Klimawandel - Benutzerbeiträge [de-formal]

Benutzer:Manuel Linsenmeier

2014-07-17T12:40:34Z

Manuel Linsenmeier:

Manuel Linsenmeier ist als freier Autor für das Klimawiki tätig.

Benutzer:Manuel Linsenmeier

2014-07-17T12:38:00Z

Manuel Linsenmeier: Die Seite wurde geleert.

Datei:Huayna potosi.JPG

2014-02-24T14:49:51Z

Manuel Linsenmeier:

Ein abschmelzender Gletscher in der Nähe der Stadt La Paz (Bolivien)

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Autor: Manuel Linsenmeier,
Creative Commons Lizenz 3.0
<shtml hash="%%_HTML_&&_EXECUTE_%%"><a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/"><img alt="Creative Commons Lizenzvertrag" style="border-width:0" src="http://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/3.0/de/88x31.png" /></a></shtml>
|}

Datei:Altiplano bolivien.JPG

2014-02-24T14:49:13Z

Manuel Linsenmeier:

Eine Straße in den bolivianischen Anden

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Autor: Manuel Linsenmeier,
Creative Commons Lizenz 3.0
<shtml hash="%%_HTML_&&_EXECUTE_%%"><a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/"><img alt="Creative Commons Lizenzvertrag" style="border-width:0" src="http://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/3.0/de/88x31.png" /></a></shtml>
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Datei:Chacaltaya.JPG

2014-02-24T14:48:39Z

Manuel Linsenmeier:

Der Chacaltaya Gletscher in Bolivien

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
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Autor: Manuel Linsenmeier,
Creative Commons Lizenz 3.0
<shtml hash="%%_HTML_&&_EXECUTE_%%"><a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/"><img alt="Creative Commons Lizenzvertrag" style="border-width:0" src="http://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/3.0/de/88x31.png" /></a></shtml>
|}

Wasserprobleme und Klimawandel in den tropischen Anden

2014-02-22T12:10:30Z

Manuel Linsenmeier: Kontext-Verlinkungen aktualisiert

== Einleitung ==

Die Anden besitzen die weltweit größte Dichte an tropischen Gletschern. Beobachtungen zeigen jedoch eine starke Abnahme der Gletscherbedeckung seit den 1970er Jahren.<ref name="Rabatel 2013">Rabatel, A., Francou, B., Soruco, A., Gomez, J., Cáceres, B., Ceballos, J. L., ... & Wagnon, P. (2013). Current state of glaciers in the tropical Andes: a multi-century perspective on glacier evolution and climate change. The Cryosphere, 7(1), 81-102.</ref>

Dieser Trend hat bei einzelnen Gletschern wie dem Chacaltaya Gletscher in Bolivien sogar bereits zum (nahezu) gänzlichen Verschwinden der Eisbedeckung geführt. Projektionen des Klimas für das 21. Jahrhundert sagen eine Fortsetzung des Abschmelzens und Verschwindens der Gletscher in den Anden voraus.<ref name="Rabatel 2013" />

[[Bild:Chacaltaya.JPG|thumb|350px|Die Überreste des Chacaltaya Gletschers in Bolivien im Jahr 2010]]

Da die Gletscher vielerorts eine zentrale Rolle für die zeitlichen Schwankungen des Wasserabflusses spielen, bringt die Abnahme der Gletscher in den Anden große Herausforderungen für eine zuverlässige Wasserversorgung mit sich. Dabei zeigen sich Auswirkungen der Gletscherschmelze unter anderem auf die Trinkwasserversorgung, Ökosysteme, Landwirtschaft und Elektrizitätsversorgung durch Wasserkraftwerke.<ref name=Bradley 2006">Bradley, R. S., Vuille, M., Diaz, H. F., & Vergara, W. (2006). Threats to water supplies in the tropical Andes. Science. 2006, 1755.</ref> Insbesondere stellen Gletscher die Grundlage der Wasser- und Energieversorgung für die drei Hauptstädte Lima (Peru), Quito (Ecuador) und La Paz (Bolivien) dar.<ref name="Chevallier 2011">Chevallier, P., Pouyaud, B., Suarez, W., & Condom, T. (2011). Climate change threats to environment in the tropical Andes: glaciers and water resources. Regional Environmental Change, 11(1), 179-187.</ref>

Neben den Gletschern sind auch tropische Feuchtgebiete, sogenannte paramos, vom Klimawandel bedroht. Während Gletscher im südlichen Peru und in Bolivien als Wasserspeicher dominieren, sind diese Feuchtgebiete überwiegend im Norden Perus, in Ecuador und in Kolumbien für die Wasserversorgung von Bedeutung. Diese Feuchtgebiete liegen in Höhen von etwa 3500m bis 5000m. Bei steigenden Temperaturen wandern sie in höhere Lagen ab. Zudem wirkt sich eine Änderung des Niederschlags auf die Wasserbereitstellung der Feuchtgebiete aus. Die größte Bedrohung für die Feuchtgebiete geht heute allerdings von der Nutzung durch Landwirtschaft und Bevölkerung aus.<ref name= Vuille 2013">Vuille, M. (2013). Climate Change and Water Resources in the Tropical Andes. Inter-American Development Bank.</ref>

== Lage und Klima ==

Die Anden sind die längste Gebirgskette der Welt. Sie erstrecken sich über eine Länge von 7500 Kilometern, vom Norden des südamerikanischen Kontinents bei 10° N bis zu seiner Südspitze bei etwa 53° S. Die durchschnittliche Gipfelhöhe beträgt in den Tropen und Subtropen über 4000m. <ref name="Garreaud 2009">Garreaud, R. D. (2009). The Andes climate and weather. Advances in Geosciences, 22(22), 3-11.</ref>

[[Bild:Altiplano_bolivien.JPG|thumb|350px|Eine Straße in den bolivianischen Anden]]

Im Gegensatz zu ihrer Nord-Süd Ausdehnung sind die Anden mit einer typischen Breite von weniger als 200 km Breite sehr schmal. Eine Ausnahme bilden die Subtropen, in denen sich die Gebirgskette in die West-Anden (Cordillera Occidental) und Ost-Anden (Cordillera Oriental) aufteilt und zwischen diesen eine Hochebene (Altiplano) mit einer durchnschnittlichen Höhe von etwa 4000m bildet.<ref name="Garreaud 2009" /> Der höchste Berg, der nordöstlich von Santiago de Chile gelegene Aconcagua, ist 6960 m hoch.

Durch ihre ausgeprägte Orographie beeinflussen die Anden die großskalige atmosphärische Zirkulation über Südamerika. In den Tropen und Subtropen teilen sie den Kontinent in trockene (West) und feuchte (Ost) Regionen, während sich dieses Muster in den Außertropen umkehrt. Zudem haben sie einen Einfluss auf den Luftmassenaustausch zwischen Tropen und Außertropen.<ref name="Garreaud 2009b">Garreaud, R. D., Vuille, M., Compagnucci, R., & Marengo, J. (2009). Present-day south american climate. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 281(3), 180-195.</ref>

Vgl. [[Klimaprojektionen_Lateinamerika#Grundlagen]]

== Klimawandel in den tropischen Anden ==

=== Beobachtete Klimaänderungen ===

Beobachtungen zeigen eine besonders starke Temperaturerhöhung durch den Klimawandel in den Hochlagen der Anden.<ref name=Bradley 2006" /> Messungen der Temperatur im Zeitraum von 1939 – 1998 ergeben dort einen Erwärmungstrend von durchschnittlich 0.11 Grad / Dekade, der damit deutlich über dem globalen Trend von 0.06 Grad / Dekade liegt.<ref name=Bradley 2006" /> Dabei sind jedoch deutliche Unterschiede zwischen verschiedenen Höhen- und Hanglagen festzustellen.<ref name= Vuille 2013" />

Auf Grund der komplexen Orographie zeigen Messungen des Niederschlags ein weniger koherentes Bild. Dabei ist nördlich von 11° S eine Abnahme und südlich davon eine Zunahme des Niederschlags zu verzeichnen. Im bolivianischen Altiplano wurden zudem eine verspätet eintretende Regenzeit sowie seltenere und heftigere Niederschläge beobachtet.<ref name= Vuille 2013" />

Vgl. [[Gletscher_in_den_tropischen_Anden#Klima.C3.A4nderungen]]

=== Projezierte Klimaänderungen ===

Klimaprojektionen für das 21. Jahrhundert sagen eine mittlere Temperaturerhöhung um etwa 3° für Südamerika vorher (IPCC), wobei die Temperaturerhöhung in Hochlagen besonders stark ausfällt.<ref name="Bradley 2004">Bradley, R. S., Keimig, F. T., & Diaz, H. F. (2004). Projected temperature changes along the American cordillera and the planned GCOS network. Geophysical Research Letters, 31(16).</ref> In Bezug auf eine Änderung des Niederschlags zeigen Klimamodelle eine abnehmende Tendenz in den südlichen Anden. Da die Modelle die Niederschläge des heutigen Klimas nur bedingt zutreffend darstellen, sind die Projektionen Vorsicht zu interpretieren. (IPCC)

Regionalmodelle zeigen für die Andenregion für verschiedene Szenarien Temperaturerhöhungen um 2-7 ° Celsius bis zum Ende des Jahrhunderts.<ref name="Urrutia 2009">Urrutia, R., & Vuille, M. (2009). Climate change projections for the tropical Andes using a regional climate model: temperature and precipitation simulations for the end of the 21st century. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 114(D2).</ref> Bezüglich des Niederschlags sagen regionale Studien eine Abnahme des Niederschlags über dem Altiplano um 10-30% des heutigen Wertes voraus. Grund hierfür ist eine simulierte Abnahme der Ostwinde über dem Altiplano, die die Hauptquelle für Niederschlag in der Region darstellen.<ref name="Minvielle 2011">Minvielle, M., & Garreaud, R. D. (2011). Projecting rainfall changes over the South American Altiplano. Journal of Climate, 24(17), 4577-4583.</ref>

== Einfluss des Klimawandels auf die tropischen Gletscher ==

=== Beobachteter Gletscherrückgang ===

Die Gletscher der Anden sind auf Grund ihrer tropischen Lage und der Höhe sehr sensibel gegenüber Klimänderungen. Beobachtungen zeigen einen starken Rückgang der Gletscher in den tropischen Anden im 20. Jahrhundert, wobei das Abschmelzen in den 1970er Jahren stark zugenommen hat.<ref name="Rabatel 2013" />

[[Bild:Huayna_potosi.JPG|thumb|350px|Ein abschmelzender Gletscher in der Nähe der Stadt La Paz (Bolivien)]]

In Venezuela sind die 5 verbleibenden der 1952 existierenden 10 Gletscher seit 1850 um etwa 95% abgeschmolzen. In Kolumbien sind 8 von 14 Gletschern im letzten Jahrhundert verschwunden. In Ecuador hat die Eisbedeckung des Cotopaxi Gletschers zwischen 1976 und 2006 um 42 % abgenommen, während am Chimborazo eine Abnahme der Gletscherfläche um 59 % zwischen 1962 und 1997 beobachtet wurde. In Peru wird die Abnahme der Gesamt-Gletscherfläche zwischen 1970 und 2003 auf 22% geschätzt. In Bolivien ist der Chacaltaya Gletscher, einst das höchste Skigebiet der Welt, bereits komplett abgeschmolzen. Die Abnahme der Eisfläche der 376 Gletscher in der Cordillera Real wird zwischen 1975 und 2006 auf 43 % geschätzt.<ref name= Vuille 2013" /> Zudem haben die 4 Gletscher, aus denen sich die Wasserversorgung der Stadt La Paz überwiegend speist, zwischen 1975 und 2006 um über 50% abgenommen.<ref name="Chevallier 2011" />

=== Wichtige Prozesse der Gletscherschmelze ===

Bezüglich der Netto-Volumenänderung, also dem Gleichgewicht zwischen Wachstum und Schmelzen, können tropische Gletscher grob in zwei Bereiche aufgeteilt werden. Im oberen Teil des Gletschers, dem Akkumulationsgebiet, wird Schnee angesammelt und unter Druck in Eis umgewandelt. Hier findet unterm Strich ein Wachstum des Gletschers statt. Im unteren Teil des Gletschers, dem Ablationsgebiet, überwiegt das Schmelzen des Eises. Die zwei Bereiche werden von der sogenannten Gleichgewichtslinie voneinander getrennt, an der Eisbildung und Schmelzen im Gleichgewicht stehen.

Klimaänderungen wirken daher sowohl durch Änderungen des Niederschlags als auch der Temperatur auf die Gletscher ein. Während die Häufigkeit und Menge des Niederschlags vor allem das Wachstum eines Gletschers beeinflusst, wirkt sich eine Änderung der Temperatur auf das Schmelzen im unteren Bereich sowie auf die Art des Niederschlags (Schnee oder Regen) aus. Eine Temperaturerhöhung alleine verschiebt dabei die Gleichgewichtslinie in höhere Lagen, verkleinert somit das Akkumulationsgebiet auf Kosten des Ablationsgebiets, und verringert somit auf längere Sicht die gesamte mit Eis bedeckte Fläche.<ref name="Chevallier 2011" />

Auf welche Weise Änderungen der zwei Einflussfaktoren Temperatur und Niederschlag das Wachstum und Abschmelzen einzelner tropischer Gletscher beeinflussen, ist von Fall zu Fall unterschiedlich. Dabei zeigen Gletscher in den Innertropen eine starke Empfindlichkeit gegenüber Temperatur- und Niederschlagsänderungen, während in den äußeren Tropen im Wesentlichen die Niederschlagsmenge von Bedeutung ist. Letzteres ist damit zu erklären, dass die Temperatur in den inneren Tropen entscheidend für die Niederschlagsform (Regen oder Schnee) über den Gletschern ist, während über den Gletschern der äußeren Tropen Niederschlag in Form von Schnee dominiert.<ref name="Rabatel 2013" />

Vgl. [[Gletscher in den tropischen Anden]]

== Einfluss der Gletscherschmelze auf die Wasserverfügbarkeit ==

=== Bedeutung der Gletscher für die Wasserversorgung ===

Mehr als 80% des Trinkwassers in den semi-ariden Tropen und Subtropen der Anden stammt aus Gebirgen. Gletscher haben dabei einen großen Einfluss auf die Wasserversorgung in den Anden. Starke saisonale Schwankungen im Niederschlag, d.h. stark ausgeprägte Wechsel zwischen Regen- und Trockenzeit, können von den tropischen Gletschern abgedämpft werden. Dabei wird Niederschlag in Form von Schnee auf den Gletschern abgelagert, zu Eis geformt und dann in der Trockenzeit durch Gletscherschmelze wieder abgegeben. Ein Verschwinden der Gletscher hat daher eine Verstärkung der saisonalen Unterschiede in der Wasserverfügbarkeit zur Folge. Diese Rolle der Gletscher als Wasserspeicher ist in den tropischen Anden von besonderer Bedeutung, wo im Unterschied zu Gebirgen niederer Breite durch Schneefall alleine kein Wasser gespeichert werden kann, da die intensive Sonneneinstrahlung in den Anden eine Schneeablagerung verhindert.<ref name= Vuille 2013" />

=== Beobachtete Auswirkungen der Gletscherschmelze ===

Auswirkungen der Gletscherschmelze auf die Wasserversorgung sind bereits in vollem Gange. So wird geschätzt, dass 30-45 % des Schmelzwassers aus der Cordillera Blanca in den Rio Santa auf dauerhafte Gletscherschmelze zurückzuführen ist.<ref name= Vuille 2013" /> Dabei lässt sich die dauerhafte und langfristige Gletscherschmelze in zwei Phasen einteilen: Während das Volumen des Schmelzwassers in der ersten Phase konstant bleibt oder sogar zunimmt, zeigt es in der zweiten Phase durch das abnehmende Reservoir an Eis einen zurückgehenden bis versiegenden Trend.<ref name="Chevallier 2011"/>

Die Auswirkungen der Gletscherschmelze betreffen die Bevölkerung direkt durch die Trinkwasserversorgung, außerdem die Landwirtschaft, andine Ökosysteme und die Elektrizitätsversorgung durch Wasserkraftwerke.<ref name= Vuille 2013" /> Bereits die kurzfristige Zunahme des Schmelzwassers führt dabei lokal zu großen Problemen wie einer Zunahme des Risikos von Überschwemmungen, Landrutschen, plötzlichen Gletscherseeabflüssen und Schäden in Ökosystemen.<ref name="Chevallier 2011" /><ref name="Rabatel 2013" /> Langfristig gesehen stellt die geringe Wasserspeicherfähigkeit durch Gletscher eine große Herausforderung für die Trinkwasserversorgung dar.

[[Bild:Altiplano.JPG|thumb|350px|Das bolivianische Altiplano in der Nähe der Stadt La Paz, eine durch extreme Trockenheit geprägte Region]]

Wie stark der Einfluss regional ausfällt, hängt dabei von verschiedenen Faktoren abhängig: der Größe und damit Bedeutung eines Gletschers als saisonaler Wasserspeicher, dem Abstand des Standorts vom Ort der Gletscherschmelze sowie der Intensität der saisonalen Niederschlagsunterschiede. Daher sind Regionen mit generell trockenen Gebieten wie in Peru und Bolivien stärker von den Auswirkungen der Gletscherschmelze betroffen als die nördlicheren Länder Ecuador und Kolumbien, die generell ein feuchteres Klima aufweisen und bei denen Feuchtgebiete (paramos) eine wichtige Rolle für die Wasserspeicherung spielen.<ref name= Vuille 2013" />

=== Projektionen der Wasserverfügbarkeit im 21. Jahrhundert ===

Da Klimamodelle durch die geringe räumliche Auflösung insbesondere in bergigen Regionen Schwierigkeiten haben, Änderungen in Niederschlag und Temperatur akkurat vorherzusagen, sind Projektionen der Gletscherschmelze mit großen Unsicherheiten verbunden.<ref name="Buytaert 2009">Buytaert, W., Célleri, R., & Timbe, L. (2009). Predicting climate change impacts on water resources in the tropical Andes: Effects of GCM uncertainty. Geophysical Research Letters, 36(7).</ref> Dennoch kann davon ausgegangen werden, dass sich der beobachtete Trend zu einer Abnahme der Gletscher fortsetzt und die damit verbundenen Schwierigkeiten in Bezug auf die Wasserversorgung zunehmen.

