Änderung der Niederschläge

Durch eine wärmere Atmosphäre erhöht sich deren Wasserdampfkapazität. Dadurch werden die Verdunstung verstärkt und die Niederschläge erhöht, allerdings räumlich sehr uneinheitlich.

Änderung der Niederschläge

Die Wasserdampfkapazität erhöht sich in der Atmosphäre pro 1 oC Erwärmung um 7%. Dadurch werden global die Verdunstung verstärkt und die Niederschläge erhöht. Das geschieht räumlich allerdings sehr uneinheitlich. Über den Ozeanen wurde in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Meeresoberflächentemperatur eine Erhöhung des Wasserdampfgehalts der Troposphäre um 4% seit 1970 beobachtet. In den ohnehin trockenen Subtropen verstärkt sich die potentielle Verdunstung, die in der wärmeren Atmosphäre aber seltener zu einer Wasserdampfsättigung und damit zu Niederschlägen führt. Wenn Niederschläge hier fallen, dann können sie wegen des höheren Wasserdampfgehalts der Atmosphäre heftiger ausfallen. In den mittleren und höheren Breiten ist aufgrund der atmosphärischen Zirkulation, die einerseits das verdunstete Wasser aus den Subtropen in höhere Breiten transportiert und zum anderen das Mehr an Wasserdampf von den Ozeanen Richtung Kontinente befördert, allgemein mit höheren Niederschlägen zu rechnen.

Kompliziert werden die Niederschlagsänderungen über Land durch die Wirkung von Aerosolen, die räumlich begrenzt Sonnenstrahlen reflektieren und damit abkühlend wirken, als Rußaerosole aber auch zur Erwärmung der mittleren Troposphäre führen und so den hydrologischen Zyklus abschwächen können. Außerdem verringern Aerosole die Tröpfchengröße und damit die Niederschlagsneigung. Hinzu kommen die Probleme, die sich durch das unvollständige Messnetz und die Schwierigkeiten, Niederschläge überhaupt zuverlässig zu messen, ergeben. Ein globaler Trend ist daher für das 20. Jahrhundert nicht auszumachen (Abb. 1).

Niederschlag über Land: global (unten) und in verschiedenen Breiten

Abb. 1: Niederschlagsabweichungen global (unten) und in verschiedenen Breiten im Verhältnis zum Mittel 1981-2000 in mm/Jahr1

Großräumig und regional, teilweise aber auch in zeitlicher Hinsicht, ergibt sich für die Veränderungen der Niederschläge im 20. Jahrhundert ein sehr uneinheitliches Bild. In den mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel über Nordamerika und Eurasien haben die Niederschläge in der Zeit von 1900 bis 2005 nahezu durchgehend um 6-8% zugenommen. Deutliche Zunahmen finden sich auch über Argentinien und der La-Plate-Region sowie über dem westlichen Australien. Abnehmende Niederschläge zeigen dagegen der Mittelmeerraum, die Sahelzone, Südafrika, Teile Südasiens, der Karibik sowie Chile. In Südasien und Westafrika gingen die Niederschläge zwischen 1900 und 2005 um 7,5% zurück.2

Niederschläge unterliegen schon von Natur aus starken Schwankungen, z.B. in Abhängigkeit von Zirkulationsmustern wie dem ENSO-Phänomen oder der Nordatlantischen Zirkulation. Die Tendenz zu höheren Temperaturen ist ein weiterer Faktor, der diese Schwankungen, aber auch die Verdunstung und die Art der Niederschläge mit Rückwirkungen auf die Temperatur beeinflusst. Höhere Temperaturen können durch eine stärkere Verdunstung ein mehr an Niederschlägen wieder zunichte machen. Und sie verstärken nur solange die Verdunstung, wie genügend Wasser bzw. Feuchtigkeit zur Verfügung steht, das verdunstet werden kann. Falls das der Fall ist, wird bei der Verdunstung Energie verbraucht, die der Atmosphäre entzogen wird, wodurch sich diese weniger erwärmt und weniger Wasserdampf aufnimmt. Bei fehlender Feuchte und Verdunstung heizt sich die Atmosphäre stark auf, ihre Wasserdampfkapazität erhöht sich und sie trocknet den Boden extrem aus. Fällt in mittleren und höheren Breiten in wärmeren Wintermonaten mehr Regen statt Schnee, hat das ebenfalls Folgen für die Feuchtigkeit im Boden, da Schnee eher im Boden versickert und Regen schneller abfließt. Diese Faktoren spiegeln sich im sog. Palmer Drought Severity Index, dessen Veränderungen besser als die der Niederschläge selbst die tatsächlich zur Verfügung stehende Feuchtigkeit wiedergibt (Abb. 2).

Palmer Drought Severity Index


Abb. 2: Veränderung des Palmer Drought Severity Index 1900-2000. Der Palmer Drought Severity Index ist ein Maßstab für die Bodenfeuchte, abgeleitet aus Niederschlag und groben Schätzungen der Verdunstung. Oben: Grüne und blaue Flächen zeigen zunehmend feuchtere, gelbe und rote Flächen zunehmend trockenere Bedingungen. Seit 1900 sind vor allem die Sahelzone, Südafrika, der Mittelmeerraum, Nordostbrasilien und das östliche Australien deutlich trockener geworden. Dagegen zeigen Nordeuropa, die südöstliche USA und das westliche Russland feuchtere Verhältnisse. Unten: Das globale Mittel zeigt eine deutliche Tendenz zu trockeneren Bedingungen, vor allem in den letzten Jahrzehnten. Die wichtigste Ursache der Veränderungen ist in der globalen Erwärmung zu sehen, die eine höhere Verdunstung bewirkt, mit zunehmender Trockenheit in einigen und mehr und stärkeren Niederschlägen in anderen Regionen.3

Anmerkungen:
1. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Figure 2.28
2. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.3.2.2
3. Abb. verändert nach IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, FAQ 3.2, Figure 1

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