Globale Klimaprojektionen

Von großer Bedeutung ist die Frage, inwieweit der künftige Klimawandel seinen Niederschlag auch in den natürlichen Klimaschwankungen findet, die in vielen Gebieten der Erde das regionale Klima bestimmen. Viel untersuchte Beispiele sind das pazifische El-Niño-Southern-Oscillation-Phänomen (ENSO), der tropische Monsun und die Nordatlantische Oszillation (NAO).

Bei ENSO handelt es sich um eine Schwankung der äquatorialen pazifischen Meeresoberflächentemperatur und der darüber liegenden atmosphärischen Zirkulation in Abständen von wenigen Jahren, deren Folgen für das Wetter nahezu global sind, aber regional sehr unterschiedliche Auswirkungen haben. Eine Zunahme der warmen bzw. El-Niño-Phasen in den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts hat die Frage nach dem Zusammenhang dieser Veränderungen mit dem anthropogenen Treibhauseffekt aufkommen lassen. In der Forschung gibt es darüber jedoch keine Einigkeit. Nach Ansicht mancher Wissenschaftler könnten auch natürliche Schwankungen des Hintergrundklimas verantwortlich gewesen sein. Nach dem stärksten je gemessenen El Niño 1997/98 haben sich die ENSO-Schwankungen jedoch abgeschwächt (nachdem die Amplitude in den Jahrzehnten davor zugenommen hatte) und waren eher durch La-Niña- als durch El-Niño-Phasen geprägt. Modellsimulationen des ENSO-Mechanismus unter den Bedingungen einer künftigen Treibhauserwärmung kommen ebenfalls nicht zu eindeutigen Ergebnissen. Einige Modellsimulationen zeigen eine graduelle Zunahme der El-Niño-Intensität. Allgemein sind die Ergebnisse jedoch vom jeweiligen Klimamodell abhängig und unterscheiden sich kaum von natürlichen Schwankungen. Übereinstimmung besteht jedoch darin, dass ENSO auch im 21. Jahrhundert eine dominierende Klimaschwankung mit weltweiten Einflüssen bleiben wird.¹

Abb. 1: Globale Verteilung der mittleren jährlichen Niederschläge (in cm/Jahr) 1979-2000, mit Monsun-Niederschlagsgebieten (weiß umrandet) und winterlichen Sturmbahnen (schwarze Pfeile)²

Als entscheidender Regenbringer für zahlreiche dichtbevölkerte Länder wie Indien, China oder die Staaten Westafrikas spielt der tropische Monsun eine elementare Rolle, ein jahreszeitlich wechselnder Wind, der im Sommer vom Meer aufs Land und im Winter umgekehrt weht. In den letzten 30 Jahren haben sich die globalen Monsun-Gebietes ausgedehnt, andererseits haben die Monsunniederschläge zugenommen. Dieser Trend wird sich in einer wärmeren Welt nach Modelluntersuchungen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts fortsetzen. Die Monsungebiete werden je nach Szenario um 5-16 % größer, wobei sich die Ausdehnung zu 80 bis 90 % über den Ozeanen vollzieht. Die Niederschläge nehmen hiernach um 5-15 % über alle Monsun-Gebiete gemittelt zu. Die Niederschläge pro m² erhöhen sich dabei vor allem auf dem Land, was positiv für die Landwirtschaft ist.³

Wichtig für die mittleren Breiten und besonders für Europa wäre eine Veränderung der Nordatlantischen Oszillation (NAO) durch die globale Erwärmung. Diese Schwankung der atmosphärischen Verhältnisse über dem Nordatlantik beeinflusst entscheidend die Wetter- und Klimaschwankungen über dem östlichen Nordamerika, dem Nordatlantik und Europa bis nach Sibirien und reicht von der Arktik bis in den nördlichen subtropischen Atlantik. Ihr Einfluss ist besonders stark auf das europäische Winterklima. Die Intensität der NAO wird bestimmt durch den Luftdruckgegensatz zwischen Azorenhoch und Islandtief und drückt sich vor allem in der Stärke westlicher Winde über dem Nordatlantik aus. Sie kann von Jahr zu Jahr stark schwanken, zeigt aber auch eine deutliche Variabilität in Abständen von Dekaden. Zwischen 1960 und 2000 zeigt die NAO einen positiven Trend. Danach nahm die Intensität der Nordatlantischen Oszillation jedoch wieder ab. Nach heutigem Verständnis ist die Ursache dafür nicht die globale Erwärmung, sondern natürliche Schwankungen. Nach manchen Modellrechnungen wird die Stärke der NAO in einer wärmeren Welt der Zukunft dennoch leicht zunahmen. Die Unsicherheiten in der Forschung sind jedoch groß.⁴

Anmerkungen:
1. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Scientific Basis. 14.4.2
2. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Scientific Basis, Box 14.1, Figure 1
3. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 14.2.1 und FAQ 14.1; Hsu, P.-c., et al. (2012): Increase of global monsoon area and precipitation under global warming: A robust signal?, Geophysical Research Letters 39, doi:10.1029/2012GL051037
4. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Scientific Basis, 14.5.1