Neben dem Klimawandel stellt das prognostizierte Bevölkerungswachstum insbesondere in den Städten Südamerikas eine große Herausforderung für eine ausreichende Wasserversorgung dar. Dabei sind insbesondere die großen Andenstädte Bogota (Kolumbien), Quito (Ecuador), Lima (Peru) und La Paz (Bolivien) betroffen. Es wird geschätzt, dass das Bevölkerungswachstum alleine bereits bis 2050 zu einer Zunahme des Wassermangels um 50% führt. Trotz der mit Klimaprojektionen einhergehenden Unsicherheiten ist davon auszugehen, dass beide Faktoren, Bevölkerungswachstum und Klimawandel, insgesamt zu einer Abnahme der pro Kopf verfügbaren Wassermenge führen und damit große Herausforderungen für politische Anpassungsmaßnahmen darstellen.<ref name="Buytaert 2012">Buytaert, W., & De Bièvre, B. (2012). Water for cities: The impact of climate change and demographic growth in the tropical Andes. Water Resources Research, 48(8).</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>
== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
beeinflusst von=Klimawandel
|beeinflusst von=Wassernutzung
|beeinflusst von=Wasserkreislauf
|beeinflusst von=Wasserkreislauf und Klima
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Lateinamerika
|beeinflusst von=Klimaszenarien
|beeinflusst von=Gletscher in den tropischen Anden
|Regionales Beispiel von=Wasserressourcen
|Regionales Beispiel von=Wasserprobleme (regional)
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimaprojektionen Lateinamerika, Klimaprojektionen regional, Klimaszenarien, Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen, Regionale Klimaänderungen, Wassernutzung, Wasserversorgung, Wasserprobleme (regional)</metakeywords>

[[Kategorie:Wasserkreislauf]]
[[Kategorie:Wasserressourcen]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Wasserprobleme und Klimawandel in den tropischen Anden

2014-02-22T12:00:02Z

Manuel Linsenmeier: Bilder eingefügt

== Einleitung ==

Die Anden besitzen die weltweit größte Dichte an tropischen Gletschern. Beobachtungen zeigen jedoch eine starke Abnahme der Gletscherbedeckung seit den 1970er Jahren.<ref name="Rabatel 2013">Rabatel, A., Francou, B., Soruco, A., Gomez, J., Cáceres, B., Ceballos, J. L., ... & Wagnon, P. (2013). Current state of glaciers in the tropical Andes: a multi-century perspective on glacier evolution and climate change. The Cryosphere, 7(1), 81-102.</ref>

Dieser Trend hat bei einzelnen Gletschern wie dem Chacaltaya Gletscher in Bolivien sogar bereits zum (nahezu) gänzlichen Verschwinden der Eisbedeckung geführt. Projektionen des Klimas für das 21. Jahrhundert sagen eine Fortsetzung des Abschmelzens und Verschwindens der Gletscher in den Anden voraus.<ref name="Rabatel 2013" />

[[Bild:Chacaltaya.JPG|thumb|350px|Die Überreste des Chacaltaya Gletschers in Bolivien im Jahr 2010]]

Da die Gletscher vielerorts eine zentrale Rolle für die zeitlichen Schwankungen des Wasserabflusses spielen, bringt die Abnahme der Gletscher in den Anden große Herausforderungen für eine zuverlässige Wasserversorgung mit sich. Dabei zeigen sich Auswirkungen der Gletscherschmelze unter anderem auf die Trinkwasserversorgung, Ökosysteme, Landwirtschaft und Elektrizitätsversorgung durch Wasserkraftwerke.<ref name=Bradley 2006">Bradley, R. S., Vuille, M., Diaz, H. F., & Vergara, W. (2006). Threats to water supplies in the tropical Andes. Science. 2006, 1755.</ref> Insbesondere stellen Gletscher die Grundlage der Wasser- und Energieversorgung für die drei Hauptstädte Lima (Peru), Quito (Ecuador) und La Paz (Bolivien) dar.<ref name="Chevallier 2011">Chevallier, P., Pouyaud, B., Suarez, W., & Condom, T. (2011). Climate change threats to environment in the tropical Andes: glaciers and water resources. Regional Environmental Change, 11(1), 179-187.</ref>

Neben den Gletschern sind auch tropische Feuchtgebiete, sogenannte paramos, vom Klimawandel bedroht. Während Gletscher im südlichen Peru und in Bolivien als Wasserspeicher dominieren, sind diese Feuchtgebiete überwiegend im Norden Perus, in Ecuador und in Kolumbien für die Wasserversorgung von Bedeutung. Diese Feuchtgebiete liegen in Höhen von etwa 3500m bis 5000m. Bei steigenden Temperaturen wandern sie in höhere Lagen ab. Zudem wirkt sich eine Änderung des Niederschlags auf die Wasserbereitstellung der Feuchtgebiete aus. Die größte Bedrohung für die Feuchtgebiete geht heute allerdings von der Nutzung durch Landwirtschaft und Bevölkerung aus.<ref name= Vuille 2013">Vuille, M. (2013). Climate Change and Water Resources in the Tropical Andes. Inter-American Development Bank.</ref>

== Lage und Klima ==

Die Anden sind die längste Gebirgskette der Welt. Sie erstrecken sich über eine Länge von 7500 Kilometern, vom Norden des südamerikanischen Kontinents bei 10° N bis zu seiner Südspitze bei etwa 53° S. Die durchschnittliche Gipfelhöhe beträgt in den Tropen und Subtropen über 4000m. <ref name="Garreaud 2009">Garreaud, R. D. (2009). The Andes climate and weather. Advances in Geosciences, 22(22), 3-11.</ref>

[[Bild:Altiplano_bolivien.JPG|thumb|350px|Eine Straße in den bolivianischen Anden]]

Im Gegensatz zu ihrer Nord-Süd Ausdehnung sind die Anden mit einer typischen Breite von weniger als 200 km Breite sehr schmal. Eine Ausnahme bilden die Subtropen, in denen sich die Gebirgskette in die West-Anden (Cordillera Occidental) und Ost-Anden (Cordillera Oriental) aufteilt und zwischen diesen eine Hochebene (Altiplano) mit einer durchnschnittlichen Höhe von etwa 4000m bildet.<ref name="Garreaud 2009" /> Der höchste Berg, der nordöstlich von Santiago de Chile gelegene Aconcagua, ist 6960 m hoch.

Durch ihre ausgeprägte Orographie beeinflussen die Anden die großskalige atmosphärische Zirkulation über Südamerika. In den Tropen und Subtropen teilen sie den Kontinent in trockene (West) und feuchte (Ost) Regionen, während sich dieses Muster in den Außertropen umkehrt. Zudem haben sie einen Einfluss auf den Luftmassenaustausch zwischen Tropen und Außertropen.<ref name="Garreaud 2009b">Garreaud, R. D., Vuille, M., Compagnucci, R., & Marengo, J. (2009). Present-day south american climate. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 281(3), 180-195.</ref>

Vgl. [[Klimaprojektionen_Lateinamerika#Grundlagen]]

== Klimawandel in den tropischen Anden ==

=== Beobachtete Klimaänderungen ===

Beobachtungen zeigen eine besonders starke Temperaturerhöhung durch den Klimawandel in den Hochlagen der Anden.<ref name=Bradley 2006" /> Messungen der Temperatur im Zeitraum von 1939 – 1998 ergeben dort einen Erwärmungstrend von durchschnittlich 0.11 Grad / Dekade, der damit deutlich über dem globalen Trend von 0.06 Grad / Dekade liegt.<ref name=Bradley 2006" /> Dabei sind jedoch deutliche Unterschiede zwischen verschiedenen Höhen- und Hanglagen festzustellen.<ref name= Vuille 2013" />

Auf Grund der komplexen Orographie zeigen Messungen des Niederschlags ein weniger koherentes Bild. Dabei ist nördlich von 11° S eine Abnahme und südlich davon eine Zunahme des Niederschlags zu verzeichnen. Im bolivianischen Altiplano wurden zudem eine verspätet eintretende Regenzeit sowie seltenere und heftigere Niederschläge beobachtet.<ref name= Vuille 2013" />

Vgl. [[Gletscher_in_den_tropischen_Anden#Klima.C3.A4nderungen]]

=== Projezierte Klimaänderungen ===

Klimaprojektionen für das 21. Jahrhundert sagen eine mittlere Temperaturerhöhung um etwa 3° für Südamerika vorher (IPCC), wobei die Temperaturerhöhung in Hochlagen besonders stark ausfällt.<ref name="Bradley 2004">Bradley, R. S., Keimig, F. T., & Diaz, H. F. (2004). Projected temperature changes along the American cordillera and the planned GCOS network. Geophysical Research Letters, 31(16).</ref> In Bezug auf eine Änderung des Niederschlags zeigen Klimamodelle eine abnehmende Tendenz in den südlichen Anden. Da die Modelle die Niederschläge des heutigen Klimas nur bedingt zutreffend darstellen, sind die Projektionen Vorsicht zu interpretieren. (IPCC)

Regionalmodelle zeigen für die Andenregion für verschiedene Szenarien Temperaturerhöhungen um 2-7 ° Celsius bis zum Ende des Jahrhunderts.<ref name="Urrutia 2009">Urrutia, R., & Vuille, M. (2009). Climate change projections for the tropical Andes using a regional climate model: temperature and precipitation simulations for the end of the 21st century. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 114(D2).</ref> Bezüglich des Niederschlags sagen regionale Studien eine Abnahme des Niederschlags über dem Altiplano um 10-30% des heutigen Wertes voraus. Grund hierfür ist eine simulierte Abnahme der Ostwinde über dem Altiplano, die die Hauptquelle für Niederschlag in der Region darstellen.<ref name="Minvielle 2011">Minvielle, M., & Garreaud, R. D. (2011). Projecting rainfall changes over the South American Altiplano. Journal of Climate, 24(17), 4577-4583.</ref>

== Einfluss des Klimawandels auf die tropischen Gletscher ==

=== Beobachteter Gletscherrückgang ===

Die Gletscher der Anden sind auf Grund ihrer tropischen Lage und der Höhe sehr sensibel gegenüber Klimänderungen. Beobachtungen zeigen einen starken Rückgang der Gletscher in den tropischen Anden im 20. Jahrhundert, wobei das Abschmelzen in den 1970er Jahren stark zugenommen hat.<ref name="Rabatel 2013" />

[[Bild:Huayna_potosi.JPG|thumb|350px|Ein abschmelzender Gletscher in der Nähe der Stadt La Paz (Bolivien)]]

In Venezuela sind die 5 verbleibenden der 1952 existierenden 10 Gletscher seit 1850 um etwa 95% abgeschmolzen. In Kolumbien sind 8 von 14 Gletschern im letzten Jahrhundert verschwunden. In Ecuador hat die Eisbedeckung des Cotopaxi Gletschers zwischen 1976 und 2006 um 42 % abgenommen, während am Chimborazo eine Abnahme der Gletscherfläche um 59 % zwischen 1962 und 1997 beobachtet wurde. In Peru wird die Abnahme der Gesamt-Gletscherfläche zwischen 1970 und 2003 auf 22% geschätzt. In Bolivien ist der Chacaltaya Gletscher, einst das höchste Skigebiet der Welt, bereits komplett abgeschmolzen. Die Abnahme der Eisfläche der 376 Gletscher in der Cordillera Real wird zwischen 1975 und 2006 auf 43 % geschätzt.<ref name= Vuille 2013" /> Zudem haben die 4 Gletscher, aus denen sich die Wasserversorgung der Stadt La Paz überwiegend speist, zwischen 1975 und 2006 um über 50% abgenommen.<ref name="Chevallier 2011" />

=== Wichtige Prozesse der Gletscherschmelze ===

Bezüglich der Netto-Volumenänderung, also dem Gleichgewicht zwischen Wachstum und Schmelzen, können tropische Gletscher grob in zwei Bereiche aufgeteilt werden. Im oberen Teil des Gletschers, dem Akkumulationsgebiet, wird Schnee angesammelt und unter Druck in Eis umgewandelt. Hier findet unterm Strich ein Wachstum des Gletschers statt. Im unteren Teil des Gletschers, dem Ablationsgebiet, überwiegt das Schmelzen des Eises. Die zwei Bereiche werden von der sogenannten Gleichgewichtslinie voneinander getrennt, an der Eisbildung und Schmelzen im Gleichgewicht stehen.

Klimaänderungen wirken daher sowohl durch Änderungen des Niederschlags als auch der Temperatur auf die Gletscher ein. Während die Häufigkeit und Menge des Niederschlags vor allem das Wachstum eines Gletschers beeinflusst, wirkt sich eine Änderung der Temperatur auf das Schmelzen im unteren Bereich sowie auf die Art des Niederschlags (Schnee oder Regen) aus. Eine Temperaturerhöhung alleine verschiebt dabei die Gleichgewichtslinie in höhere Lagen, verkleinert somit das Akkumulationsgebiet auf Kosten des Ablationsgebiets, und verringert somit auf längere Sicht die gesamte mit Eis bedeckte Fläche.<ref name="Chevallier 2011" />

Auf welche Weise Änderungen der zwei Einflussfaktoren Temperatur und Niederschlag das Wachstum und Abschmelzen einzelner tropischer Gletscher beeinflussen, ist von Fall zu Fall unterschiedlich. Dabei zeigen Gletscher in den Innertropen eine starke Empfindlichkeit gegenüber Temperatur- und Niederschlagsänderungen, während in den äußeren Tropen im Wesentlichen die Niederschlagsmenge von Bedeutung ist. Letzteres ist damit zu erklären, dass die Temperatur in den inneren Tropen entscheidend für die Niederschlagsform (Regen oder Schnee) über den Gletschern ist, während über den Gletschern der äußeren Tropen Niederschlag in Form von Schnee dominiert.<ref name="Rabatel 2013" />

Vgl. [[Gletscher in den tropischen Anden]]

== Einfluss der Gletscherschmelze auf die Wasserverfügbarkeit ==

=== Bedeutung der Gletscher für die Wasserversorgung ===

Mehr als 80% des Trinkwassers in den semi-ariden Tropen und Subtropen der Anden stammt aus Gebirgen. Gletscher haben dabei einen großen Einfluss auf die Wasserversorgung in den Anden. Starke saisonale Schwankungen im Niederschlag, d.h. stark ausgeprägte Wechsel zwischen Regen- und Trockenzeit, können von den tropischen Gletschern abgedämpft werden. Dabei wird Niederschlag in Form von Schnee auf den Gletschern abgelagert, zu Eis geformt und dann in der Trockenzeit durch Gletscherschmelze wieder abgegeben. Ein Verschwinden der Gletscher hat daher eine Verstärkung der saisonalen Unterschiede in der Wasserverfügbarkeit zur Folge. Diese Rolle der Gletscher als Wasserspeicher ist in den tropischen Anden von besonderer Bedeutung, wo im Unterschied zu Gebirgen niederer Breite durch Schneefall alleine kein Wasser gespeichert werden kann, da die intensive Sonneneinstrahlung in den Anden eine Schneeablagerung verhindert.<ref name= Vuille 2013" />

=== Beobachtete Auswirkungen der Gletscherschmelze ===

Auswirkungen der Gletscherschmelze auf die Wasserversorgung sind bereits in vollem Gange. So wird geschätzt, dass 30-45 % des Schmelzwassers aus der Cordillera Blanca in den Rio Santa auf dauerhafte Gletscherschmelze zurückzuführen ist.<ref name= Vuille 2013" /> Dabei lässt sich die dauerhafte und langfristige Gletscherschmelze in zwei Phasen einteilen: Während das Volumen des Schmelzwassers in der ersten Phase konstant bleibt oder sogar zunimmt, zeigt es in der zweiten Phase durch das abnehmende Reservoir an Eis einen zurückgehenden bis versiegenden Trend.<ref name="Chevallier 2011"/>

Die Auswirkungen der Gletscherschmelze betreffen die Bevölkerung direkt durch die Trinkwasserversorgung, außerdem die Landwirtschaft, andine Ökosysteme und die Elektrizitätsversorgung durch Wasserkraftwerke.<ref name= Vuille 2013" /> Bereits die kurzfristige Zunahme des Schmelzwassers führt dabei lokal zu großen Problemen wie einer Zunahme des Risikos von Überschwemmungen, Landrutschen, plötzlichen Gletscherseeabflüssen und Schäden in Ökosystemen.<ref name="Chevallier 2011" /><ref name="Rabatel 2013" /> Langfristig gesehen stellt die geringe Wasserspeicherfähigkeit durch Gletscher eine große Herausforderung für die Trinkwasserversorgung dar.

[[Bild:Altiplano.JPG|thumb|350px|Das bolivianische Altiplano in der Nähe der Stadt La Paz, eine durch extreme Trockenheit geprägte Region]]

Wie stark der Einfluss regional ausfällt, hängt dabei von verschiedenen Faktoren abhängig: der Größe und damit Bedeutung eines Gletschers als saisonaler Wasserspeicher, dem Abstand des Standorts vom Ort der Gletscherschmelze sowie der Intensität der saisonalen Niederschlagsunterschiede. Daher sind Regionen mit generell trockenen Gebieten wie in Peru und Bolivien stärker von den Auswirkungen der Gletscherschmelze betroffen als die nördlicheren Länder Ecuador und Kolumbien, die generell ein feuchteres Klima aufweisen und bei denen Feuchtgebiete (paramos) eine wichtige Rolle für die Wasserspeicherung spielen.<ref name= Vuille 2013" />

=== Projektionen der Wasserverfügbarkeit im 21. Jahrhundert ===

Da Klimamodelle durch die geringe räumliche Auflösung insbesondere in bergigen Regionen Schwierigkeiten haben, Änderungen in Niederschlag und Temperatur akkurat vorherzusagen, sind Projektionen der Gletscherschmelze mit großen Unsicherheiten verbunden.<ref name="Buytaert 2009">Buytaert, W., Célleri, R., & Timbe, L. (2009). Predicting climate change impacts on water resources in the tropical Andes: Effects of GCM uncertainty. Geophysical Research Letters, 36(7).</ref> Dennoch kann davon ausgegangen werden, dass sich der beobachtete Trend zu einer Abnahme der Gletscher fortsetzt und die damit verbundenen Schwierigkeiten in Bezug auf die Wasserversorgung zunehmen.

Neben dem Klimawandel stellt das prognostizierte Bevölkerungswachstum insbesondere in den Städten Südamerikas eine große Herausforderung für eine ausreichende Wasserversorgung dar. Dabei sind insbesondere die großen Andenstädte Bogota (Kolumbien), Quito (Ecuador), Lima (Peru) und La Paz (Bolivien) betroffen. Es wird geschätzt, dass das Bevölkerungswachstum alleine bereits bis 2050 zu einer Zunahme des Wassermangels um 50% führt. Trotz der mit Klimaprojektionen einhergehenden Unsicherheiten ist davon auszugehen, dass beide Faktoren, Bevölkerungswachstum und Klimawandel, insgesamt zu einer Abnahme der pro Kopf verfügbaren Wassermenge führen und damit große Herausforderungen für politische Anpassungsmaßnahmen darstellen.<ref name="Buytaert 2012">Buytaert, W., & De Bièvre, B. (2012). Water for cities: The impact of climate change and demographic growth in the tropical Andes. Water Resources Research, 48(8).</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>
== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
räumlich Teil von=Klimaprojektionen Lateinamerika
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|beeinflusst von=Klimaszenarien
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}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimaprojektionen Lateinamerika, Klimaprojektionen regional, Klimaszenarien, Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen, Regionale Klimaänderungen, Wasserversorgung, Anden, Trinkwasser, tropische Anden</metakeywords>

[[Kategorie:Wasserkreislauf]]
[[Kategorie:Wasserressourcen]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Datei:Huayna potosi.JPG

2014-02-22T11:51:05Z

Manuel Linsenmeier: Abschmelzender Gletscher in der Nähe der Stadt La Paz (Bolivien)

Abschmelzender Gletscher in der Nähe der Stadt La Paz (Bolivien)

Datei:Chacaltaya.JPG

2014-02-22T11:50:00Z

Manuel Linsenmeier: Der Chacaltaya Gletscher in Bolivien

Der Chacaltaya Gletscher in Bolivien

Datei:Altiplano.JPG

2014-02-22T11:45:52Z

Manuel Linsenmeier: Das bolivianische Altiplano

Das bolivianische Altiplano

Datei:Altiplano bolivien.JPG

2014-02-22T11:42:43Z

Manuel Linsenmeier: Manuel Linsenmeier lud eine neue Version von „Datei:Altiplano bolivien.JPG“ hoch: optimierte Auflösung

Die bolivianischen Anden

Datei:Altiplano bolivien.JPG

2014-02-22T11:37:52Z

Manuel Linsenmeier: Die bolivianischen Anden

Die bolivianischen Anden

Wasserprobleme und Klimawandel in den tropischen Anden

2014-02-20T11:55:10Z

Manuel Linsenmeier: kategorien update

== Einleitung ==

Die Anden besitzen die weltweit größte Dichte an tropischen Gletschern. Beobachtungen zeigen jedoch eine starke Abnahme der Gletscherbedeckung seit den 1970er Jahren.<ref name="Rabatel 2013">Rabatel, A., Francou, B., Soruco, A., Gomez, J., Cáceres, B., Ceballos, J. L., ... & Wagnon, P. (2013). Current state of glaciers in the tropical Andes: a multi-century perspective on glacier evolution and climate change. The Cryosphere, 7(1), 81-102.</ref>
Dieser Trend hat bei einzelnen Gletschern wie dem Chacaltaya Gletscher in Bolivien sogar bereits zum gänzlichen Verschwinden der Eisbedeckung geführt. Projektionen des Klimas für das 21. Jahrhundert sagen eine Fortsetzung des Abschmelzens und Verschwindens der Gletscher in den Anden voraus.<ref name="Rabatel 2013" />

Da die Gletscher vielerorts eine zentrale Rolle für die zeitlichen Schwankungen des Wasserabflusses spielen, bringt die Abnahme der Gletscher in den Anden große Herausforderungen für eine zuverlässige Wasserversorgung mit sich. Dabei zeigen sich Auswirkungen der Gletscherschmelze unter anderem auf die Trinkwasserversorgung, Ökosysteme, Landwirtschaft und Elektrizitätsversorgung durch Wasserkraftwerke.<ref name=Bradley 2006">Bradley, R. S., Vuille, M., Diaz, H. F., & Vergara, W. (2006). Threats to water supplies in the tropical Andes. Science. 2006, 1755.</ref> Insbesondere stellen Gletscher die Grundlage der Wasser- und Energieversorgung für die drei Hauptstädte Lima (Peru), Quito (Ecuador) und La Paz (Bolivien) dar.<ref name="Chevallier 2011">Chevallier, P., Pouyaud, B., Suarez, W., & Condom, T. (2011). Climate change threats to environment in the tropical Andes: glaciers and water resources. Regional Environmental Change, 11(1), 179-187.</ref>

Neben den Gletschern sind auch tropische Feuchtgebiete, sogenannte paramos, vom Klimawandel bedroht. Während Gletscher im südlichen Peru und in Bolivien als Wasserspeicher dominieren, sind diese Feuchtgebiete überwiegend im Norden Perus, in Ecuador und in Kolumbien für die Wasserversorgung von Bedeutung. Diese Feuchtgebiete liegen in Höhen von etwa 3500m bis 5000m. Bei steigenden Temperaturen wandern sie in höhere Lagen ab. Zudem wirkt sich eine Änderung des Niederschlags auf die Wasserbereitstellung der Feuchtgebiete aus. Die größte Bedrohung für die Feuchtgebiete geht heute allerdings von der Nutzung durch Landwirtschaft und Bevölkerung aus.<ref name= Vuille 2013">Vuille, M. (2013). Climate Change and Water Resources in the Tropical Andes. Inter-American Development Bank.</ref>

== Lage und Klima ==

Die Anden sind die längste Gebirgskette der Welt. Sie erstrecken sich über eine Länge von 7500 Kilometern, vom Norden des südamerikanischen Kontinents bei 10° N bis zu seiner Südspitze bei etwa 53° S. Die durchschnittliche Gipfelhöhe beträgt in den Tropen und Subtropen über 4000m. <ref name="Garreaud 2009">Garreaud, R. D. (2009). The Andes climate and weather. Advances in Geosciences, 22(22), 3-11.</ref>

Im Gegensatz zu ihrer Nord-Süd Ausdehnung sind die Anden mit einer typischen Breite von weniger als 200 km Breite sehr schmal. Eine Ausnahme bilden die Subtropen, in denen sich die Gebirgskette in die West-Anden (Cordillera Occidental) und Ost-Anden (Cordillera Oriental) aufteilt und zwischen diesen eine Hochebene (Altiplano) mit einer durchnschnittlichen Höhe von etwa 4000m bildet.<ref name="Garreaud 2009" /> Der höchste Berg, der nordöstlich von Santiago de Chile gelegene Aconcagua, ist 6960 m hoch.

