Laut dem Sechsten Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen, der im Februar 2022 veröffentlicht wurde, werden extreme Niederschläge an den meisten Orten sehr wahrscheinlich häufiger auftreten. Daher ist die Erforschung extremer Niederschlagsmuster – das Auftreten von Naturgefahren wie Überschwemmungen oder Erdrutschen – auf globaler Ebene zu einem Thema von großer gesellschaftlicher Bedeutung geworden.
In der Publikation Chaos von AIP Publishing schlagen deutsche Forscher vor, mit Hilfe eines auf komplexen Netzwerken basierenden Clustering-Workflows nach synchronisierten Strukturen von extremen Niederschlagsereignissen im Kontext des atmosphärischen Chaos zu suchen.
Auf diese Weise konnten sie ein funktionales Klimanetzwerk rekonstruieren, das die zugrunde liegende Interaktion des Klimasystems kodiert. Die Cluster in diesem Netzwerk zeigten Regionen mit ähnlichem klimatologischem Verhalten.
Monsune beispielsweise beschreiben die jahreszeitlichen Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation, und obwohl sie auf verschiedenen Kontinenten verteilt sind, geht ihr Auftreten in der Regel mit Niederschlagsextremen einher.
„Obwohl die atmosphärische Zirkulation in den Tropen und Subtropen auf globaler Ebene Verbindungen zwischen den verschiedenen Monsunen herstellt, werden sie im Wesentlichen durch den jährlichen Zyklus der Sonneneinstrahlung angetrieben, synchronisiert und koordiniert“, sagt Zhen Su vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und der Humboldt-Universität zu Berlin. „Eine Synchronisation kann auch zwischen extremen Regenfällen stattfinden, selbst wenn sie nicht innerhalb von Monsunregionen auftreten.“
Das bedeutet, dass Extremniederschläge innerhalb verschiedener Orte nicht unabhängig voneinander sind, sondern eine gewisse Ähnlichkeit aufweisen.
„In dieser Hinsicht bleibt es immer noch unklar, wie das Synchronisationsmuster extremer Niederschläge auf globaler Ebene aussieht, zum Beispiel während der Sommersaison der nördlichen Hemisphäre“, sagte Su. „Wir versuchen, die Antwort anhand von Niederschlagsbeobachtungsdaten zu finden.“
Die globale Synchronisation von Extremniederschlägen weist zwei Hauptverteilungen mit unabhängigen zeitlichen und räumlichen Merkmalen auf. „Die eine tritt hauptsächlich von Anfang Juni bis Mitte Juli auf“, so Su. „Die andere findet hauptsächlich von Mitte Juli bis Ende August statt.“
Zwischen diesen Zeiträumen kommt es zu einem „Monsunsprung“, d. h. zu einer zeitlichen Verschiebung des Regengürtels des Monsuns nach Norden. Mit diesem Monsunsprung verschiebt sich auch die räumliche Verteilung der Synchronisation nach Norden. Die Forscher stellten fest, dass beide räumlichen Verteilungen sowohl Monsunregionen als auch ozeanische und Binnenlandgebiete abdecken.
„Die Struktur der Synchronisation extremer Niederschläge zeigt uns, wie das Klimasystem auf globaler Ebene zusammenhängt“, so Su. „Sie liefert auch Erkenntnisse zur Verbesserung entsprechender Wechselwirkungsprozesse in allgemeinen Zirkulationsmodellen, die vor allem zur Abschätzung des zukünftigen Klimazustands verwendet werden.“
Datum: April 26, 2022
Quelle: Amerikanisches Institut für Physik
Journal Reference:
- Zhen Su, Henning Meyerhenke, Jürgen Kurths. The climatic interdependence of extreme-rainfall events around the globe. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, 2022; 32 (4): 043126 DOI: 10.1063/5.0077106