, konnten die Forscher die Veränderungen der Niederschläge während der letzten beiden wärmeren Klimazustände der Erde verfolgen: Das letzte Interglazial, das vor 130.000-115.000 Jahren stattfand, und die aktuelle Warmzeit, das Holozän, das vor 11.600 Jahren begann.
Obwohl die Sonneneinstrahlung während des letzten Interglazials höher war, ergab die Isotopenanalyse von Blattwachs-Biomarkern, dass der Indische Sommermonsun tatsächlich weniger intensiv war als im Holozän. “Dieser unerwartete Befund steht nicht nur im Gegensatz zu den Simulationen von Paläoklimamodellen”, sagt die Hauptautorin Dr. Yiming Wang, Paläoklimatologin am Max-Planck-Institut für die Erforschung der Menschheitsgeschichte, “sondern stellt auch die gängige Annahme in Frage, dass die Sonneneinstrahlung der wichtigste Faktor für die Variabilität des Monsuns in einem warmen Klima ist.”
Die Meeresoberflächentemperatur spielt eine dominante Rolle
Um den Hauptfaktor für die Niederschläge des Monsuns in warmen Klimazonen zu ermitteln, verglichen die Forscher verfügbare Rekonstruktionen vergangener Meeresoberflächentemperaturen aus dem Indischen Ozean und stellten fest, dass die äquatorialen und tropischen Regionen während des letzten Interglazials 1,5 bis 2,5 °C wärmer waren als während des Holozäns. Darüber hinaus zeigen die Forscher anhand von Paläoklimamodellsimulationen, dass die Monsunregenfälle an Land abnahmen und im Meer über dem Golf von Bengalen zunahmen, wenn die Oberflächentemperatur des Indischen Ozeans in der Vergangenheit anstieg.
“Unsere Arbeit deutet stark darauf hin, dass die Meeresoberflächentemperatur eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Variabilität des Indischen Sommermonsuns in Südasien spielt”, sagt Dr. Wang, “und dass höhere Oberflächentemperaturen im Indischen Ozean während der letzten Zwischeneiszeit die Intensität des ISM gedämpft haben könnten.”
Dringender Bedarf für das Verständnis der Reaktion des Monsuns in warmem Klima
Die Ergebnisse des Teams deuten darauf hin, dass aufgrund der steigenden Meeresoberflächentemperaturen im Indischen Ozean auch die Ausfälle des Indischen Sommermonsuns wahrscheinlich zunehmen werden. Inwieweit die Meeresoberflächentemperatur die Monsunintensität in anderen tropischen Regionen beeinflusst, bleibt eine offene Frage.
“Die offensichtliche Diskrepanz zwischen unseren Daten und den vorherrschenden Klimamodell-Simulationen unterstreicht die Bedeutung von hydroklimatischen Proxy-Aufzeichnungen für das Verständnis des Ausmaßes und der Geschwindigkeit des Klimawandels in der Vergangenheit”, sagt Prof. Ralph Schneider, Senior-Autor der Studie, Paläoklimaforscher am Institut für Geowissenschaften und am Leibniz-Labor für Radiometrische Datierung und Stabilisotopenforschung der Universität Kiel. “Unsere Ergebnisse zeigen, dass neben dem Einfluss der Sonneneinstrahlung auf die Kontinente auch der Effekt der Ozeanerwärmung auf die Niederschlagsintensität in Klimamodellen neu bewertet werden muss.”
“Veränderungen im Wasserkreislauf werden sich auf landwirtschaftliche Flächen, natürliche Ökosysteme und damit auf die Lebensgrundlagen von Milliarden von Menschen auswirken”, betont Dr. Wang. “Wir müssen daher unser Verständnis der Kontrollmechanismen der Sommermonsun-Regenfälle verbessern, um Wetterextreme wie Dürren und Überschwemmungen besser vorhersagen und Anpassungsmaßnahmen entwickeln zu können. Die Zeit drängt, vor allem, wenn die Erwärmung der Ozeane in dem Tempo weitergeht, in dem sie stattfindet.
Datum: März 2, 2022
Quelle: Max-Planck-Institut für die Erforschung der Menschheitsgeschichte
Journal Reference:
- Yiming V. Wang, Thomas Larsen, Stefan Lauterbach, Nils Andersen, Thomas Blanz, Uta Krebs-Kanzow, Paul Gierz, Ralph R. Schneider. Higher sea surface temperature in the Indian Ocean during the Last Interglacial weakened the South Asian monsoon. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (10) DOI: 10.1073/pnas.2107720119