Durch ihre ausgeprägte Orographie beeinflussen die Anden die großskalige atmosphärische Zirkulation über Südamerika. In den Tropen und Subtropen teilen sie den Kontinent in trockene (West) und feuchte (Ost) Regionen, während sich dieses Muster in den Außertropen umkehrt. Zudem haben sie einen Einfluss auf den Luftmassenaustausch zwischen Tropen und Außertropen.<ref name="Garreaud 2009b">Garreaud, R. D., Vuille, M., Compagnucci, R., & Marengo, J. (2009). Present-day south american climate. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 281(3), 180-195.</ref>

Vgl. [[Klimaprojektionen_Lateinamerika#Grundlagen]]

== Klimawandel in den tropischen Anden ==

=== Beobachtete Klimaänderungen ===

Beobachtungen zeigen eine besonders starke Temperaturerhöhung durch den Klimawandel in den Hochlagen der Anden.<ref name=Bradley 2006" /> Messungen der Temperatur im Zeitraum von 1939 – 1998 ergeben dort einen Erwärmungstrend von durchschnittlich 0.11 Grad / Dekade, der damit deutlich über dem globalen Trend von 0.06 Grad / Dekade liegt.<ref name=Bradley 2006" /> Dabei sind jedoch deutliche Unterschiede zwischen verschiedenen Höhen- und Hanglagen festzustellen.<ref name= Vuille 2013" />

Auf Grund der komplexen Orographie zeigen Messungen des Niederschlags ein weniger koherentes Bild. Dabei ist nördlich von 11° S eine Abnahme und südlich davon eine Zunahme des Niederschlags zu verzeichnen. Im bolivianischen Altiplano wurden zudem eine verspätet eintretende Regenzeit sowie seltenere und heftigere Niederschläge beobachtet.<ref name= Vuille 2013" />

Vgl. [[Gletscher_in_den_tropischen_Anden#Klima.C3.A4nderungen]]

=== Projezierte Klimaänderungen ===

Klimaprojektionen für das 21. Jahrhundert sagen eine mittlere Temperaturerhöhung um etwa 3° für Südamerika vorher (IPCC), wobei die Temperaturerhöhung in Hochlagen besonders stark ausfällt.<ref name="Bradley 2004">Bradley, R. S., Keimig, F. T., & Diaz, H. F. (2004). Projected temperature changes along the American cordillera and the planned GCOS network. Geophysical Research Letters, 31(16).</ref> In Bezug auf eine Änderung des Niederschlags zeigen Klimamodelle eine abnehmende Tendenz in den südlichen Anden. Da die Modelle die Niederschläge des heutigen Klimas nur bedingt zutreffend darstellen, sind die Projektionen Vorsicht zu interpretieren. (IPCC)

Regionalmodelle zeigen für die Andenregion für verschiedene Szenarien Temperaturerhöhungen um 2-7 ° Celsius bis zum Ende des Jahrhunderts.<ref name="Urrutia 2009">Urrutia, R., & Vuille, M. (2009). Climate change projections for the tropical Andes using a regional climate model: temperature and precipitation simulations for the end of the 21st century. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 114(D2).</ref> Bezüglich des Niederschlags sagen regionale Studien eine Abnahme des Niederschlags über dem Altiplano um 10-30% des heutigen Wertes voraus. Grund hierfür ist eine simulierte Abnahme der Ostwinde über dem Altiplano, die die Hauptquelle für Niederschlag in der Region darstellen.<ref name="Minvielle 2011">Minvielle, M., & Garreaud, R. D. (2011). Projecting rainfall changes over the South American Altiplano. Journal of Climate, 24(17), 4577-4583.</ref>

== Einfluss des Klimawandels auf die tropischen Gletscher ==

=== Beobachteter Gletscherrückgang ===

Die Gletscher der Anden sind auf Grund ihrer tropischen Lage und der Höhe sehr sensibel gegenüber Klimänderungen. Beobachtungen zeigen einen starken Rückgang der Gletscher in den tropischen Anden im 20. Jahrhundert, wobei das Abschmelzen in den 1970er Jahren stark zugenommen hat.<ref name="Rabatel 2013" />

In Venezuela sind die 5 verbleibenden der 1952 existierenden 10 Gletscher seit 1850 um etwa 95% abgeschmolzen. In Kolumbien sind 8 von 14 Gletschern im letzten Jahrhundert verschwunden. In Ecuador hat die Eisbedeckung des Cotopaxi Gletschers zwischen 1976 und 2006 um 42 % abgenommen, während am Chimborazo eine Abnahme der Gletscherfläche um 59 % zwischen 1962 und 1997 beobachtet wurde. In Peru wird die Abnahme der Gesamt-Gletscherfläche zwischen 1970 und 2003 auf 22% geschätzt. In Bolivien ist der Chacaltaya Gletscher, einst das höchste Skigebiet der Welt, bereits komplett abgeschmolzen. Die Abnahme der Eisfläche der 376 Gletscher in der Cordillera Real wird zwischen 1975 und 2006 auf 43 % geschätzt.<ref name= Vuille 2013" /> Zudem haben die 4 Gletscher, aus denen sich die Wasserversorgung der Stadt La Paz überwiegend speist, zwischen 1975 und 2006 um über 50% abgenommen.<ref name="Chevallier 2011" />

=== Wichtige Prozesse der Gletscherschmelze ===

Bezüglich der Netto-Volumenänderung, also dem Gleichgewicht zwischen Wachstum und Schmelzen, können tropische Gletscher grob in zwei Bereiche aufgeteilt werden. Im oberen Teil des Gletschers, dem Akkumulationsgebiet, wird Schnee angesammelt und unter Druck in Eis umgewandelt. Hier findet unterm Strich ein Wachstum des Gletschers statt. Im unteren Teil des Gletschers, dem Ablationsgebiet, überwiegt das Schmelzen des Eises. Die zwei Bereiche werden von der sogenannten Gleichgewichtslinie voneinander getrennt, an der Eisbildung und Schmelzen im Gleichgewicht stehen.

Klimaänderungen wirken daher sowohl durch Änderungen des Niederschlags als auch der Temperatur auf die Gletscher ein. Während die Häufigkeit und Menge des Niederschlags vor allem das Wachstum eines Gletschers beeinflusst, wirkt sich eine Änderung der Temperatur auf das Schmelzen im unteren Bereich sowie auf die Art des Niederschlags (Schnee oder Regen) aus. Eine Temperaturerhöhung alleine verschiebt dabei die Gleichgewichtslinie in höhere Lagen, verkleinert somit das Akkumulationsgebiet auf Kosten des Ablationsgebiets, und verringert somit auf längere Sicht die gesamte mit Eis bedeckte Fläche.<ref name="Chevallier 2011" />

Auf welche Weise Änderungen der zwei Einflussfaktoren Temperatur und Niederschlag das Wachstum und Abschmelzen einzelner tropischer Gletscher beeinflussen, ist von Fall zu Fall unterschiedlich. Dabei zeigen Gletscher in den Innertropen eine starke Empfindlichkeit gegenüber Temperatur- und Niederschlagsänderungen, während in den äußeren Tropen im Wesentlichen die Niederschlagsmenge von Bedeutung ist. Letzteres ist damit zu erklären, dass die Temperatur in den inneren Tropen entscheidend für die Niederschlagsform (Regen oder Schnee) über den Gletschern ist, während über den Gletschern der äußeren Tropen Niederschlag in Form von Schnee dominiert.<ref name="Rabatel 2013" />

Vgl. [[Gletscher in den tropischen Anden]]

== Einfluss der Gletscherschmelze auf die Wasserverfügbarkeit ==

=== Bedeutung der Gletscher für die Wasserversorgung ===

Mehr als 80% des Trinkwassers in den semi-ariden Tropen und Subtropen der Anden stammt aus Gebirgen. Gletscher haben dabei einen großen Einfluss auf die Wasserversorgung in den Anden. Starke saisonale Schwankungen im Niederschlag, d.h. stark ausgeprägte Wechsel zwischen Regen- und Trockenzeit, können von den tropischen Gletschern abgedämpft werden. Dabei wird Niederschlag in Form von Schnee auf den Gletschern abgelagert, zu Eis geformt und dann in der Trockenzeit durch Gletscherschmelze wieder abgegeben. Ein Verschwinden der Gletscher hat daher eine Verstärkung der saisonalen Unterschiede in der Wasserverfügbarkeit zur Folge. Diese Rolle der Gletscher als Wasserspeicher ist in den tropischen Anden von besonderer Bedeutung, wo im Unterschied zu Gebirgen niederer Breite durch Schneefall alleine kein Wasser gespeichert werden kann, da die intensive Sonneneinstrahlung in den Anden eine Schneeablagerung verhindert.<ref name= Vuille 2013" />

=== Beobachtete Auswirkungen der Gletscherschmelze ===

Auswirkungen der Gletscherschmelze auf die Wasserversorgung sind bereits in vollem Gange. So wird geschätzt, dass 30-45 % des Schmelzwassers aus der Cordillera Blanca in den Rio Santa auf dauerhafte Gletscherschmelze zurückzuführen ist.<ref name= Vuille 2013" /> Dabei lässt sich die dauerhafte und langfristige Gletscherschmelze in zwei Phasen einteilen: Während das Volumen des Schmelzwassers in der ersten Phase konstant bleibt oder sogar zunimmt, zeigt es in der zweiten Phase durch das abnehmende Reservoir an Eis einen zurückgehenden bis versiegenden Trend.<ref name="Chevallier 2011"/>

Die Auswirkungen der Gletscherschmelze betreffen die Bevölkerung direkt durch die Trinkwasserversorgung, außerdem die Landwirtschaft, andine Ökosysteme und die Elektrizitätsversorgung durch Wasserkraftwerke.<ref name= Vuille 2013" /> Bereits die kurzfristige Zunahme des Schmelzwassers führt dabei lokal zu großen Problemen wie einer Zunahme des Risikos von Überschwemmungen, Landrutschen, plötzlichen Gletscherseeabflüssen und Schäden in Ökosystemen.<ref name="Chevallier 2011" /><ref name="Rabatel 2013" /> Langfristig gesehen stellt die geringe Wasserspeicherfähigkeit durch Gletscher eine große Herausforderung für die Trinkwasserversorgung dar.

Wie stark der Einfluss regional ausfällt, hängt dabei von verschiedenen Faktoren abhängig: der Größe und damit Bedeutung eines Gletschers als saisonaler Wasserspeicher, dem Abstand des Standorts vom Ort der Gletscherschmelze sowie der Intensität der saisonalen Niederschlagsunterschiede. Daher sind Regionen mit generell trockenen Gebieten wie in Peru und Bolivien stärker von den Auswirkungen der Gletscherschmelze betroffen als die nördlicheren Länder Ecuador und Kolumbien, die generell ein feuchteres Klima aufweisen und bei denen Feuchtgebiete (paramos) eine wichtige Rolle für die Wasserspeicherung spielen.<ref name= Vuille 2013" />

=== Projektionen der Wasserverfügbarkeit im 21. Jahrhundert ===

Da Klimamodelle durch die geringe räumliche Auflösung insbesondere in bergigen Regionen Schwierigkeiten haben, Änderungen in Niederschlag und Temperatur akkurat vorherzusagen, sind Projektionen der Gletscherschmelze mit großen Unsicherheiten verbunden.<ref name="Buytaert 2009">Buytaert, W., Célleri, R., & Timbe, L. (2009). Predicting climate change impacts on water resources in the tropical Andes: Effects of GCM uncertainty. Geophysical Research Letters, 36(7).</ref> Dennoch kann davon ausgegangen werden, dass sich der beobachtete Trend zu einer Abnahme der Gletscher fortsetzt und die damit verbundenen Schwierigkeiten in Bezug auf die Wasserversorgung zunehmen.

Neben dem Klimawandel stellt das prognostizierte Bevölkerungswachstum insbesondere in den Städten Südamerikas eine große Herausforderung für eine ausreichende Wasserversorgung dar. Dabei sind insbesondere die großen Andenstädte Bogota (Kolumbien), Quito (Ecuador), Lima (Peru) und La Paz (Bolivien) betroffen. Es wird geschätzt, dass das Bevölkerungswachstum alleine bereits bis 2050 zu einer Zunahme des Wassermangels um 50% führt. Trotz der mit Klimaprojektionen einhergehenden Unsicherheiten ist davon auszugehen, dass beide Faktoren, Bevölkerungswachstum und Klimawandel, insgesamt zu einer Abnahme der pro Kopf verfügbaren Wassermenge führen und damit große Herausforderungen für politische Anpassungsmaßnahmen darstellen.<ref name="Buytaert 2012">Buytaert, W., & De Bièvre, B. (2012). Water for cities: The impact of climate change and demographic growth in the tropical Andes. Water Resources Research, 48(8).</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>
== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
räumlich Teil von=Klimaprojektionen Lateinamerika
|räumlich Teil von=Klimaprojektionen regional
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimaprojektionen Lateinamerika, Klimaprojektionen regional, Klimaszenarien, Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen, Regionale Klimaänderungen, Wasserversorgung, Anden, Trinkwasser, tropische Anden</metakeywords>

[[Kategorie:Wasserkreislauf]]
[[Kategorie:Wasserressourcen]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]

Wasserprobleme und Klimawandel in den tropischen Anden

2014-02-20T11:53:17Z

Manuel Linsenmeier: erste Version, Bild fehlt noch

== Einleitung ==

Die Anden besitzen die weltweit größte Dichte an tropischen Gletschern. Beobachtungen zeigen jedoch eine starke Abnahme der Gletscherbedeckung seit den 1970er Jahren.<ref name="Rabatel 2013">Rabatel, A., Francou, B., Soruco, A., Gomez, J., Cáceres, B., Ceballos, J. L., ... & Wagnon, P. (2013). Current state of glaciers in the tropical Andes: a multi-century perspective on glacier evolution and climate change. The Cryosphere, 7(1), 81-102.</ref>
Dieser Trend hat bei einzelnen Gletschern wie dem Chacaltaya Gletscher in Bolivien sogar bereits zum gänzlichen Verschwinden der Eisbedeckung geführt. Projektionen des Klimas für das 21. Jahrhundert sagen eine Fortsetzung des Abschmelzens und Verschwindens der Gletscher in den Anden voraus.<ref name="Rabatel 2013" />

Da die Gletscher vielerorts eine zentrale Rolle für die zeitlichen Schwankungen des Wasserabflusses spielen, bringt die Abnahme der Gletscher in den Anden große Herausforderungen für eine zuverlässige Wasserversorgung mit sich. Dabei zeigen sich Auswirkungen der Gletscherschmelze unter anderem auf die Trinkwasserversorgung, Ökosysteme, Landwirtschaft und Elektrizitätsversorgung durch Wasserkraftwerke.<ref name=Bradley 2006">Bradley, R. S., Vuille, M., Diaz, H. F., & Vergara, W. (2006). Threats to water supplies in the tropical Andes. Science. 2006, 1755.</ref> Insbesondere stellen Gletscher die Grundlage der Wasser- und Energieversorgung für die drei Hauptstädte Lima (Peru), Quito (Ecuador) und La Paz (Bolivien) dar.<ref name="Chevallier 2011">Chevallier, P., Pouyaud, B., Suarez, W., & Condom, T. (2011). Climate change threats to environment in the tropical Andes: glaciers and water resources. Regional Environmental Change, 11(1), 179-187.</ref>

Neben den Gletschern sind auch tropische Feuchtgebiete, sogenannte paramos, vom Klimawandel bedroht. Während Gletscher im südlichen Peru und in Bolivien als Wasserspeicher dominieren, sind diese Feuchtgebiete überwiegend im Norden Perus, in Ecuador und in Kolumbien für die Wasserversorgung von Bedeutung. Diese Feuchtgebiete liegen in Höhen von etwa 3500m bis 5000m. Bei steigenden Temperaturen wandern sie in höhere Lagen ab. Zudem wirkt sich eine Änderung des Niederschlags auf die Wasserbereitstellung der Feuchtgebiete aus. Die größte Bedrohung für die Feuchtgebiete geht heute allerdings von der Nutzung durch Landwirtschaft und Bevölkerung aus.<ref name= Vuille 2013">Vuille, M. (2013). Climate Change and Water Resources in the Tropical Andes. Inter-American Development Bank.</ref>

== Lage und Klima ==

Die Anden sind die längste Gebirgskette der Welt. Sie erstrecken sich über eine Länge von 7500 Kilometern, vom Norden des südamerikanischen Kontinents bei 10° N bis zu seiner Südspitze bei etwa 53° S. Die durchschnittliche Gipfelhöhe beträgt in den Tropen und Subtropen über 4000m. <ref name="Garreaud 2009">Garreaud, R. D. (2009). The Andes climate and weather. Advances in Geosciences, 22(22), 3-11.</ref>

Im Gegensatz zu ihrer Nord-Süd Ausdehnung sind die Anden mit einer typischen Breite von weniger als 200 km Breite sehr schmal. Eine Ausnahme bilden die Subtropen, in denen sich die Gebirgskette in die West-Anden (Cordillera Occidental) und Ost-Anden (Cordillera Oriental) aufteilt und zwischen diesen eine Hochebene (Altiplano) mit einer durchnschnittlichen Höhe von etwa 4000m bildet.<ref name="Garreaud 2009" /> Der höchste Berg, der nordöstlich von Santiago de Chile gelegene Aconcagua, ist 6960 m hoch.

