Der globale Wasserkreislauf – d. h. die ständige Bewegung von Süßwasser zwischen den Wolken, dem Land und dem Meer – spielt eine wichtige Rolle in unserem täglichen Leben. Dieses empfindliche System transportiert Wasser vom Ozean zum Land und trägt dazu bei, dass unsere Umwelt bewohnbar und der Boden fruchtbar ist.
Doch die steigenden globalen Temperaturen haben dieses System noch extremer gemacht: Das Wasser bewegt sich von trockenen zu feuchten Regionen, was in einigen Teilen der Welt zu einer Verschärfung von Dürren führt, während in anderen Gebieten die Regenfälle und Überschwemmungen zunehmen. Mit anderen Worten: feuchte Gebiete werden feuchter und trockene Gebiete werden trockener.
Bislang waren die Veränderungen des Zyklus nur schwer direkt zu beobachten, da etwa 80 Prozent der weltweiten Niederschläge und Verdunstung über dem Meer stattfinden.
Eine neue, von der UNSW geleitete Studie, die heute in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, nutzt jedoch die sich verändernden Salzmuster im Ozean, um abzuschätzen, wie viel Süßwasser sich seit 1970 vom Äquator zu den Polen bewegt hat. Die Ergebnisse zeigen, dass sich zwischen zwei- und viermal mehr Süßwasser bewegt hat, als in den Klimamodellen vorhergesagt wurde, und geben Aufschluss darüber, wie sich der globale Wasserkreislauf insgesamt verstärkt.
„Wir wussten bereits aus früheren Arbeiten, dass sich der globale Wasserkreislauf verstärkt“, sagt der Hauptautor der Studie, Dr. Taimoor Sohail, Mathematiker und Postdoktorand an der UNSW Science. „Wir wussten nur nicht, um wie viel.
„Die Bewegung von Süßwasser aus warmen in kalte Gebiete macht den Löwenanteil des Wassertransports aus. Unsere Ergebnisse zeichnen ein Bild von den größeren Veränderungen im globalen Wasserkreislauf“.
Das Team kam zu seinen Ergebnissen durch die Analyse von Beobachtungen aus drei historischen Datensätzen, die den Zeitraum 1970-2014 abdecken.
Doch anstatt sich auf direkte Niederschlagsbeobachtungen zu konzentrieren – die über den Ozean hinweg nur schwer zu messen sind – konzentrierten sie sich auf einen ungewöhnlicheren Aspekt: den Salzgehalt des Wassers in den einzelnen Ozeangebieten.
„In wärmeren Regionen entzieht die Verdunstung dem Ozean Süßwasser und lässt Salz zurück, wodurch der Ozean salziger wird“, sagt Mitautor Jan Zika, ein außerordentlicher Professor an der UNSW School of Mathematics and Statistics.
„Der Wasserkreislauf bringt dieses Süßwasser in kältere Regionen, wo es als Regen fällt, den Ozean verdünnt und ihn weniger salzig macht.
Mit anderen Worten: Der Wasserkreislauf hinterlässt eine Signatur auf dem Salzmuster des Ozeans – und durch die Messung dieser Muster können die Forscher verfolgen, wie sich der Kreislauf im Laufe der Zeit verändert.
Das Team schätzt, dass zwischen 1970 und 2014 zusätzliche 46.000-77.000 Kubikkilometer Süßwasser vom Äquator zu den Polen transportiert wurden als erwartet – das sind etwa 18-30 Zentimeter Süßwasser aus tropischen und subtropischen Regionen oder etwa das 123-fache des Wassers im Hafen von Sydney.
„Veränderungen im Wasserkreislauf können entscheidende Auswirkungen auf die Infrastruktur, die Landwirtschaft und die biologische Vielfalt haben“, sagt Dr. Sohail. „Es ist daher wichtig zu verstehen, wie sich der Klimawandel jetzt und in Zukunft auf den Wasserkreislauf auswirkt.
„Diese Ergebnisse geben uns eine Vorstellung davon, wie stark sich dieser Teil des Wasserkreislaufs verändert, und können uns helfen, künftige Modelle zum Klimawandel zu verbessern.
Bessere Zukunftsprognosen
Als Dr. Sohail und sein Team ihre Ergebnisse mit 20 verschiedenen Klimamodellen verglichen, stellten sie fest, dass alle Modelle die tatsächliche Veränderung des Warm-Kalt-Süßwassertransfers unterschätzt hatten.
Laut Dr. Sohail könnten die Ergebnisse bedeuten, dass wir die Auswirkungen des Klimawandels auf die Niederschläge unterschätzen.
„Erkenntnisse wie unsere helfen uns, diese Modelle zu verbessern“, sagt Dr. Sohail.
„Jede neue Generation von Modellen passt frühere Modelle mit realen Daten an und findet Bereiche, die wir in zukünftigen Modellen verbessern können. Dies ist eine natürliche Entwicklung in der Klimamodellierung“.
Die Wissenschaftler verwenden derzeit die sechste Generation von Klimamodellen (das so genannte Sixth Climate Model Intercomparison Project, CMIP6), in die Aktualisierungen der fünften Generation eingeflossen sind.
Diese neueste Erkenntnis ist eine Demonstration des wissenschaftlichen Prozesses bei der Arbeit – und könnte helfen, zukünftige Schätzungen zu verbessern.
„Die Feststellung der Veränderung des Süßwassertransports von warm nach kalt bedeutet, dass wir vorankommen und weiterhin diese wichtigen Prognosen darüber erstellen können, wie sich der Klimawandel wahrscheinlich auf unseren globalen Wasserkreislauf auswirken wird“, sagt Dr. Sohail.
„In 10 oder 20 Jahren können Wissenschaftler diese Referenz nutzen, um herauszufinden, wie stark sich diese Muster im Laufe der Zeit weiter verändern.“
Datum: Februar 23, 2022
Quelle: Universität von New South Wales
Journal Reference:
- Taimoor Sohail, Jan D. Zika, Damien B. Irving, John A. Church. Observed poleward freshwater transport since 1970. Nature, 2022; 602 (7898): 617 DOI: 10.1038/s41586-021-04370-w