Durch ihre ausgeprägte Orographie beeinflussen die Anden die großskalige atmosphärische Zirkulation über Südamerika. In den Tropen und Subtropen teilen sie den Kontinent in trockene (West) und feuchte (Ost) Regionen, während sich dieses Muster in den Außertropen umkehrt. Zudem haben sie einen Einfluss auf den Luftmassenaustausch zwischen Tropen und Außertropen.<ref name="Garreaud 2009b">Garreaud, R. D., Vuille, M., Compagnucci, R., & Marengo, J. (2009). Present-day south american climate. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 281(3), 180-195.</ref>

Vgl. [[Klimaprojektionen_Lateinamerika#Grundlagen]]

== Klimawandel in den tropischen Anden ==

=== Beobachtete Klimaänderungen ===

Beobachtungen zeigen eine besonders starke Temperaturerhöhung durch den Klimawandel in den Hochlagen der Anden.<ref name=Bradley 2006" /> Messungen der Temperatur im Zeitraum von 1939 – 1998 ergeben dort einen Erwärmungstrend von durchschnittlich 0.11 Grad / Dekade, der damit deutlich über dem globalen Trend von 0.06 Grad / Dekade liegt.<ref name=Bradley 2006" /> Dabei sind jedoch deutliche Unterschiede zwischen verschiedenen Höhen- und Hanglagen festzustellen.<ref name= Vuille 2013" />

Auf Grund der komplexen Orographie zeigen Messungen des Niederschlags ein weniger koherentes Bild. Dabei ist nördlich von 11° S eine Abnahme und südlich davon eine Zunahme des Niederschlags zu verzeichnen. Im bolivianischen Altiplano wurden zudem eine verspätet eintretende Regenzeit sowie seltenere und heftigere Niederschläge beobachtet.<ref name= Vuille 2013" />

Vgl. [[Gletscher_in_den_tropischen_Anden#Klima.C3.A4nderungen]]

=== Projezierte Klimaänderungen ===

Klimaprojektionen für das 21. Jahrhundert sagen eine mittlere Temperaturerhöhung um etwa 3° für Südamerika vorher (IPCC), wobei die Temperaturerhöhung in Hochlagen besonders stark ausfällt.<ref name="Bradley 2004">Bradley, R. S., Keimig, F. T., & Diaz, H. F. (2004). Projected temperature changes along the American cordillera and the planned GCOS network. Geophysical Research Letters, 31(16).</ref> In Bezug auf eine Änderung des Niederschlags zeigen Klimamodelle eine abnehmende Tendenz in den südlichen Anden. Da die Modelle die Niederschläge des heutigen Klimas nur bedingt zutreffend darstellen, sind die Projektionen Vorsicht zu interpretieren. (IPCC)

Regionalmodelle zeigen für die Andenregion für verschiedene Szenarien Temperaturerhöhungen um 2-7 ° Celsius bis zum Ende des Jahrhunderts.<ref name="Urrutia 2009">Urrutia, R., & Vuille, M. (2009). Climate change projections for the tropical Andes using a regional climate model: temperature and precipitation simulations for the end of the 21st century. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 114(D2).</ref> Bezüglich des Niederschlags sagen regionale Studien eine Abnahme des Niederschlags über dem Altiplano um 10-30% des heutigen Wertes voraus. Grund hierfür ist eine simulierte Abnahme der Ostwinde über dem Altiplano, die die Hauptquelle für Niederschlag in der Region darstellen.<ref name="Minvielle 2011">Minvielle, M., & Garreaud, R. D. (2011). Projecting rainfall changes over the South American Altiplano. Journal of Climate, 24(17), 4577-4583.</ref>

== Einfluss des Klimawandels auf die tropischen Gletscher ==

=== Beobachteter Gletscherrückgang ===

Die Gletscher der Anden sind auf Grund ihrer tropischen Lage und der Höhe sehr sensibel gegenüber Klimänderungen. Beobachtungen zeigen einen starken Rückgang der Gletscher in den tropischen Anden im 20. Jahrhundert, wobei das Abschmelzen in den 1970er Jahren stark zugenommen hat.<ref name="Rabatel 2013" />

In Venezuela sind die 5 verbleibenden der 1952 existierenden 10 Gletscher seit 1850 um etwa 95% abgeschmolzen. In Kolumbien sind 8 von 14 Gletschern im letzten Jahrhundert verschwunden. In Ecuador hat die Eisbedeckung des Cotopaxi Gletschers zwischen 1976 und 2006 um 42 % abgenommen, während am Chimborazo eine Abnahme der Gletscherfläche um 59 % zwischen 1962 und 1997 beobachtet wurde. In Peru wird die Abnahme der Gesamt-Gletscherfläche zwischen 1970 und 2003 auf 22% geschätzt. In Bolivien ist der Chacaltaya Gletscher, einst das höchste Skigebiet der Welt, bereits komplett abgeschmolzen. Die Abnahme der Eisfläche der 376 Gletscher in der Cordillera Real wird zwischen 1975 und 2006 auf 43 % geschätzt.<ref name= Vuille 2013" /> Zudem haben die 4 Gletscher, aus denen sich die Wasserversorgung der Stadt La Paz überwiegend speist, zwischen 1975 und 2006 um über 50% abgenommen.<ref name="Chevallier 2011" />

=== Wichtige Prozesse der Gletscherschmelze ===

Bezüglich der Netto-Volumenänderung, also dem Gleichgewicht zwischen Wachstum und Schmelzen, können tropische Gletscher grob in zwei Bereiche aufgeteilt werden. Im oberen Teil des Gletschers, dem Akkumulationsgebiet, wird Schnee angesammelt und unter Druck in Eis umgewandelt. Hier findet unterm Strich ein Wachstum des Gletschers statt. Im unteren Teil des Gletschers, dem Ablationsgebiet, überwiegt das Schmelzen des Eises. Die zwei Bereiche werden von der sogenannten Gleichgewichtslinie voneinander getrennt, an der Eisbildung und Schmelzen im Gleichgewicht stehen.

Klimaänderungen wirken daher sowohl durch Änderungen des Niederschlags als auch der Temperatur auf die Gletscher ein. Während die Häufigkeit und Menge des Niederschlags vor allem das Wachstum eines Gletschers beeinflusst, wirkt sich eine Änderung der Temperatur auf das Schmelzen im unteren Bereich sowie auf die Art des Niederschlags (Schnee oder Regen) aus. Eine Temperaturerhöhung alleine verschiebt dabei die Gleichgewichtslinie in höhere Lagen, verkleinert somit das Akkumulationsgebiet auf Kosten des Ablationsgebiets, und verringert somit auf längere Sicht die gesamte mit Eis bedeckte Fläche.<ref name="Chevallier 2011" />

Auf welche Weise Änderungen der zwei Einflussfaktoren Temperatur und Niederschlag das Wachstum und Abschmelzen einzelner tropischer Gletscher beeinflussen, ist von Fall zu Fall unterschiedlich. Dabei zeigen Gletscher in den Innertropen eine starke Empfindlichkeit gegenüber Temperatur- und Niederschlagsänderungen, während in den äußeren Tropen im Wesentlichen die Niederschlagsmenge von Bedeutung ist. Letzteres ist damit zu erklären, dass die Temperatur in den inneren Tropen entscheidend für die Niederschlagsform (Regen oder Schnee) über den Gletschern ist, während über den Gletschern der äußeren Tropen Niederschlag in Form von Schnee dominiert.<ref name="Rabatel 2013" />

Vgl. [[Gletscher in den tropischen Anden]]

== Einfluss der Gletscherschmelze auf die Wasserverfügbarkeit ==

=== Bedeutung der Gletscher für die Wasserversorgung ===

Mehr als 80% des Trinkwassers in den semi-ariden Tropen und Subtropen der Anden stammt aus Gebirgen. Gletscher haben dabei einen großen Einfluss auf die Wasserversorgung in den Anden. Starke saisonale Schwankungen im Niederschlag, d.h. stark ausgeprägte Wechsel zwischen Regen- und Trockenzeit, können von den tropischen Gletschern abgedämpft werden. Dabei wird Niederschlag in Form von Schnee auf den Gletschern abgelagert, zu Eis geformt und dann in der Trockenzeit durch Gletscherschmelze wieder abgegeben. Ein Verschwinden der Gletscher hat daher eine Verstärkung der saisonalen Unterschiede in der Wasserverfügbarkeit zur Folge. Diese Rolle der Gletscher als Wasserspeicher ist in den tropischen Anden von besonderer Bedeutung, wo im Unterschied zu Gebirgen niederer Breite durch Schneefall alleine kein Wasser gespeichert werden kann, da die intensive Sonneneinstrahlung in den Anden eine Schneeablagerung verhindert.<ref name= Vuille 2013" />

=== Beobachtete Auswirkungen der Gletscherschmelze ===

Auswirkungen der Gletscherschmelze auf die Wasserversorgung sind bereits in vollem Gange. So wird geschätzt, dass 30-45 % des Schmelzwassers aus der Cordillera Blanca in den Rio Santa auf dauerhafte Gletscherschmelze zurückzuführen ist.<ref name= Vuille 2013" /> Dabei lässt sich die dauerhafte und langfristige Gletscherschmelze in zwei Phasen einteilen: Während das Volumen des Schmelzwassers in der ersten Phase konstant bleibt oder sogar zunimmt, zeigt es in der zweiten Phase durch das abnehmende Reservoir an Eis einen zurückgehenden bis versiegenden Trend.<ref name="Chevallier 2011"/>

Die Auswirkungen der Gletscherschmelze betreffen die Bevölkerung direkt durch die Trinkwasserversorgung, außerdem die Landwirtschaft, andine Ökosysteme und die Elektrizitätsversorgung durch Wasserkraftwerke.<ref name= Vuille 2013" /> Bereits die kurzfristige Zunahme des Schmelzwassers führt dabei lokal zu großen Problemen wie einer Zunahme des Risikos von Überschwemmungen, Landrutschen, plötzlichen Gletscherseeabflüssen und Schäden in Ökosystemen.<ref name="Chevallier 2011" /><ref name="Rabatel 2013" /> Langfristig gesehen stellt die geringe Wasserspeicherfähigkeit durch Gletscher eine große Herausforderung für die Trinkwasserversorgung dar.

Wie stark der Einfluss regional ausfällt, hängt dabei von verschiedenen Faktoren abhängig: der Größe und damit Bedeutung eines Gletschers als saisonaler Wasserspeicher, dem Abstand des Standorts vom Ort der Gletscherschmelze sowie der Intensität der saisonalen Niederschlagsunterschiede. Daher sind Regionen mit generell trockenen Gebieten wie in Peru und Bolivien stärker von den Auswirkungen der Gletscherschmelze betroffen als die nördlicheren Länder Ecuador und Kolumbien, die generell ein feuchteres Klima aufweisen und bei denen Feuchtgebiete (paramos) eine wichtige Rolle für die Wasserspeicherung spielen.<ref name= Vuille 2013" />

=== Projektionen der Wasserverfügbarkeit im 21. Jahrhundert ===

Da Klimamodelle durch die geringe räumliche Auflösung insbesondere in bergigen Regionen Schwierigkeiten haben, Änderungen in Niederschlag und Temperatur akkurat vorherzusagen, sind Projektionen der Gletscherschmelze mit großen Unsicherheiten verbunden.<ref name="Buytaert 2009">Buytaert, W., Célleri, R., & Timbe, L. (2009). Predicting climate change impacts on water resources in the tropical Andes: Effects of GCM uncertainty. Geophysical Research Letters, 36(7).</ref> Dennoch kann davon ausgegangen werden, dass sich der beobachtete Trend zu einer Abnahme der Gletscher fortsetzt und die damit verbundenen Schwierigkeiten in Bezug auf die Wasserversorgung zunehmen.

Neben dem Klimawandel stellt das prognostizierte Bevölkerungswachstum insbesondere in den Städten Südamerikas eine große Herausforderung für eine ausreichende Wasserversorgung dar. Dabei sind insbesondere die großen Andenstädte Bogota (Kolumbien), Quito (Ecuador), Lima (Peru) und La Paz (Bolivien) betroffen. Es wird geschätzt, dass das Bevölkerungswachstum alleine bereits bis 2050 zu einer Zunahme des Wassermangels um 50% führt. Trotz der mit Klimaprojektionen einhergehenden Unsicherheiten ist davon auszugehen, dass beide Faktoren, Bevölkerungswachstum und Klimawandel, insgesamt zu einer Abnahme der pro Kopf verfügbaren Wassermenge führen und damit große Herausforderungen für politische Anpassungsmaßnahmen darstellen.<ref name="Buytaert 2012">Buytaert, W., & De Bièvre, B. (2012). Water for cities: The impact of climate change and demographic growth in the tropical Andes. Water Resources Research, 48(8).</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>
== Lizenzhinweis ==
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaänderungen]]

Klimaprojektionen Ostafrika

2013-11-19T18:49:41Z

Manuel Linsenmeier: /* Lizenzhinweis */

== Klima und Klimawandel in Ostafrika ==
Der Klimawandel stellt für Afrika eine enorme Herausforderung dar. Aktuelle Klimaveränderungen zeigen einen klaren Erwärmungstrend und eine starke Änderung in zeitlichen und räumlichen Niederschlagsmustern. Dies hat insbesondere für die Bevölkerung der sub-saharischen Staaten und die dortige Landwirtschaft große Folgen. Regionale Klimaprojektionen werden somit zu einer wichtigen Grundlage für Anpassungsmaßnahmen an Klimaveränderungen. Der projezierte Bevölkerungsanstieg von heute etwa 1.0 auf 1.5 bis 1.9 Milliarden Menschen bis 2050 unterstreicht dies noch einmal in besonderer Weise. <ref name="World Bank">World Bank. 2013. Turn Down the Heat: Climate Extremes, Regional Impacts, and the Case for Resilience. A report for the World Bank by the Potsdam Institute for Climate Impact Research and Climate Analytics. Washington, DC:World Bank </ref>

Ein regionaler klimatischer Hotspot ist Ostafrika. Die Region Ostafrika, auch als das große Horn von Afrika bezeichnet, umfasst die Staaten Äthiopien, Somalia, Kenia, Uganda und Tansania, sowie je nach Betrachtung auch Südsudan, Madagaskar und Mozambique. Beobachtungen zeigen hier deutliche [[Klimaänderungen in Ostafrika|regionale Klimaveränderungen]], insbesondere in der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Niederschlags. Die gravierenden Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die Bevölkerung wurden durch einzelne Ereignisse, wie die mit anschließenden starken Überschwemmungen verbundenen [[Dürren]] in den Jahren 2005 und 2010, besonders verdeutlicht.

Trotz seiner Lage um den Äquator ist das Klima Ostafrikas nicht typisch [[Tropen|tropisch]], sondern von Gebirgen und Hochlagen geprägt. Diese zwingen feuchte Luft aus dem Atlantik, dem Indischen Ozean und dem Mittelmeer an ihren Rändern zum Aufsteigen und sorgen so unter anderem für trockene Küstengebiete und ein vergleichsweise feuchtes Hinterland. Die zeitliche Verteilung des Niederschlags ist im Wesentlichen durch das Wandern der [[Innertropische Konvergenzzone|ITCZ]] beeinflusst, mit Regenzeiten von Oktober bis Dezember und von März bis Mai. Durch die komplexe Orographie ist Ostafrika generell von lokal sehr unterschiedlichen klimatischen Bedingungen geprägt, wodurch auch Auswirkungen des Klimawandels räumlich sehr unterschiedlich ausfallen können. So zeigen Beobachtungen zum Beispiel im Norden Äthiopiens auf der einen Seite einen Erwärmungstrend um etwa 0.3 Grad/Dekade und eine Abnahme des Monatsniederschlags um 4mm/Dekade, auf der anderen Seite aber eine relative Stabilität des Klimas in den Hochlagen <ref name = "Jury 2012"> Jury, M. R., & Funk, C. (2012). Climatic trends over Ethiopia: regional signals and drivers. International Journal of Climatology.</ref>

Eine erste Einschätzung der zukünftigen Klimawentwicklung in Ostafrika ermöglichen globale [[Klimamodelle]]. Diese Modelle haben allerdings eine relativ geringe räumliche Auflösung und somit Schwierigkeiten, die komplexe Orographie in Ostafrika korrekt im Model abzubilden. Dies führt zu signifikanten systematischen Abweichungen zwischen Klimasimulationen und Beobachtungen, insbesondere in räumlichen und zeitlichen Niederschlagsmustern. <ref name="IPCC">Christensen, J.H. et al. (2007): Regional Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA</ref> [[Regionale Klimamodelle]] können hier Abhilfe verschaffen, befinden sich allerdings noch im Entwicklungsstadium und sind bisher nur in wenigen Studien für die Region Ostafrika eingesetzt worden.

== Ostafrika in globalen Klimaprojektionen ==

[[Bild:Afrika 2100 A1B.jpg|thumb|420px|Temperatur und Niederschlagsänderungen in Afrika bis 2100. Modellsimulation nach dem [[Klimaszenarien|Szenario]] A1B des Weltklimarats IPCC: Veränderung der Jahrestemperaturen und Jahresniederschläge 2080-2099 im Vergleich zu 1980-1999]]

=== Temperatur ===

Unter dem [[Klimaszenarien|A1B Szenario]] des [[IPCC]] wird für die Region Ostafrika zwischen 1980-1999 und 2080-2099 ein mittlerer Temperaturanstieg von 3-4 Grad Celsius projeziert. Dies entspricht etwa 1.5 Mal dem globalen mittleren Temperaturtrend. Durch die tropische Lage sind die jahreszeitlichen Unterschiede zwischen den Temperaturtrends vergleichsweise gering. <ref name="IPCC"/> Eine statistische Analyse von 11 globalen Klimamodellen zeigt außerdem eine Abnahme der relativ kalten Tage sowie eine Zunahme der relativ warmen Tage.<ref name="Anyah 2012">Anyah, R. O., & Qiu, W. (2012). Characteristic 20th and 21st century precipitation and temperature patterns and changes over the Greater Horn of Africa. International Journal of Climatology, 32(3), 347-363.</ref>

=== Niederschlag ===

Für Ostafrika sagen die [[IPCC]]-Modellläufe eine Zunahme des Jahresniederschlags voraus. Diese mittlere Zunahme wird überwiegend durch eine Zunahme des Niederschlags in den Monaten Dezember-Januar-Februar geprägt und ist robust in einer Mehrzahl der Modelle vertreten. <ref name="IPCC"/> Allgemein zeigt der Trend in Richtung eines feuchteren Klimas mit einer Abnahme von Dürren (Shongwe 2011).<ref name="Shongwe 2011">Shongwe, M. E., van Oldenborgh, G. J., van den Hurk, B., & van Aalst, M. (2011). Projected changes in mean and extreme precipitation in Africa under global warming. Part II: East Africa. Journal of Climate, 24(14), 3718-3733.</ref>

=== Ursachen und Details der projezierten Klimaveränderungen ===

Eine Zunahme der Lufttemperatur in der Atmosphäre ist mit einer Zunahme des absoluten Wasserdampfgehalts verbunden. Dies folgt aus der [[Kondensation|Clausius-Clapeyron Gleichung]], eine der elementaren Gleichungen der Meteorologie. Die Zunahme des atmosphärischen Wasserdampfgehalts ist wiederum mit einer Zunahme des Niederschlags in den Tropen verbunden. Daher ist der durch den Menschen verursachte Klimawandel für die Region Ostafrika mit einer allgemeinen Tendenz hin zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/>

Globale Klimaprojektionen weisen jedoch auch innerhalb der Tropen Unterschiede auf, die durch diesen einfachen physikalischen Zusammenhang nicht erklärt werden können. Dies deutet auf die Existenz weiterer Faktoren hin, die die zukünftige Entwicklung des Klimas in Afrika und Ostafrika beeinflussen.

Einer dieser Faktoren ist die Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean. Modellstudien zeigen einen deutlichen Einfluss der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean auf den Niederschlag in Ostafrika. Als verknüpfender Mechanismus wird dabei die [[Walker-Zirkulation]] über dem Indischen Ozean vermutet. Höhere Temperaturen im westlichen Indischen Ozean als Folge des Klimawandels sind dabei mit größeren Niederschlägen in Ostafrika verbunden. Dieser Zusammenhang ist allerdings nur für den Oktober-November-Dezember Niederschlag feststellbar.<ref name="Shongwe 2011"/>

Auch ein Einfluss der [[ENSO]] auf das Klima in Ostafrika ist feststellbar. Der wichtigste Faktor, der die Intensität der [[ENSO]] mit dem Klima in Ostafrika verbindet, ist dabei die Verteilung der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Pazifik. Globale Klimaprojektionen zeigen allerdings kein eindeutiges Signal bezüglich einer Änderung der [[ENSO]]. Zudem weisen die Meeresoberflächentemperaturen im Indischen Ozean auch ohne eine Berücksichtigung der ENSO eine große natürliche Variabilität auf. Aus diesem Grund wird der [[ENSO]] für die Entwicklung des zukünftigen Klimas in Ostafrika nur eine geringe Bedeutung beigemessen.<ref name="Shongwe 2011"/>

Ein weiterer wichtiger Faktor, der das Klima in Ostafrika beeinflusst, ist die Struktur der tropischen atmosphärischen Zirkulation. Dabei zeigen Modellprojektionen ein Abschwächen des aufsteigenden Astes der [[Walker-Zirkulation]] über Zentralafrika. Dies ist mit einer Abschwächung des absteigenden Astes über Ostafrika und damit einer Tendenz zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/> Beobachtungen zeigen bereits heute Auswirkungen auf den Niederschlag, die auf diese Veränderung der Walkerzirkulation zurückgeführt werden können.<ref name="Williams 2012">Williams, A.P., et al. (2012): Recent summer precipitation trends in the Greater Horn of Africa and the emerging role of Indian Ocean sea surface temperature, Climate Dynamics 39, 2307–2328, DOI 10.1007/s00382-011-1222-y</ref>

Zudem zeigen Klimasimulationen eine Abnahme des März-April-Mai Niederschlags in Äthiopien und Somalia. Als Grund hierfür wird eine Änderung der Struktur des Somali-Jets angenommen, der die Hauptquelle für Feuchte und damit Niederschlag in den beiden Ländern ist. Dies lässt sich auf eine relative Verstärkung des Hochs über der arabischen Halbinsel zurückführen, das die Richtung des Somali-Jets beeinflusst.<ref name="Cook 2013">Cook, K. H., & Vizy, E. K. (2013). Projected Changes in East African Rainy Seasons. Journal of Climate, (2013).</ref>

Die projezierte Zunahme des März-April-Mai Niederschlags in der Kongo-Region und Abnahme in Tansania und dem Süden Kenias lässt sich ebenfalls mit einer Änderung des Feuchtetransports erklären. Dabei wird engenommen, dass eine Erwärmung im Golf von Guinea den Feuchtetransport in die Kongo-Region verstärkt und dort zu größeren Niederschlägen führt. Auf Grund positiver Rückkopplungen führt dies zu zusätzlichem Feutchtetransport in die Region, was letztlich zur Abnahme des Niederschlags in Tansania und Süd-Kenia führt.<ref name="Cook 2013"/>

Eine in den Modellen simulierte zukünftige Nord-Ost Verschiebung der [[Innertropische Konvergenzzone|innertropischen Konvergenzzone]] hat ebenfalls eine Auswirkung auf den Niederschlag in Ostafrika. Diese Verschiebung lässt sich auf eine relative Verstärkung des kontinentalen [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebietes]] zurückführen und ist mit einer Zunahme des Oktober-November-Dezember Niederschlags in Tanzania und Süd-Kenia verbunden.<ref name="Cook 2013"/>

=== Unsicherheiten der globalen Klimaprojektionen ===

In den globalen Modellen gibt es eine Reihe von Faktoren, die zu Unsicherheiten in den Projektionen beitragen. <ref name="IPCC"/> Insbesondere die geringe räumliche Auflösung der Modelle stellt eine generelle Schwierigkeit dar, Änderungen in lokalen und regionalen Niederschlagsmustern vorherzusagen. <ref name="Anyah 2012"/>Dies kann durch [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimaprojektionen]] verbessert werden, auf die im folgenden Abschnitt eingegangen wird.

== Regionale Klimaprojektionen ==

Im Vergleich zu anderen Regionen Afrikas, insbesondere Südafrika, gibt es für Ostafrika bisher nur wenige Klimaprojektionen mit [[Regionale Klimamodelle|regionalen Modellen]]. Bereits bei einer Simulation des gegenwärtigen Klimas zeigen die Modelle Schwierigkeiten, beobachtete Niederschlagsmuster zu reproduzieren.<ref name="Laprise 2013">Laprise, R., Hernández-Díaz, L., Tete, K., Sushama, L., Šeparović, L., Martynov, A., ... & Valin, M. (2013). Climate projections over CORDEX Africa domain using the fifth-generation Canadian Regional Climate Model (CRCM5). Climate Dynamics, 1-28.</ref><ref name="Mariotti 2011">Mariotti, L., Coppola, E., Sylla, M. B., Giorgi, F., & Piani, C. (2011). Regional climate model simulation of projected 21st century climate change over an all‐Africa domain: Comparison analysis of nested and driving model results. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 116(D15).</ref> Daher sind regionale Modelle für eine verlässliche Vorhersage des zukünftigen Klimas bisher nur bedingt geeignet und bedürfen systematischer Weiterentwicklung.

Dies ist das Ziel von koordinierten Modellstudien, bei denen verschiedene Modelle das Klima derselben Region simulieren, um die Ergebnisse anschließend miteinander vergleichen zu können. Dabei werden die Ergebnisse der einzelnen Modelle oft als jeweils ein möglicher Klimazustand beziehungsweise als eine mögliche zukünftige Entwicklung des Klimas angenommen. Die statistische Verteilung der Modellergebnisse ermöglicht es dann, einzelne Klimazustände beziehungsweise Klimaprojektionen mit Wahrscheinlichkeiten zu verknüpfen.

Ein Beispiel ist das Projekt CORDEX (Coordinated Regional Downscaling Eperiment), das auch die Region Ostafrika beinhaltet. Die im Rahmen des Projekts erzeugten Klimasimulationen zeigen dabei für ganz Afrika in einzelnen Modellen teilweise starke Abweichungen von beobachteten Niederschlägen, im Ensemble-Mittel jedoch eine gute Übereinstimmung.<ref name="Nikulin 2012">Nikulin, G., Jones, C., Giorgi, F., Asrar, G., Büchner, M., Cerezo-Mota, R., ... & Sushama, L. (2012). Precipitation climatology in an ensemble of CORDEX-Africa regional climate simulations. Journal of Climate, 25(18), 6057-6078.</ref>

Neben der Weiterentwicklung der Modelle sind Projektionen des zukünftigen Klimas mit Ensembles aus regionalen Modellen Gegenstand aktueller Forschung.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
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|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
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|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Australien
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<metakeywords>Afika, Klimaprojektion, Klimawandel, Regionale Klimamodelle</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Ostafrika

2013-11-19T18:49:12Z

Manuel Linsenmeier: /* Lizenzhinweis */

== Klima und Klimawandel in Ostafrika ==
Der Klimawandel stellt für Afrika eine enorme Herausforderung dar. Aktuelle Klimaveränderungen zeigen einen klaren Erwärmungstrend und eine starke Änderung in zeitlichen und räumlichen Niederschlagsmustern. Dies hat insbesondere für die Bevölkerung der sub-saharischen Staaten und die dortige Landwirtschaft große Folgen. Regionale Klimaprojektionen werden somit zu einer wichtigen Grundlage für Anpassungsmaßnahmen an Klimaveränderungen. Der projezierte Bevölkerungsanstieg von heute etwa 1.0 auf 1.5 bis 1.9 Milliarden Menschen bis 2050 unterstreicht dies noch einmal in besonderer Weise. <ref name="World Bank">World Bank. 2013. Turn Down the Heat: Climate Extremes, Regional Impacts, and the Case for Resilience. A report for the World Bank by the Potsdam Institute for Climate Impact Research and Climate Analytics. Washington, DC:World Bank </ref>

Ein regionaler klimatischer Hotspot ist Ostafrika. Die Region Ostafrika, auch als das große Horn von Afrika bezeichnet, umfasst die Staaten Äthiopien, Somalia, Kenia, Uganda und Tansania, sowie je nach Betrachtung auch Südsudan, Madagaskar und Mozambique. Beobachtungen zeigen hier deutliche [[Klimaänderungen in Ostafrika|regionale Klimaveränderungen]], insbesondere in der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Niederschlags. Die gravierenden Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die Bevölkerung wurden durch einzelne Ereignisse, wie die mit anschließenden starken Überschwemmungen verbundenen [[Dürren]] in den Jahren 2005 und 2010, besonders verdeutlicht.

Trotz seiner Lage um den Äquator ist das Klima Ostafrikas nicht typisch [[Tropen|tropisch]], sondern von Gebirgen und Hochlagen geprägt. Diese zwingen feuchte Luft aus dem Atlantik, dem Indischen Ozean und dem Mittelmeer an ihren Rändern zum Aufsteigen und sorgen so unter anderem für trockene Küstengebiete und ein vergleichsweise feuchtes Hinterland. Die zeitliche Verteilung des Niederschlags ist im Wesentlichen durch das Wandern der [[Innertropische Konvergenzzone|ITCZ]] beeinflusst, mit Regenzeiten von Oktober bis Dezember und von März bis Mai. Durch die komplexe Orographie ist Ostafrika generell von lokal sehr unterschiedlichen klimatischen Bedingungen geprägt, wodurch auch Auswirkungen des Klimawandels räumlich sehr unterschiedlich ausfallen können. So zeigen Beobachtungen zum Beispiel im Norden Äthiopiens auf der einen Seite einen Erwärmungstrend um etwa 0.3 Grad/Dekade und eine Abnahme des Monatsniederschlags um 4mm/Dekade, auf der anderen Seite aber eine relative Stabilität des Klimas in den Hochlagen <ref name = "Jury 2012"> Jury, M. R., & Funk, C. (2012). Climatic trends over Ethiopia: regional signals and drivers. International Journal of Climatology.</ref>

Eine erste Einschätzung der zukünftigen Klimawentwicklung in Ostafrika ermöglichen globale [[Klimamodelle]]. Diese Modelle haben allerdings eine relativ geringe räumliche Auflösung und somit Schwierigkeiten, die komplexe Orographie in Ostafrika korrekt im Model abzubilden. Dies führt zu signifikanten systematischen Abweichungen zwischen Klimasimulationen und Beobachtungen, insbesondere in räumlichen und zeitlichen Niederschlagsmustern. <ref name="IPCC">Christensen, J.H. et al. (2007): Regional Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA</ref> [[Regionale Klimamodelle]] können hier Abhilfe verschaffen, befinden sich allerdings noch im Entwicklungsstadium und sind bisher nur in wenigen Studien für die Region Ostafrika eingesetzt worden.

== Ostafrika in globalen Klimaprojektionen ==

[[Bild:Afrika 2100 A1B.jpg|thumb|420px|Temperatur und Niederschlagsänderungen in Afrika bis 2100. Modellsimulation nach dem [[Klimaszenarien|Szenario]] A1B des Weltklimarats IPCC: Veränderung der Jahrestemperaturen und Jahresniederschläge 2080-2099 im Vergleich zu 1980-1999]]

=== Temperatur ===

Unter dem [[Klimaszenarien|A1B Szenario]] des [[IPCC]] wird für die Region Ostafrika zwischen 1980-1999 und 2080-2099 ein mittlerer Temperaturanstieg von 3-4 Grad Celsius projeziert. Dies entspricht etwa 1.5 Mal dem globalen mittleren Temperaturtrend. Durch die tropische Lage sind die jahreszeitlichen Unterschiede zwischen den Temperaturtrends vergleichsweise gering. <ref name="IPCC"/> Eine statistische Analyse von 11 globalen Klimamodellen zeigt außerdem eine Abnahme der relativ kalten Tage sowie eine Zunahme der relativ warmen Tage.<ref name="Anyah 2012">Anyah, R. O., & Qiu, W. (2012). Characteristic 20th and 21st century precipitation and temperature patterns and changes over the Greater Horn of Africa. International Journal of Climatology, 32(3), 347-363.</ref>

=== Niederschlag ===

Für Ostafrika sagen die [[IPCC]]-Modellläufe eine Zunahme des Jahresniederschlags voraus. Diese mittlere Zunahme wird überwiegend durch eine Zunahme des Niederschlags in den Monaten Dezember-Januar-Februar geprägt und ist robust in einer Mehrzahl der Modelle vertreten. <ref name="IPCC"/> Allgemein zeigt der Trend in Richtung eines feuchteren Klimas mit einer Abnahme von Dürren (Shongwe 2011).<ref name="Shongwe 2011">Shongwe, M. E., van Oldenborgh, G. J., van den Hurk, B., & van Aalst, M. (2011). Projected changes in mean and extreme precipitation in Africa under global warming. Part II: East Africa. Journal of Climate, 24(14), 3718-3733.</ref>

=== Ursachen und Details der projezierten Klimaveränderungen ===

Eine Zunahme der Lufttemperatur in der Atmosphäre ist mit einer Zunahme des absoluten Wasserdampfgehalts verbunden. Dies folgt aus der [[Kondensation|Clausius-Clapeyron Gleichung]], eine der elementaren Gleichungen der Meteorologie. Die Zunahme des atmosphärischen Wasserdampfgehalts ist wiederum mit einer Zunahme des Niederschlags in den Tropen verbunden. Daher ist der durch den Menschen verursachte Klimawandel für die Region Ostafrika mit einer allgemeinen Tendenz hin zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/>

Globale Klimaprojektionen weisen jedoch auch innerhalb der Tropen Unterschiede auf, die durch diesen einfachen physikalischen Zusammenhang nicht erklärt werden können. Dies deutet auf die Existenz weiterer Faktoren hin, die die zukünftige Entwicklung des Klimas in Afrika und Ostafrika beeinflussen.

Einer dieser Faktoren ist die Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean. Modellstudien zeigen einen deutlichen Einfluss der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean auf den Niederschlag in Ostafrika. Als verknüpfender Mechanismus wird dabei die [[Walker-Zirkulation]] über dem Indischen Ozean vermutet. Höhere Temperaturen im westlichen Indischen Ozean als Folge des Klimawandels sind dabei mit größeren Niederschlägen in Ostafrika verbunden. Dieser Zusammenhang ist allerdings nur für den Oktober-November-Dezember Niederschlag feststellbar.<ref name="Shongwe 2011"/>

Auch ein Einfluss der [[ENSO]] auf das Klima in Ostafrika ist feststellbar. Der wichtigste Faktor, der die Intensität der [[ENSO]] mit dem Klima in Ostafrika verbindet, ist dabei die Verteilung der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Pazifik. Globale Klimaprojektionen zeigen allerdings kein eindeutiges Signal bezüglich einer Änderung der [[ENSO]]. Zudem weisen die Meeresoberflächentemperaturen im Indischen Ozean auch ohne eine Berücksichtigung der ENSO eine große natürliche Variabilität auf. Aus diesem Grund wird der [[ENSO]] für die Entwicklung des zukünftigen Klimas in Ostafrika nur eine geringe Bedeutung beigemessen.<ref name="Shongwe 2011"/>

Ein weiterer wichtiger Faktor, der das Klima in Ostafrika beeinflusst, ist die Struktur der tropischen atmosphärischen Zirkulation. Dabei zeigen Modellprojektionen ein Abschwächen des aufsteigenden Astes der [[Walker-Zirkulation]] über Zentralafrika. Dies ist mit einer Abschwächung des absteigenden Astes über Ostafrika und damit einer Tendenz zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/> Beobachtungen zeigen bereits heute Auswirkungen auf den Niederschlag, die auf diese Veränderung der Walkerzirkulation zurückgeführt werden können.<ref name="Williams 2012">Williams, A.P., et al. (2012): Recent summer precipitation trends in the Greater Horn of Africa and the emerging role of Indian Ocean sea surface temperature, Climate Dynamics 39, 2307–2328, DOI 10.1007/s00382-011-1222-y</ref>

Zudem zeigen Klimasimulationen eine Abnahme des März-April-Mai Niederschlags in Äthiopien und Somalia. Als Grund hierfür wird eine Änderung der Struktur des Somali-Jets angenommen, der die Hauptquelle für Feuchte und damit Niederschlag in den beiden Ländern ist. Dies lässt sich auf eine relative Verstärkung des Hochs über der arabischen Halbinsel zurückführen, das die Richtung des Somali-Jets beeinflusst.<ref name="Cook 2013">Cook, K. H., & Vizy, E. K. (2013). Projected Changes in East African Rainy Seasons. Journal of Climate, (2013).</ref>

Die projezierte Zunahme des März-April-Mai Niederschlags in der Kongo-Region und Abnahme in Tansania und dem Süden Kenias lässt sich ebenfalls mit einer Änderung des Feuchtetransports erklären. Dabei wird engenommen, dass eine Erwärmung im Golf von Guinea den Feuchtetransport in die Kongo-Region verstärkt und dort zu größeren Niederschlägen führt. Auf Grund positiver Rückkopplungen führt dies zu zusätzlichem Feutchtetransport in die Region, was letztlich zur Abnahme des Niederschlags in Tansania und Süd-Kenia führt.<ref name="Cook 2013"/>

Eine in den Modellen simulierte zukünftige Nord-Ost Verschiebung der [[Innertropische Konvergenzzone|innertropischen Konvergenzzone]] hat ebenfalls eine Auswirkung auf den Niederschlag in Ostafrika. Diese Verschiebung lässt sich auf eine relative Verstärkung des kontinentalen [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebietes]] zurückführen und ist mit einer Zunahme des Oktober-November-Dezember Niederschlags in Tanzania und Süd-Kenia verbunden.<ref name="Cook 2013"/>

=== Unsicherheiten der globalen Klimaprojektionen ===

In den globalen Modellen gibt es eine Reihe von Faktoren, die zu Unsicherheiten in den Projektionen beitragen. <ref name="IPCC"/> Insbesondere die geringe räumliche Auflösung der Modelle stellt eine generelle Schwierigkeit dar, Änderungen in lokalen und regionalen Niederschlagsmustern vorherzusagen. <ref name="Anyah 2012"/>Dies kann durch [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimaprojektionen]] verbessert werden, auf die im folgenden Abschnitt eingegangen wird.

== Regionale Klimaprojektionen ==

Im Vergleich zu anderen Regionen Afrikas, insbesondere Südafrika, gibt es für Ostafrika bisher nur wenige Klimaprojektionen mit [[Regionale Klimamodelle|regionalen Modellen]]. Bereits bei einer Simulation des gegenwärtigen Klimas zeigen die Modelle Schwierigkeiten, beobachtete Niederschlagsmuster zu reproduzieren.<ref name="Laprise 2013">Laprise, R., Hernández-Díaz, L., Tete, K., Sushama, L., Šeparović, L., Martynov, A., ... & Valin, M. (2013). Climate projections over CORDEX Africa domain using the fifth-generation Canadian Regional Climate Model (CRCM5). Climate Dynamics, 1-28.</ref><ref name="Mariotti 2011">Mariotti, L., Coppola, E., Sylla, M. B., Giorgi, F., & Piani, C. (2011). Regional climate model simulation of projected 21st century climate change over an all‐Africa domain: Comparison analysis of nested and driving model results. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 116(D15).</ref> Daher sind regionale Modelle für eine verlässliche Vorhersage des zukünftigen Klimas bisher nur bedingt geeignet und bedürfen systematischer Weiterentwicklung.

Dies ist das Ziel von koordinierten Modellstudien, bei denen verschiedene Modelle das Klima derselben Region simulieren, um die Ergebnisse anschließend miteinander vergleichen zu können. Dabei werden die Ergebnisse der einzelnen Modelle oft als jeweils ein möglicher Klimazustand beziehungsweise als eine mögliche zukünftige Entwicklung des Klimas angenommen. Die statistische Verteilung der Modellergebnisse ermöglicht es dann, einzelne Klimazustände beziehungsweise Klimaprojektionen mit Wahrscheinlichkeiten zu verknüpfen.

Ein Beispiel ist das Projekt CORDEX (Coordinated Regional Downscaling Eperiment), das auch die Region Ostafrika beinhaltet. Die im Rahmen des Projekts erzeugten Klimasimulationen zeigen dabei für ganz Afrika in einzelnen Modellen teilweise starke Abweichungen von beobachteten Niederschlägen, im Ensemble-Mittel jedoch eine gute Übereinstimmung.<ref name="Nikulin 2012">Nikulin, G., Jones, C., Giorgi, F., Asrar, G., Büchner, M., Cerezo-Mota, R., ... & Sushama, L. (2012). Precipitation climatology in an ensemble of CORDEX-Africa regional climate simulations. Journal of Climate, 25(18), 6057-6078.</ref>

Neben der Weiterentwicklung der Modelle sind Projektionen des zukünftigen Klimas mit Ensembles aus regionalen Modellen Gegenstand aktueller Forschung.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Australien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst=Gletscher in Afrika
|beeinflusst=Klimaänderungen und Landwirtschaft in Afrika
|beeinflusst=Wasserprobleme und Klimawandel in Afrika
|beeinflusst=Gesundheitsrisiken in Afrika
|beeinflusst von=Klimaszenarien
|Umfasst Prozess=ENSO-Folgen: Afrika
|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
|beeinflusst von=Projektionen Kohlendioxid
|Teil von=Klimaprojektionen regional
|Regionales Beispiel von=Klimaprojektionen
|Vergangenheit=Klimaänderungen in Ostafrika
|verursacht=Artensterben
|verursacht=Dürren
}}
<metakeywords>Afika, Klimaprojektion, Klimawandel, Regionale Klimamodelle</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Ostafrika

2013-11-19T18:48:07Z

Manuel Linsenmeier:

== Klima und Klimawandel in Ostafrika ==
Der Klimawandel stellt für Afrika eine enorme Herausforderung dar. Aktuelle Klimaveränderungen zeigen einen klaren Erwärmungstrend und eine starke Änderung in zeitlichen und räumlichen Niederschlagsmustern. Dies hat insbesondere für die Bevölkerung der sub-saharischen Staaten und die dortige Landwirtschaft große Folgen. Regionale Klimaprojektionen werden somit zu einer wichtigen Grundlage für Anpassungsmaßnahmen an Klimaveränderungen. Der projezierte Bevölkerungsanstieg von heute etwa 1.0 auf 1.5 bis 1.9 Milliarden Menschen bis 2050 unterstreicht dies noch einmal in besonderer Weise. <ref name="World Bank">World Bank. 2013. Turn Down the Heat: Climate Extremes, Regional Impacts, and the Case for Resilience. A report for the World Bank by the Potsdam Institute for Climate Impact Research and Climate Analytics. Washington, DC:World Bank </ref>

Ein regionaler klimatischer Hotspot ist Ostafrika. Die Region Ostafrika, auch als das große Horn von Afrika bezeichnet, umfasst die Staaten Äthiopien, Somalia, Kenia, Uganda und Tansania, sowie je nach Betrachtung auch Südsudan, Madagaskar und Mozambique. Beobachtungen zeigen hier deutliche [[Klimaänderungen in Ostafrika|regionale Klimaveränderungen]], insbesondere in der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Niederschlags. Die gravierenden Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die Bevölkerung wurden durch einzelne Ereignisse, wie die mit anschließenden starken Überschwemmungen verbundenen [[Dürren]] in den Jahren 2005 und 2010, besonders verdeutlicht.

Trotz seiner Lage um den Äquator ist das Klima Ostafrikas nicht typisch [[Tropen|tropisch]], sondern von Gebirgen und Hochlagen geprägt. Diese zwingen feuchte Luft aus dem Atlantik, dem Indischen Ozean und dem Mittelmeer an ihren Rändern zum Aufsteigen und sorgen so unter anderem für trockene Küstengebiete und ein vergleichsweise feuchtes Hinterland. Die zeitliche Verteilung des Niederschlags ist im Wesentlichen durch das Wandern der [[Innertropische Konvergenzzone|ITCZ]] beeinflusst, mit Regenzeiten von Oktober bis Dezember und von März bis Mai. Durch die komplexe Orographie ist Ostafrika generell von lokal sehr unterschiedlichen klimatischen Bedingungen geprägt, wodurch auch Auswirkungen des Klimawandels räumlich sehr unterschiedlich ausfallen können. So zeigen Beobachtungen zum Beispiel im Norden Äthiopiens auf der einen Seite einen Erwärmungstrend um etwa 0.3 Grad/Dekade und eine Abnahme des Monatsniederschlags um 4mm/Dekade, auf der anderen Seite aber eine relative Stabilität des Klimas in den Hochlagen <ref name = "Jury 2012"> Jury, M. R., & Funk, C. (2012). Climatic trends over Ethiopia: regional signals and drivers. International Journal of Climatology.</ref>

Eine erste Einschätzung der zukünftigen Klimawentwicklung in Ostafrika ermöglichen globale [[Klimamodelle]]. Diese Modelle haben allerdings eine relativ geringe räumliche Auflösung und somit Schwierigkeiten, die komplexe Orographie in Ostafrika korrekt im Model abzubilden. Dies führt zu signifikanten systematischen Abweichungen zwischen Klimasimulationen und Beobachtungen, insbesondere in räumlichen und zeitlichen Niederschlagsmustern. <ref name="IPCC">Christensen, J.H. et al. (2007): Regional Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA</ref> [[Regionale Klimamodelle]] können hier Abhilfe verschaffen, befinden sich allerdings noch im Entwicklungsstadium und sind bisher nur in wenigen Studien für die Region Ostafrika eingesetzt worden.

== Ostafrika in globalen Klimaprojektionen ==

[[Bild:Afrika 2100 A1B.jpg|thumb|420px|Temperatur und Niederschlagsänderungen in Afrika bis 2100. Modellsimulation nach dem [[Klimaszenarien|Szenario]] A1B des Weltklimarats IPCC: Veränderung der Jahrestemperaturen und Jahresniederschläge 2080-2099 im Vergleich zu 1980-1999]]

=== Temperatur ===

Unter dem [[Klimaszenarien|A1B Szenario]] des [[IPCC]] wird für die Region Ostafrika zwischen 1980-1999 und 2080-2099 ein mittlerer Temperaturanstieg von 3-4 Grad Celsius projeziert. Dies entspricht etwa 1.5 Mal dem globalen mittleren Temperaturtrend. Durch die tropische Lage sind die jahreszeitlichen Unterschiede zwischen den Temperaturtrends vergleichsweise gering. <ref name="IPCC"/> Eine statistische Analyse von 11 globalen Klimamodellen zeigt außerdem eine Abnahme der relativ kalten Tage sowie eine Zunahme der relativ warmen Tage.<ref name="Anyah 2012">Anyah, R. O., & Qiu, W. (2012). Characteristic 20th and 21st century precipitation and temperature patterns and changes over the Greater Horn of Africa. International Journal of Climatology, 32(3), 347-363.</ref>

=== Niederschlag ===

Für Ostafrika sagen die [[IPCC]]-Modellläufe eine Zunahme des Jahresniederschlags voraus. Diese mittlere Zunahme wird überwiegend durch eine Zunahme des Niederschlags in den Monaten Dezember-Januar-Februar geprägt und ist robust in einer Mehrzahl der Modelle vertreten. <ref name="IPCC"/> Allgemein zeigt der Trend in Richtung eines feuchteren Klimas mit einer Abnahme von Dürren (Shongwe 2011).<ref name="Shongwe 2011">Shongwe, M. E., van Oldenborgh, G. J., van den Hurk, B., & van Aalst, M. (2011). Projected changes in mean and extreme precipitation in Africa under global warming. Part II: East Africa. Journal of Climate, 24(14), 3718-3733.</ref>

=== Ursachen und Details der projezierten Klimaveränderungen ===

Eine Zunahme der Lufttemperatur in der Atmosphäre ist mit einer Zunahme des absoluten Wasserdampfgehalts verbunden. Dies folgt aus der [[Kondensation|Clausius-Clapeyron Gleichung]], eine der elementaren Gleichungen der Meteorologie. Die Zunahme des atmosphärischen Wasserdampfgehalts ist wiederum mit einer Zunahme des Niederschlags in den Tropen verbunden. Daher ist der durch den Menschen verursachte Klimawandel für die Region Ostafrika mit einer allgemeinen Tendenz hin zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/>

Globale Klimaprojektionen weisen jedoch auch innerhalb der Tropen Unterschiede auf, die durch diesen einfachen physikalischen Zusammenhang nicht erklärt werden können. Dies deutet auf die Existenz weiterer Faktoren hin, die die zukünftige Entwicklung des Klimas in Afrika und Ostafrika beeinflussen.

Einer dieser Faktoren ist die Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean. Modellstudien zeigen einen deutlichen Einfluss der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean auf den Niederschlag in Ostafrika. Als verknüpfender Mechanismus wird dabei die [[Walker-Zirkulation]] über dem Indischen Ozean vermutet. Höhere Temperaturen im westlichen Indischen Ozean als Folge des Klimawandels sind dabei mit größeren Niederschlägen in Ostafrika verbunden. Dieser Zusammenhang ist allerdings nur für den Oktober-November-Dezember Niederschlag feststellbar.<ref name="Shongwe 2011"/>

Auch ein Einfluss der [[ENSO]] auf das Klima in Ostafrika ist feststellbar. Der wichtigste Faktor, der die Intensität der [[ENSO]] mit dem Klima in Ostafrika verbindet, ist dabei die Verteilung der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Pazifik. Globale Klimaprojektionen zeigen allerdings kein eindeutiges Signal bezüglich einer Änderung der [[ENSO]]. Zudem weisen die Meeresoberflächentemperaturen im Indischen Ozean auch ohne eine Berücksichtigung der ENSO eine große natürliche Variabilität auf. Aus diesem Grund wird der [[ENSO]] für die Entwicklung des zukünftigen Klimas in Ostafrika nur eine geringe Bedeutung beigemessen.<ref name="Shongwe 2011"/>

Ein weiterer wichtiger Faktor, der das Klima in Ostafrika beeinflusst, ist die Struktur der tropischen atmosphärischen Zirkulation. Dabei zeigen Modellprojektionen ein Abschwächen des aufsteigenden Astes der [[Walker-Zirkulation]] über Zentralafrika. Dies ist mit einer Abschwächung des absteigenden Astes über Ostafrika und damit einer Tendenz zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/> Beobachtungen zeigen bereits heute Auswirkungen auf den Niederschlag, die auf diese Veränderung der Walkerzirkulation zurückgeführt werden können.<ref name="Williams 2012">Williams, A.P., et al. (2012): Recent summer precipitation trends in the Greater Horn of Africa and the emerging role of Indian Ocean sea surface temperature, Climate Dynamics 39, 2307–2328, DOI 10.1007/s00382-011-1222-y</ref>

Zudem zeigen Klimasimulationen eine Abnahme des März-April-Mai Niederschlags in Äthiopien und Somalia. Als Grund hierfür wird eine Änderung der Struktur des Somali-Jets angenommen, der die Hauptquelle für Feuchte und damit Niederschlag in den beiden Ländern ist. Dies lässt sich auf eine relative Verstärkung des Hochs über der arabischen Halbinsel zurückführen, das die Richtung des Somali-Jets beeinflusst.<ref name="Cook 2013">Cook, K. H., & Vizy, E. K. (2013). Projected Changes in East African Rainy Seasons. Journal of Climate, (2013).</ref>

Die projezierte Zunahme des März-April-Mai Niederschlags in der Kongo-Region und Abnahme in Tansania und dem Süden Kenias lässt sich ebenfalls mit einer Änderung des Feuchtetransports erklären. Dabei wird engenommen, dass eine Erwärmung im Golf von Guinea den Feuchtetransport in die Kongo-Region verstärkt und dort zu größeren Niederschlägen führt. Auf Grund positiver Rückkopplungen führt dies zu zusätzlichem Feutchtetransport in die Region, was letztlich zur Abnahme des Niederschlags in Tansania und Süd-Kenia führt.<ref name="Cook 2013"/>

Eine in den Modellen simulierte zukünftige Nord-Ost Verschiebung der [[Innertropische Konvergenzzone|innertropischen Konvergenzzone]] hat ebenfalls eine Auswirkung auf den Niederschlag in Ostafrika. Diese Verschiebung lässt sich auf eine relative Verstärkung des kontinentalen [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebietes]] zurückführen und ist mit einer Zunahme des Oktober-November-Dezember Niederschlags in Tanzania und Süd-Kenia verbunden.<ref name="Cook 2013"/>

=== Unsicherheiten der globalen Klimaprojektionen ===

In den globalen Modellen gibt es eine Reihe von Faktoren, die zu Unsicherheiten in den Projektionen beitragen. <ref name="IPCC"/> Insbesondere die geringe räumliche Auflösung der Modelle stellt eine generelle Schwierigkeit dar, Änderungen in lokalen und regionalen Niederschlagsmustern vorherzusagen. <ref name="Anyah 2012"/>Dies kann durch [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimaprojektionen]] verbessert werden, auf die im folgenden Abschnitt eingegangen wird.

== Regionale Klimaprojektionen ==

Im Vergleich zu anderen Regionen Afrikas, insbesondere Südafrika, gibt es für Ostafrika bisher nur wenige Klimaprojektionen mit [[Regionale Klimamodelle|regionalen Modellen]]. Bereits bei einer Simulation des gegenwärtigen Klimas zeigen die Modelle Schwierigkeiten, beobachtete Niederschlagsmuster zu reproduzieren.<ref name="Laprise 2013">Laprise, R., Hernández-Díaz, L., Tete, K., Sushama, L., Šeparović, L., Martynov, A., ... & Valin, M. (2013). Climate projections over CORDEX Africa domain using the fifth-generation Canadian Regional Climate Model (CRCM5). Climate Dynamics, 1-28.</ref><ref name="Mariotti 2011">Mariotti, L., Coppola, E., Sylla, M. B., Giorgi, F., & Piani, C. (2011). Regional climate model simulation of projected 21st century climate change over an all‐Africa domain: Comparison analysis of nested and driving model results. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 116(D15).</ref> Daher sind regionale Modelle für eine verlässliche Vorhersage des zukünftigen Klimas bisher nur bedingt geeignet und bedürfen systematischer Weiterentwicklung.

Dies ist das Ziel von koordinierten Modellstudien, bei denen verschiedene Modelle das Klima derselben Region simulieren, um die Ergebnisse anschließend miteinander vergleichen zu können. Dabei werden die Ergebnisse der einzelnen Modelle oft als jeweils ein möglicher Klimazustand beziehungsweise als eine mögliche zukünftige Entwicklung des Klimas angenommen. Die statistische Verteilung der Modellergebnisse ermöglicht es dann, einzelne Klimazustände beziehungsweise Klimaprojektionen mit Wahrscheinlichkeiten zu verknüpfen.

Ein Beispiel ist das Projekt CORDEX (Coordinated Regional Downscaling Eperiment), das auch die Region Ostafrika beinhaltet. Die im Rahmen des Projekts erzeugten Klimasimulationen zeigen dabei für ganz Afrika in einzelnen Modellen teilweise starke Abweichungen von beobachteten Niederschlägen, im Ensemble-Mittel jedoch eine gute Übereinstimmung.<ref name="Nikulin 2012">Nikulin, G., Jones, C., Giorgi, F., Asrar, G., Büchner, M., Cerezo-Mota, R., ... & Sushama, L. (2012). Precipitation climatology in an ensemble of CORDEX-Africa regional climate simulations. Journal of Climate, 25(18), 6057-6078.</ref>

Neben der Weiterentwicklung der Modelle sind Projektionen des zukünftigen Klimas mit Ensembles aus regionalen Modellen Gegenstand aktueller Forschung.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Australien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst=Gletscher in Afrika
|beeinflusst=Klimaänderung und Landwirtschaft in Afrika
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|beeinflusst=Gesundheitsrisiken in Afrika
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|Umfasst Prozess=ENSO-Folgen: Afrika
|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
|beeinflusst von=Projektionen Kohlendioxid
|Teil von=Klimaprojektionen regional
|Regionales Beispiel von=Klimaprojektionen
|Vergangenheit=Klimaänderungen in Ostafrika
|verursacht=Artensterben
|verursacht=Dürren
}}
<metakeywords>Afika, Klimaprojektion, Klimawandel, Regionale Klimamodelle</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Ostafrika

2013-11-19T18:45:49Z

Manuel Linsenmeier:

== Klima und Klimawandel in Ostafrika ==
Der Klimawandel stellt für Afrika eine enorme Herausforderung dar. Aktuelle Klimaveränderungen zeigen einen klaren Erwärmungstrend und eine starke Änderung in zeitlichen und räumlichen Niederschlagsmustern. Dies hat insbesondere für die Bevölkerung der sub-saharischen Staaten und die dortige Landwirtschaft große Folgen. Regionale Klimaprojektionen werden somit zu einer wichtigen Grundlage für Anpassungsmaßnahmen an Klimaveränderungen. Der projezierte Bevölkerungsanstieg von heute etwa 1.0 auf 1.5 bis 1.9 Milliarden Menschen bis 2050 unterstreicht dies noch einmal in besonderer Weise. <ref name="World Bank">World Bank. 2013. Turn Down the Heat: Climate Extremes, Regional Impacts, and the Case for Resilience. A report for the World Bank by the Potsdam Institute for Climate Impact Research and Climate Analytics. Washington, DC:World Bank </ref>

Ein regionaler klimatischer Hotspot ist Ostafrika. Die Region Ostafrika, auch als das große Horn von Afrika bezeichnet, umfasst die Staaten Äthiopien, Somalia, Kenia, Uganda und Tansania, sowie je nach Betrachtung auch Südsudan, Madagaskar und Mozambique. Beobachtungen zeigen hier deutliche [[Klimaänderungen in Ostafrika|regionale Klimaveränderungen]], insbesondere in der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Niederschlags. Die gravierenden Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die Bevölkerung wurden durch einzelne Ereignisse, wie die mit anschließenden starken Überschwemmungen verbundenen [[Dürren]] in den Jahren 2005 und 2010, besonders verdeutlicht.

Trotz seiner Lage um den Äquator ist das Klima Ostafrikas nicht typisch [[Tropen|tropisch]], sondern von Gebirgen und Hochlagen geprägt. Diese zwingen feuchte Luft aus dem Atlantik, dem Indischen Ozean und dem Mittelmeer an ihren Rändern zum Aufsteigen und sorgen so unter anderem für trockene Küstengebiete und ein vergleichsweise feuchtes Hinterland. Die zeitliche Verteilung des Niederschlags ist im Wesentlichen durch das Wandern der [[Innertropische Konvergenzzone|ITCZ]] beeinflusst, mit Regenzeiten von Oktober bis Dezember und von März bis Mai. Durch die komplexe Orographie ist Ostafrika generell von lokal sehr unterschiedlichen klimatischen Bedingungen geprägt, wodurch auch Auswirkungen des Klimawandels räumlich sehr unterschiedlich ausfallen können. So zeigen Beobachtungen zum Beispiel im Norden Äthiopiens auf der einen Seite einen Erwärmungstrend um etwa 0.3 Grad/Dekade und eine Abnahme des Monatsniederschlags um 4mm/Dekade, auf der anderen Seite aber eine relative Stabilität des Klimas in den Hochlagen <ref name = "Jury 2012"> Jury, M. R., & Funk, C. (2012). Climatic trends over Ethiopia: regional signals and drivers. International Journal of Climatology.</ref>

Eine erste Einschätzung der zukünftigen Klimawentwicklung in Ostafrika ermöglichen globale [[Klimamodelle]]. Diese Modelle haben allerdings eine relativ geringe räumliche Auflösung und somit Schwierigkeiten, die komplexe Orographie in Ostafrika korrekt im Model abzubilden. Dies führt zu signifikanten systematischen Abweichungen zwischen Klimasimulationen und Beobachtungen, insbesondere in räumlichen und zeitlichen Niederschlagsmustern. <ref name="IPCC">Christensen, J.H. et al. (2007): Regional Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA</ref> [[Regionale Klimamodelle]] können hier Abhilfe verschaffen, befinden sich allerdings noch im Entwicklungsstadium und sind bisher nur in wenigen Studien für die Region Ostafrika eingesetzt worden.

== Ostafrika in globalen Klimaprojektionen ==

[[Bild:Afrika 2100 A1B.jpg|thumb|420px|Temperatur und Niederschlagsänderungen in Afrika bis 2100. Modellsimulation nach dem [[Klimaszenarien|Szenario]] A1B des Weltklimarats IPCC: Veränderung der Jahrestemperaturen und Jahresniederschläge 2080-2099 im Vergleich zu 1980-1999]]

=== Temperatur ===

Unter dem [[Klimaszenarien|A1B Szenario]] des [[IPCC]] wird für die Region Ostafrika zwischen 1980-1999 und 2080-2099 ein mittlerer Temperaturanstieg von 3-4 Grad Celsius projeziert. Dies entspricht etwa 1.5 Mal dem globalen mittleren Temperaturtrend. Durch die tropische Lage sind die jahreszeitlichen Unterschiede zwischen den Temperaturtrends vergleichsweise gering. <ref name="IPCC"/> Eine statistische Analyse von 11 globalen Klimamodellen zeigt außerdem eine Abnahme der relativ kalten Tage sowie eine Zunahme der relativ warmen Tage.<ref name="Anyah 2012">Anyah, R. O., & Qiu, W. (2012). Characteristic 20th and 21st century precipitation and temperature patterns and changes over the Greater Horn of Africa. International Journal of Climatology, 32(3), 347-363.</ref>

=== Niederschlag ===

Für Ostafrika sagen die [[IPCC]]-Modellläufe eine Zunahme des Jahresniederschlags voraus. Diese mittlere Zunahme wird überwiegend durch eine Zunahme des Niederschlags in den Monaten Dezember-Januar-Februar geprägt und ist robust in einer Mehrzahl der Modelle vertreten. <ref name="IPCC"/> Allgemein zeigt der Trend in Richtung eines feuchteren Klimas mit einer Abnahme von Dürren (Shongwe 2011).<ref name="Shongwe 2011">Shongwe, M. E., van Oldenborgh, G. J., van den Hurk, B., & van Aalst, M. (2011). Projected changes in mean and extreme precipitation in Africa under global warming. Part II: East Africa. Journal of Climate, 24(14), 3718-3733.</ref>

=== Ursachen und Details der projezierten Klimaveränderungen ===

Eine Zunahme der Lufttemperatur in der Atmosphäre ist mit einer Zunahme des absoluten Wasserdampfgehalts verbunden. Dies folgt aus der [[Kondensation|Clausius-Clapeyron Gleichung]], eine der elementaren Gleichungen der Meteorologie. Die Zunahme des atmosphärischen Wasserdampfgehalts ist wiederum mit einer Zunahme des Niederschlags in den Tropen verbunden. Daher ist der durch den Menschen verursachte Klimawandel für die Region Ostafrika mit einer allgemeinen Tendenz hin zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/>

Globale Klimaprojektionen weisen jedoch auch innerhalb der Tropen Unterschiede auf, die durch diesen einfachen physikalischen Zusammenhang nicht erklärt werden können. Dies deutet auf die Existenz weiterer Faktoren hin, die die zukünftige Entwicklung des Klimas in Afrika und Ostafrika beeinflussen.

Einer dieser Faktoren ist die Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean. Modellstudien zeigen einen deutlichen Einfluss der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean auf den Niederschlag in Ostafrika. Als verknüpfender Mechanismus wird dabei die [[Walker-Zirkulation]] über dem Indischen Ozean vermutet. Höhere Temperaturen im westlichen Indischen Ozean als Folge des Klimawandels sind dabei mit größeren Niederschlägen in Ostafrika verbunden. Dieser Zusammenhang ist allerdings nur für den Oktober-November-Dezember Niederschlag feststellbar.<ref name="Shongwe 2011"/>

Auch ein Einfluss der [[ENSO]] auf das Klima in Ostafrika ist feststellbar. Der wichtigste Faktor, der die Intensität der [[ENSO]] mit dem Klima in Ostafrika verbindet, ist dabei die Verteilung der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Pazifik. Globale Klimaprojektionen zeigen allerdings kein eindeutiges Signal bezüglich einer Änderung der [[ENSO]]. Zudem weisen die Meeresoberflächentemperaturen im Indischen Ozean auch ohne eine Berücksichtigung der ENSO eine große natürliche Variabilität auf. Aus diesem Grund wird der [[ENSO]] für die Entwicklung des zukünftigen Klimas in Ostafrika nur eine geringe Bedeutung beigemessen.<ref name="Shongwe 2011"/>

Ein weiterer wichtiger Faktor, der das Klima in Ostafrika beeinflusst, ist die Struktur der tropischen atmosphärischen Zirkulation. Dabei zeigen Modellprojektionen ein Abschwächen des aufsteigenden Astes der [[Walker-Zirkulation]] über Zentralafrika. Dies ist mit einer Abschwächung des absteigenden Astes über Ostafrika und damit einer Tendenz zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/> Beobachtungen zeigen bereits heute Auswirkungen auf den Niederschlag, die auf diese Veränderung der Walkerzirkulation zurückgeführt werden können.<ref name="Williams 2012">Williams, A.P., et al. (2012): Recent summer precipitation trends in the Greater Horn of Africa and the emerging role of Indian Ocean sea surface temperature, Climate Dynamics 39, 2307–2328, DOI 10.1007/s00382-011-1222-y</ref>

Zudem zeigen Klimasimulationen eine Abnahme des März-April-Mai Niederschlags in Äthiopien und Somalia. Als Grund hierfür wird eine Änderung der Struktur des Somali-Jets angenommen, der die Hauptquelle für Feuchte und damit Niederschlag in den beiden Ländern ist. Dies lässt sich auf eine relative Verstärkung des Hochs über der arabischen Halbinsel zurückführen, das die Richtung des Somali-Jets beeinflusst.<ref name="Cook 2013">Cook, K. H., & Vizy, E. K. (2013). Projected Changes in East African Rainy Seasons. Journal of Climate, (2013).</ref>

Die projezierte Zunahme des März-April-Mai Niederschlags in der Kongo-Region und Abnahme in Tansania und dem Süden Kenias lässt sich ebenfalls mit einer Änderung des Feuchtetransports erklären. Dabei wird engenommen, dass eine Erwärmung im Golf von Guinea den Feuchtetransport in die Kongo-Region verstärkt und dort zu größeren Niederschlägen führt. Auf Grund positiver Rückkopplungen führt dies zu zusätzlichem Feutchtetransport in die Region, was letztlich zur Abnahme des Niederschlags in Tansania und Süd-Kenia führt.<ref name="Cook 2013"/>

Eine in den Modellen simulierte zukünftige Nord-Ost Verschiebung der [[Innertropische Konvergenzzone|innertropischen Konvergenzzone]] hat ebenfalls eine Auswirkung auf den Niederschlag in Ostafrika. Diese Verschiebung lässt sich auf eine relative Verstärkung des kontinentalen [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebietes]] zurückführen und ist mit einer Zunahme des Oktober-November-Dezember Niederschlags in Tanzania und Süd-Kenia verbunden.<ref name="Cook 2013"/>

=== Unsicherheiten der globalen Klimaprojektionen ===

In den globalen Modellen gibt es eine Reihe von Faktoren, die zu Unsicherheiten in den Projektionen beitragen. <ref name="IPCC"/> Insbesondere die geringe räumliche Auflösung der Modelle stellt eine generelle Schwierigkeit dar, Änderungen in lokalen und regionalen Niederschlagsmustern vorherzusagen. <ref name="Anyah 2012"/>Dies kann durch [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimaprojektionen]] verbessert werden, auf die im folgenden Abschnitt eingegangen wird.

== Regionale Klimaprojektionen ==

Im Vergleich zu anderen Regionen Afrikas, insbesondere Südafrika, gibt es für Ostafrika bisher nur wenige Klimaprojektionen mit [[Regionale Klimamodelle|regionalen Modellen]]. Bereits bei einer Simulation des gegenwärtigen Klimas zeigen die Modelle Schwierigkeiten, beobachtete Niederschlagsmuster zu reproduzieren.<ref name="Laprise 2013">Laprise, R., Hernández-Díaz, L., Tete, K., Sushama, L., Šeparović, L., Martynov, A., ... & Valin, M. (2013). Climate projections over CORDEX Africa domain using the fifth-generation Canadian Regional Climate Model (CRCM5). Climate Dynamics, 1-28.</ref><ref name="Mariotti 2011">Mariotti, L., Coppola, E., Sylla, M. B., Giorgi, F., & Piani, C. (2011). Regional climate model simulation of projected 21st century climate change over an all‐Africa domain: Comparison analysis of nested and driving model results. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 116(D15).</ref> Daher sind regionale Modelle für eine verlässliche Vorhersage des zukünftigen Klimas bisher nur bedingt geeignet und bedürfen systematischer Weiterentwicklung.

Dies ist das Ziel von koordinierten Modellstudien, bei denen verschiedene Modelle das Klima derselben Region simulieren, um die Ergebnisse anschließend miteinander vergleichen zu können. Dabei werden die Ergebnisse der einzelnen Modelle oft als jeweils ein möglicher Klimazustand beziehungsweise als eine mögliche zukünftige Entwicklung des Klimas angenommen. Die statistische Verteilung der Modellergebnisse ermöglicht es dann, einzelne Klimazustände beziehungsweise Klimaprojektionen mit Wahrscheinlichkeiten zu verknüpfen.

Ein Beispiel ist das Projekt CORDEX (Coordinated Regional Downscaling Eperiment), das auch die Region Ostafrika beinhaltet. Die im Rahmen des Projekts erzeugten Klimasimulationen zeigen dabei für ganz Afrika in einzelnen Modellen teilweise starke Abweichungen von beobachteten Niederschlägen, im Ensemble-Mittel jedoch eine gute Übereinstimmung.<ref name="Nikulin 2012">Nikulin, G., Jones, C., Giorgi, F., Asrar, G., Büchner, M., Cerezo-Mota, R., ... & Sushama, L. (2012). Precipitation climatology in an ensemble of CORDEX-Africa regional climate simulations. Journal of Climate, 25(18), 6057-6078.</ref>

Neben der Weiterentwicklung der Modelle sind Projektionen des zukünftigen Klimas mit Ensembles aus regionalen Modellen Gegenstand aktueller Forschung.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Australien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst=Gletscher in Afrika,Klimaänderung und Landwirtschaft in Afrika
|beeinflusst=Wasserprobleme und Klimawandelin Afrika,Gesundheitsrisiken in Afrika
|beeinflusst von=Klimaszenarien
|Umfasst Prozess=ENSO-Folgen: Afrika
|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
|beeinflusst von=Projektionen Kohlendioxid
|Teil von=Klimaprojektionen regional
|Regionales Beispiel von=Klimaprojektionen
|Vergangenheit=Klimaänderungen in Ostafrika
|verursacht=Artensterben,Dürren
}}
<metakeywords>Afika, Klimaprojektion, Klimawandel, Regionale Klimamodelle</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Ostafrika

2013-11-19T18:17:15Z

Manuel Linsenmeier: nullte version

== Klima und Klimawandel in Ostafrika ==
Der Klimawandel stellt für Afrika eine enorme Herausforderung dar. Aktuelle Klimaveränderungen zeigen einen klaren Erwärmungstrend und eine starke Änderung in zeitlichen und räumlichen Niederschlagsmustern. Dies hat insbesondere für die Bevölkerung der sub-saharischen Staaten und die dortige Landwirtschaft große Folgen. [[Regionale Klimaprojektionen]] werden somit zu einer wichtigen Grundlage für Anpassungsmaßnahmen an Klimaveränderungen. Der projezierte Bevölkerungsanstieg von heute etwa 1.0 auf 1.5 bis 1.9 Milliarden Menschen bis 2050 unterstreicht dies noch einmal in besonderer Weise. <ref name="World Bank">World Bank. 2013. Turn Down the Heat: Climate Extremes, Regional Impacts, and the Case for Resilience. A report for the World Bank by the Potsdam Institute for Climate Impact Research and Climate Analytics. Washington, DC:World Bank </ref>

Ein regionaler klimatischer Hotspot ist Ostafrika. Die Region Ostafrika, auch als das große Horn von Afrika bezeichnet, umfasst die Staaten Äthiopien, Somalia, Kenia, Uganda und Tansania, sowie je nach Betrachtung auch Südsudan, Madagaskar und Mozambique. Beobachtungen zeigen hier deutliche regionale Klimaveränderungen, insbesondere in der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Niederschlags. Die gravierenden Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die Bevölkerung wurden durch einzelne Ereignisse, wie die mit anschließenden starken Überschwemmungen verbundenen Dürren in den Jahren 2005 und 2010, besonders verdeutlicht.

Trotz seiner Lage um den Äquator ist das Klima Ostafrikas nicht typisch tropisch, sondern von Gebirgen und Hochlagen geprägt. Diese zwingen feuchte Luft aus dem Atlantik, dem Indischen Ozean und dem Mittelmeer an ihren Rändern zum Aufsteigen und sorgen so unter anderem für trockene Küstengebiete und ein vergleichsweise feuchtes Hinterland. Die zeitliche Verteilung des Niederschlags ist im Wesentlichen durch das Wandern der ITCZ beeinflusst, mit Regenzeiten von Oktober bis Dezember und von März bis Mai. Durch die komplexe Orographie ist Ostafrika generell von lokal sehr unterschiedlichen klimatischen Bedingungen geprägt, wodurch auch Auswirkungen des Klimawandels räumlich sehr unterschiedlich ausfallen können. So zeigen Beobachtungen zum Beispiel im Norden Äthiopiens auf der einen Seite einen Erwärmungstrend um etwa 0.3 Grad/Dekade und eine Abnahme des Monatsniederschlags um 4mm/Dekade, auf der anderen Seite aber eine relative Stabilität des Klimas in den Hochlagen <ref name = "Jury 2012"> Jury, M. R., & Funk, C. (2012). Climatic trends over Ethiopia: regional signals and drivers. International Journal of Climatology.</ref>

Eine erste Einschätzung der zukünftigen Klimawentwicklung in Ostafrika ermöglichen globale Klimamodelle. Diese Modelle haben allerdings eine relativ geringe räumliche Auflösung und somit Schwierigkeiten, die komplexe Orographie in Ostafrika korrekt im Model abzubilden. Dies führt zu signifikanten systematischen Abweichungen zwischen Klimasimulationen und Beobachtungen, insbesondere in räumlichen und zeitlichen Niederschlagsmustern. <ref name="IPCC">Christensen, J.H. et al. (2007): Regional Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA</ref> Regionale Klimamodelle können hier Abhilfe verschaffen, befinden sich allerdings noch im Entwicklungsstadium und sind bisher nur in wenigen Studien für die Region Ostafrika eingesetzt worden.

== Ostafrika in globalen Klimaprojektionen ==

=== Temperatur ===
Unter dem A1B Szenario des IPCC wird für die Region Ostafrika zwischen 1980-1999 und 2080-2099 ein mittlerer Temperaturanstieg von 3-4 Grad Celsius projeziert. Dies entspricht etwa 1.5 Mal dem globalen mittleren Temperaturtrend. Durch die tropische Lage sind die jahreszeitlichen Unterschiede zwischen den Temperaturtrends vergleichsweise gering. <ref name="IPCC"/> Eine statistische Analyse von 11 globalen Klimamodellen zeigt außerdem eine Abnahme der relativ kalten Tage sowie eine Zunahme der relativ warmen Tage.<ref name="Anyah 2012">Anyah, R. O., & Qiu, W. (2012). Characteristic 20th and 21st century precipitation and temperature patterns and changes over the Greater Horn of Africa. International Journal of Climatology, 32(3), 347-363.</ref>

=== Niederschlag ===
Für Ostafrika sagen die IPCC-Modellläufe eine Zunahme des Jahresniederschlags voraus. Diese mittlere Zunahme wird überwiegend durch eine Zunahme des Niederschlags in den Monaten Dezember-Januar-Februar geprägt und ist robust in einer Mehrzahl der Modelle vertreten. <ref name="IPCC"/> Allgemein zeigt der Trend in Richtung eines feuchteren Klimas mit einer Abnahme von Dürren (Shongwe 2011).<ref name="Shongwe 2011">Shongwe, M. E., van Oldenborgh, G. J., van den Hurk, B., & van Aalst, M. (2011). Projected changes in mean and extreme precipitation in Africa under global warming. Part II: East Africa. Journal of Climate, 24(14), 3718-3733.</ref>

=== Ursachen und Details der projezierten Klimaveränderungen ===
Eine Zunahme der Lufttemperatur in der Atmosphäre ist mit einer Zunahme des absoluten Wasserdampfgehalts verbunden. Dies folgt aus der Clausius-Clapeyron Gleichung, eine der elementaren Gleichungen der Meteorologie. Die Zunahme des atmosphärischen Wasserdampfgehalts ist wiederum mit einer Zunahme des Niederschlags in den Tropen verbunden. Daher ist der durch den Menschen verursachte Klimawandel für die Region Ostafrika mit einer allgemeinen Tendenz hin zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/>

Globale Klimaprojektionen weisen jedoch auch innerhalb der Tropen Unterschiede auf, die durch diesen einfachen physikalischen Zusammenhang nicht erklärt werden können. Dies deutet auf die Existenz weiterer Faktoren hin, die die zukünftige Entwicklung des Klimas in Afrika und Ostafrika beeinflussen.

Einer dieser Faktoren ist die Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean. Modellstudien zeigen einen deutlichen Einfluss der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Ozean auf den Niederschlag in Ostafrika. Als verknüpfender Mechanismus wird dabei die Walker Zirkulation über dem Indischen Ozean vermutet. Höhere Temperaturen im westlichen Indischen Ozean als Folge des Klimawandels sind dabei mit größeren Niederschlägen in Ostafrika verbunden. Dieser Zusammenhang ist allerdings nur für den Oktober-November-Dezember Niederschlag feststellbar.<ref name="Shongwe 2011"/>

Auch ein Einfluss der ENSO auf das Klima in Ostafrika ist feststellbar. Der wichtigste Faktor, der die Intensität der ENSO mit dem Klima in Ostafrika verbindet, ist dabei die Verteilung der Meeresoberflächentemperatur im Indischen Pazifik. Globale Klimaprojektionen zeigen allerdings kein eindeutiges Signal bezüglich einer Änderung der ENSO. Zudem weisen die Meeresoberflächentemperaturen im Indischen Ozean auch ohne eine Berücksichtigung der ENSO eine große natürliche Variabilität auf. Aus diesem Grund wird der ENSO für die Entwicklung des zukünftigen Klimas in Ostafrika nur eine geringe Bedeutung beigemessen.<ref name="Shongwe 2011"/>

Ein weiterer wichtiger Faktor, der das Klima in Ostafrika beeinflusst, ist die Struktur der tropischen atmosphärischen Zirkulation. Dabei zeigen Modellprojektionen ein Abschwächen des aufsteigenden Astes der Walker-Zirkulation über Zentralafrika. Dies ist mit einer Abschwächung des absteigenden Astes über Ostafrika und damit einer Tendenz zu mehr Niederschlag verbunden.<ref name="Shongwe 2011"/> Beobachtungen zeigen bereits heute Auswirkungen auf den Niederschlag, die auf diese Veränderung der Walkerzirkulation zurückgeführt werden können.<ref name="Williams 2012>Williams, A.P., et al. (2012): Recent summer precipitation trends in the Greater Horn of Africa and the emerging role of Indian Ocean sea surface temperature, Climate Dynamics 39, 2307–2328, DOI 10.1007/s00382-011-1222-y</ref>

Zudem zeigen Klimasimulationen eine Abnahme des März-April-Mai Niederschlags in Äthiopien und Somalia. Als Grund hierfür wird eine Änderung der Struktur des Somali-Jets angenommen, der die Hauptquelle für Feuchte und damit Niederschlag in den beiden Ländern ist. Dies lässt sich auf eine relative Verstärkung des Hochs über der arabischen Halbinsel zurückführen, das die Richtung des Somali-Jets beeinflusst.<ref name="Cook 2013">Cook, K. H., & Vizy, E. K. (2013). Projected Changes in East African Rainy Seasons. Journal of Climate, (2013).</ref>

Die projezierte Zunahme des März-April-Mai Niederschlags in der Kongo-Region und Abnahme in Tansania und dem Süden Kenias lässt sich ebenfalls mit einer Änderung des Feuchtetransports erklären. Dabei wird engenommen, dass eine Erwärmung im Golf von Guinea den Feuchtetransport in die Kongo-Region verstärkt und dort zu größeren Niederschlägen führt. Auf Grund positiver Rückkopplungen führt dies zu zusätzlichem Feutchtetransport in die Region, was letztlich zur Abnahme des Niederschlags in Tansania und Süd-Kenia führt.<ref name="Cook 2013"/>

Eine in den Modellen simulierte zukünftige Nord-Ost Verschiebung der innertropischen Konvergenzzone hat ebenfalls eine Auswirkung auf den Niederschlag in Ostafrika. Diese Verschiebung lässt sich auf eine relative Verstärkung des kontinentalen Tiefdruckgebietes zurückführen und ist mit einer Zunahme des Oktober-November-Dezember Niederschlags in Tanzania und Süd-Kenia verbunden.<ref name="Cook 2013"/>

=== Unsicherheiten der globalen Klimaprojektionen ===
In den globalen Modellen gibt es eine Reihe von Faktoren, die zu Unsicherheiten in den Projektionen beitragen. <ref name="IPCC"/> Insbesondere die geringe räumliche Auflösung der Modelle stellt eine generelle Schwierigkeit dar, Änderungen in lokalen und regionalen Niederschlagsmustern vorherzusagen. <ref name="Anyah 2012"/>Dies kann durch regionale Klimaprojektionen verbessert werden, auf die im folgenden Abschnitt eingegangen wird.

== Regionale Klimaprojektionen ==
Im Vergleich zu anderen Regionen Afrikas, insbesondere Südafrika, gibt es für Ostafrika bisher nur wenige Klimaprojektionen mit regionalen Modellen. Bereits bei einer Simulation des gegenwärtigen Klimas zeigen die Modelle Schwierigkeiten, beobachtete Niederschlagsmuster zu reproduzieren.<ref name="Laprise 2013">Laprise, R., Hernández-Díaz, L., Tete, K., Sushama, L., Šeparović, L., Martynov, A., ... & Valin, M. (2013). Climate projections over CORDEX Africa domain using the fifth-generation Canadian Regional Climate Model (CRCM5). Climate Dynamics, 1-28.</ref><ref name="Mariotti 2011">Mariotti, L., Coppola, E., Sylla, M. B., Giorgi, F., & Piani, C. (2011). Regional climate model simulation of projected 21st century climate change over an all‐Africa domain: Comparison analysis of nested and driving model results. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984–2012), 116(D15).</ref> Daher sind regionale Modelle für eine verlässliche Vorhersage des zukünftigen Klimas bisher nur bedingt geeignet und bedürfen systematischer Weiterentwicklung.

Dies ist das Ziel von koordinierten Modellstudien, bei denen verschiedene Modelle das Klima derselben Region simulieren, um die Ergebnisse anschließend miteinander vergleichen zu können. Dabei werden die Ergebnisse der einzelnen Modelle oft als jeweils ein möglicher Klimazustand beziehungsweise als eine mögliche zukünftige Entwicklung des Klimas angenommen. Die statistische Verteilung der Modellergebnisse ermöglicht es dann, einzelne Klimazustände beziehungsweise Klimaprojektionen mit Wahrscheinlichkeiten zu verknüpfen.

Ein Beispiel ist das Projekt CORDEX (Coordinated Regional Downscaling Eperiment), das auch die Region Ostafrika beinhaltet. Die im Rahmen des Projekts erzeugten Klimasimulationen zeigen dabei für ganz Afrika in einzelnen Modellen teilweise starke Abweichungen von beobachteten Niederschlägen, im Ensemble-Mittel jedoch eine gute Übereinstimmung.<ref name="Nikulin 2012">Nikulin, G., Jones, C., Giorgi, F., Asrar, G., Büchner, M., Cerezo-Mota, R., ... & Sushama, L. (2012). Precipitation climatology in an ensemble of CORDEX-Africa regional climate simulations. Journal of Climate, 25(18), 6057-6078.</ref>

Neben der Weiterentwicklung der Modelle sind Projektionen des zukünftigen Klimas mit Ensembles aus regionalen Modellen Gegenstand aktueller Forschung.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Australien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst von=Klimaszenarien
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}}
<metakeywords>Landnutzung, Kohlenstoffkreislauf, Artensterben, Vegetation, Biosphäre, Ökosysteme</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Benutzer:Manuel Linsenmeier

2013-10-29T21:35:07Z

Manuel Linsenmeier:

Manuel Linsenmeier studiert Meteorologie im Master an der Universität Hamburg. Neben dem Studium arbeitet er als freier Autor für das Klimawiki und ist im [http://bildungsserver.hamburg.de/klimaprojekt/ Schulprojekt Klimawandel] als studentischer Mitarbeiter tätig. Dort arbeitet er an der Implementierung des [http://mscm.dkrz.de/overview.html Monash Simple Climate Models] für die Verwendung im Schlunterricht.

Zudem untersucht er als studentischer Mitarbeiter am [http://www.mi.uni-hamburg.de/index.php?id=6&L=3 Meteorologischen Institut] der Universität Hamburg in der Arbeitsgruppe Theoretische Meteorologie das Klima mit theoretischen Ansätzen. Vor diesen Tätigkeiten war er am [http://www.mpimet.mpg.de/ Max-Planck-Institut für Meteorologie] sowie dem [http://www.climate-service-center.de/ Climate Service Center] in Hamburg tätig.

Klimaprojektionen Amazonasgebiet

2013-10-29T21:26:13Z

Manuel Linsenmeier:

== Bedeutung des Amazonas Regenwalds im Klimasystem ==

Die Amazonas-Region hat in den letzten Jahren durch den fortschreitenden Klimawandel viel Aufmerksamkeit erhalten. Zum einen stellt der Klimawandel insbesondere durch die mit ihm verbundene regionale Abnahme des Niederschlags eine Bedrohung für den tropischen Regenwald dar. Zum anderen hat der Zustand des Regenwalds über den [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoff-]] und [[Wasserkreislauf]] sowie den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre|Strahlungshaushalt]] einen rückwirkenden Einfluss auf das lokale, regionale und globale Klima.

Der Amazonas-Regenwald ist somit ein Rückkopplungsmechanismus im Klimasystem, der eine anfängliche Klimaänderung verstärken oder abdämpfen kann. Desweiteren stellt der Amazonas Regenwald einigen Studien zufolge ein [[Kipppunkte im Klimasystem#Austrocknung des amazonischen Regenwalds|Kippelement]] des Klimasystems mit zwei stabilen Zuständen dar, dem aktuellen Zustand sowie einem trockeneren Zustand mit veränderter Vegetationszusammensetzung. Demnach könnte der kritische Wert der Waldbedeckung, der zu einer nur schwer umkehrbaren Änderung zu einem trockeneren Klima führt, durch fortschreitende [[Deforestation (Tropen)|Abholzung]] und Einwirkungen des Klimawandels bereits im Jahr 2050 erreicht werden.<ref>Soares-Filho, B. S., et al. (2006): Modelling conservation in the Amazon basin. Nature 440, 520-523</ref>

== Globaler Klimawandel als Antrieb für Klimaänderungen ==

[[Bild:Lateinamerika_temp_ns.jpg|thumb|360px|Änderungen der Temperatur und des Niederschlags in Mittel- und Südamerika nach dem [[Klimaszenarien#Die_IPCC-Emissionszenarien|A1B-Szenario]] zwischen 1980-1999 und 2080-2099 im Nord-Sommer (JJA)]]

Die Grundlage der folgenden Vorhersagen sind Klimasimulationen des 4. [[IPCC]] Berichts, die auf dem A1B [[Klimaszenarien|Szenario]] beruhen (IPCC AR4, WG I, Kapitel 11.6). Die für diese Projektionen verwendeten globalen [[Klimamodelle]] enthalten keine dynamische Vegetation. Das bedeutet, dass sie eine Klimaänderung in der Amazonas-Region berechnen, ohne die Rückkopplung durch Wechselwirkungsprozesse mit der Vegetation zu berücksichtigen. Die Vegetation ist also fest vorgegeben, sodass auch die Auswirkung eines Klimawandels auf die Vegetation oder eine fortschreitende Abholzung ebenso wenig im Modell integriert sind wie die Rückwirkungen der Änderungen des Amazonas-Regenwaldes auf das Klima. Auf Klimaprojektionen mit Modellen, die eine dynamische Vegetation enthalten, wird im darauffolgenden Abschnitt eingegangen.

=== Temperatur ===

Die verschiedenen Modelle geben für die Amazonas-Region im Mittel eine Erwärmung um 3.3 Grad Celsius zwischen 1980-1999 und 2080-2099 an. Dieser Wert liegt leicht über der Projektion der Zunahme der mittleren globalen Temperatur um 2.8 Grad Celsius. Der positive Trend in der Temperatur ist deutlich von den natürlichen Schwankungen der Modelle unterscheidbar.

=== Niederschlag ===

Die Projektionen des 4. IPCC Berichts zeigen eine leichte Abnahme des mittleren Niederschlags der Amazonas-Region. Allerdings gibt es starke Unterschiede zwischen den verschiedenen Regionen und Jahreszeiten. So zeigen die Modelle eine Zunahme des Süd-Winter-Niederschlags (Juni-August) und eine Abnahme des Süd-Sommer-Niederschlags (Dezember-Februar).

=== Wichtige Prozesse und Modellunsicherheiten ===

Die für diese Projektionen verwendeten Modelle zeigen große Schwierigkeiten, die beobachteten Niederschlagsmuster zu reproduzieren. Grund dafür sind unter anderem die generell ungenügende Repräsentation von tropischem konvektiven Niederschlag in den Modellen sowie die schlechte räumliche Auflösung der Anden. Regionale Klimamodelle mit einer höheren räumlichen Auflösung können hier zwar Verbesserungen bringen, allerdings befindet sich die [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimamodellierung]] über Südamerika noch in einem frühen Entwicklungsstadium und ist Gegenstand aktueller Forschung. <ref>Solman, S. A. (2013): Regional Climate Modeling over South America: A Review. Advances in Meteorology, vol. 2013, 13 pages</ref>
Daher sind die oben vorgestellten Vorhersagen der Niederschlagsänderungen mit Vorsicht zu interpretieren. Weitere wichtige Prozesse, die den Klimawandel in der Amazonas-Region beeinflussen, sind eine Änderung der [[ENSO]] und eine Verschiebung der [[Innertropische Konvergenzzone|ITCZ]]. Die Projektionen der zukünftigen Entwicklung der ENSO unterscheiden sich stark zwischen verschiedenen Modellen, und auch bezüglich einer Verlagerung der ITCZ gibt es große Unsicherheiten. Da die räumliche und zeitliche Verteilung des Niederschlags in Südamerika im Wesentlichen durch das Zusammenspiel der großräumigen Zirkulation mit der Topographie und den regionalen Temperaturunterschieden zustande kommt, stellen diese beiden Prozesse eine wichtige Quelle für Unsicherheiten in den Projektionen dar. Eine weitere wichtige Unsicherheit der vorgestellten Prognosen liegt in der nicht berücksichtigten Änderung der Vegetation, auf die in den folgenden Abschnitten eingegangen wird.

== Klimaänderungen und die Wechselwirkung mit der Vegetation ==

Die Regenwälder in der Amazonas-Region spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. In ihnen sind etwa 120 GtC gespeichert, und sie sind für etwa 15% der globalen [[Photosynthese]] auf Landflächen verantwortlich. <ref name="Malhi 2008">Malhi, Y., et al. (2008): Climate change, deforestation, and the fate of the Amazon. Science, 319, 169-172</ref> Zudem spielen sie durch Evapotranspiration, also die Aufnahme von im Untergrund gespeichertem Wasser und seine Abgabe an die Atmosphäre, eine wichtige Rolle im Wasser-Kreislauf. Weitere Einflüsse des tropischen Regenwaldes auf das Klima resultieren aus seiner relativ geringen Reflektivität von Sonnenlicht (geringen Albedo), der Produktion von [[Aerosole|Aerosolen]] und der relativ hohen Rauigkeit der Landoberfläche. <ref name="Malhi 2008"/>

Diese Einflüsse der Vegetation auf den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf stellen wichtige Rückkopplungsmechanismen für einen anfänglichen Klimawandel dar. So kann eine Abnahme des Niederschlags zu einer Abnahme des Regenwalds durch Umwandlung in Savanne führen, die wiederum zu einer Verstärkung der Abnahme des Niederschlags führt. Besonders kritisch ist in diesem Zusammenhang die beobachtete und simulierte Abnahme des Niederschlags in der Trockenzeit, die zu geringeren konvektiven Niederschlägen führt und damit die Umwandlung von Regenwald in Savanne fördert.<ref name="Malhi 2008"/> Auch über den Kohlenstoffkreislauf gibt es eine Rückkopplung durch die Vegetation. So kann eine durch anthropogene CO2-Emissionen verursachte Klimaänderung verstärkt werden, wenn durch die Umwandlung von Regenwald in Savanne, Dürren oder Waldbrände große Anteile des im Amazonas-Regenwald gespeicherten Kohlenstoffs in die Atmosphäre gelangen.<ref name="Malhi 2008"/>

== Projektionen der Vegetationsänderung ==

Die größten Unsicherheiten in den Projektionen einer zukünftigen Entwicklung des Klimas in der Amazonas-Region liegen in der [[Wälder im Klimawandel|Wechselwirkung mit der Vegetation]]. Modelle, die die Änderung der Vegetation unter einer Klimaänderung simulieren, zeigen die unterschiedliche Behandlung der Vegetation in verschiedenen Modellen als größte Unsicherheitsquelle. Da Klimamodelle in der Simulation der Klimaänderung in der Amazonasregion große Unterschiede zeigen, insbesondere im Niederschlag, stellt dies eine weitere Unsicherheit dar. In einer Studie mit 22 Klimamodellen, in der der Einfluss einer Änderung verschiedener meteorologischer Größen auf die Vegetation jeweils separat untersucht wird, hat die Zunahme der Konzentration von CO2 in der Atmosphäre über den Düngungseffekt allerdings den größten Einfluss auf die in der Amazonasregion in Pflanzen gespeicherte Menge an Kohlenstoff, gefolgt von einer Änderung der Temperatur und des Niederschlags. <ref>Huntingford, C., et al. (2013): Simulated resilience of tropical rainforests to CO2-induced climate change. Nature Geoscience, 6, 268-273</ref>

Beobachtungen zeigen einen großen Einfluss des Niederschlags auf die Vegetation in der Amazonas- Region. So kann eine zunehmende Trockenheit zum Beispiel Auslöser für Dürren wie in den Jahren 2005 und 2010 sein, die zu einer Abnahme des in der Region gespeicherten Kohlenstoffes führen und somit eine positive Rückkopplung auf einen durch anthropogene CO2 Emissionen verursachten Klimawandel darstellen.<ref>Phillips, O. L., et al. (2009): Drought sensitivity of the Amazon rainforest. Science, 323, 1344-1347</ref> Zudem wird eine Zunahme von Waldbränden projeziert, die über den Kohlenstoffkreislauf ebenfalls auf das Klima rückwirken.<ref>Cochrane, M.A., C.P. Barber (2009): Climate change, human land use and future fires in the Amazon. Global Change Biology 15, 601–612</ref>

Durch die mit dem Niederschlag verbundene Rückkopplung besitzt die Amazonas-Region womöglich zwei stabile Vegetationszustände, den aktuellen, feuchten Zustand, sowie einen trockeneren Zustand. Modelle zeigen einen nur schwer umkehrbaren Übergang zum trockeneren Zustand ab einer Abholzung von 40% des gesamtem Amazonas-Beckens. <ref>Davidson, E. A., et al. (2012): The Amazon basin in transition. Nature, 481, 321-328</ref> Dieser sogenannte Dieback des Amazonas-Regenwalds stellt einen möglichen Kipppunkt des Klimasystems dar.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Australien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst von=Klimaszenarien
|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
|beeinflusst von=Projektionen Kohlendioxid
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|Teil von=Klimaprojektionen regional
|Regionales Beispiel von=Klimaprojektionen
|Vergangenheit=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|verursacht=Artensterben
}}
<metakeywords>Landnutzung, Kohlenstoffkreislauf, Artensterben, Vegetation, Biosphäre, Ökosysteme</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Amazonasgebiet

2013-10-22T13:55:49Z

Manuel Linsenmeier: korrigierte verlinkung

== Bedeutung des Amazonas Regenwalds im Klimasystem ==

Die Amazonas-Region hat in den letzten Jahren durch den fortschreitenden Klimawandel viel Aufmerksamkeit erhalten. Zum einen stellt der Klimawandel insbesondere durch die mit ihm verbundene regionale Abnahme des Niederschlags eine Bedrohung für den tropischen Regenwald dar. Zum anderen hat der Zustand des Regenwalds über den [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoff-]] und [[Wasserkreislauf]] sowie den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre|Strahlungshaushalt]] einen rückwirkenden Einfluss auf das lokale, regionale und globale Klima.

Der Amazonas-Regenwald ist somit ein Rückkopplungsmechanismus im Klimasystem, der eine anfängliche Klimaänderung verstärken oder abdämpfen kann. Desweiteren stellt der Amazonas Regenwald einigen Studien zufolge ein [[Kipppunkte im Klimasystem#Austrocknung des amazonischen Regenwalds|Kippelement]] des Klimasystems mit zwei stabilen Zuständen dar, dem aktuellen Zustand sowie einem trockeneren Zustand mit veränderter Vegetationszusammensetzung. Demnach könnte der kritische Wert der Waldbedeckung, der zu einer nur schwer umkehrbaren Änderung zu einem trockeneren Klima führt, durch fortschreitende [[Deforestation (Tropen)|Abholzung]] und Einwirkungen des Klimawandels bereits im Jahr 2050 erreicht werden.<ref>Soares-Filho, B. S., et al. (2006): Modelling conservation in the Amazon basin. Nature 440, 520-523</ref>

== Globaler Klimawandel als Antrieb ==

[[Bild:Lateinamerika_temp_ns.jpg|thumb|360px|Änderungen der Temperatur und des Niederschlags in Mittel- und Südamerika nach dem [[Klimaszenarien#Die_IPCC-Emissionszenarien|A1B-Szenario]] zwischen 1980-1999 und 2080-2099 im Nord-Sommer (JJA)]]

Die Grundlage der folgenden Vorhersagen sind Klimasimulationen des 4. [[IPCC]] Berichts, die auf dem A1B [[Klimaszenarien|Szenario]] beruhen (IPCC AR4, WG I, Kapitel 11.6). Die für diese Projektionen verwendeten globalen [[Klimamodelle]] enthalten keine dynamische Vegetation. Das bedeutet, dass sie eine Klimaänderung in der Amazonas-Region berechnen, ohne die Rückkopplung durch Wechselwirkungsprozesse mit der Vegetation zu berücksichtigen. Die Vegetation ist also fest vorgegeben, sodass auch die Auswirkung eines Klimawandels auf die Vegetation oder eine fortschreitende Abholzung ebenso wenig im Modell integriert sind wie die Rückwirkungen der Änderungen des Amazonas-Regenwaldes auf das Klima. Auf Klimaprojektionen mit Modellen, die eine dynamische Vegetation enthalten, wird im darauffolgenden Abschnitt eingegangen.

=== Temperatur ===

Die verschiedenen Modelle geben für die Amazonas-Region im Mittel eine Erwärmung um 3.3 Grad Celsius zwischen 1980-1999 und 2080-2099 an. Dieser Wert liegt leicht über der Projektion der Zunahme der mittleren globalen Temperatur um 2.8 Grad Celsius. Der positive Trend in der Temperatur ist deutlich von den natürlichen Schwankungen der Modelle unterscheidbar.

=== Niederschlag ===

Die Projektionen des 4. IPCC Berichts zeigen eine leichte Abnahme des mittleren Niederschlags der Amazonas-Region. Allerdings gibt es starke Unterschiede zwischen den verschiedenen Regionen und Jahreszeiten. So zeigen die Modelle eine Zunahme des Süd-Winter-Niederschlags (Juni-August) und eine Abnahme des Süd-Sommer-Niederschlags (Dezember-Februar).

=== Wichtige Prozesse und Modellunsicherheiten ===

Die für diese Projektionen verwendeten Modelle zeigen große Schwierigkeiten, die beobachteten Niederschlagsmuster zu reproduzieren. Grund dafür sind unter anderem die generell ungenügende Repräsentation von tropischem konvektiven Niederschlag in den Modellen sowie die schlechte räumliche Auflösung der Anden. Regionale Klimamodelle mit einer höheren räumlichen Auflösung können hier zwar Verbesserungen bringen, allerdings befindet sich die [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimamodellierung]] über Südamerika noch in einem frühen Entwicklungsstadium und ist Gegenstand aktueller Forschung. <ref>Solman, S. A. (2013): Regional Climate Modeling over South America: A Review. Advances in Meteorology, vol. 2013, 13 pages</ref>
Daher sind die oben vorgestellten Vorhersagen der Niederschlagsänderungen mit Vorsicht zu interpretieren. Weitere wichtige Prozesse, die den Klimawandel in der Amazonas-Region beeinflussen, sind eine Änderung der [[ENSO]] und eine Verschiebung der [[Innertropische Konvergenzzone|ITCZ]]. Die Projektionen der zukünftigen Entwicklung der ENSO unterscheiden sich stark zwischen verschiedenen Modellen, und auch bezüglich einer Verlagerung der ITCZ gibt es große Unsicherheiten. Da die räumliche und zeitliche Verteilung des Niederschlags in Südamerika im Wesentlichen durch das Zusammenspiel der großräumigen Zirkulation mit der Topographie und den regionalen Temperaturunterschieden zustande kommt, stellen diese beiden Prozesse eine wichtige Quelle für Unsicherheiten in den Projektionen dar. Eine weitere wichtige Unsicherheit der vorgestellten Prognosen liegt in der nicht berücksichtigten Änderung der Vegetation, auf die in den folgenden Abschnitten eingegangen wird.

== Klimaänderungen und die Wechselwirkung mit der Vegetation ==

Die Regenwälder in der Amazonas-Region spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. In ihnen sind etwa 120 GtC gespeichert, und sie sind für etwa 15% der globalen [[Photosynthese]] auf Landflächen verantwortlich. <ref name="Malhi 2008">Malhi, Y., et al. (2008): Climate change, deforestation, and the fate of the Amazon. Science, 319, 169-172</ref> Zudem spielen sie durch Evapotranspiration, also die Aufnahme von im Untergrund gespeichertem Wasser und seine Abgabe an die Atmosphäre, eine wichtige Rolle im Wasser-Kreislauf. Weitere Einflüsse des tropischen Regenwaldes auf das Klima resultieren aus seiner relativ geringen Reflektivität von Sonnenlicht (geringen Albedo), der Produktion von [[Aerosole|Aerosolen]] und der relativ hohen Rauigkeit der Landoberfläche. <ref name="Malhi 2008"/>

Diese Einflüsse der Vegetation auf den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf stellen wichtige Rückkopplungsmechanismen für einen anfänglichen Klimawandel dar. So kann eine Abnahme des Niederschlags zu einer Abnahme des Regenwalds durch Umwandlung in Savanne führen, die wiederum zu einer Verstärkung der Abnahme des Niederschlags führt. Besonders kritisch ist in diesem Zusammenhang die beobachtete und simulierte Abnahme des Niederschlags in der Trockenzeit, die zu geringeren konvektiven Niederschlägen führt und damit die Umwandlung von Regenwald in Savanne fördert.<ref name="Malhi 2008"/> Auch über den Kohlenstoffkreislauf gibt es eine Rückkopplung durch die Vegetation. So kann eine durch anthropogene CO2-Emissionen verursachte Klimaänderung verstärkt werden, wenn durch die Umwandlung von Regenwald in Savanne, Dürren oder Waldbrände große Anteile des im Amazonas-Regenwald gespeicherten Kohlenstoffs in die Atmosphäre gelangen.<ref name="Malhi 2008"/>

== Projektionen der Vegetationsänderung ==

Die größten Unsicherheiten in den Projektionen einer zukünftigen Entwicklung des Klimas in der Amazonas-Region liegen in der [[Wälder im Klimawandel|Wechselwirkung mit der Vegetation]]. Modelle, die die Änderung der Vegetation unter einer Klimaänderung simulieren, zeigen die unterschiedliche Behandlung der Vegetation in verschiedenen Modellen als größte Unsicherheitsquelle. Da Klimamodelle in der Simulation der Klimaänderung in der Amazonasregion große Unterschiede zeigen, insbesondere im Niederschlag, stellt dies eine weitere Unsicherheit dar. In einer Studie mit 22 Klimamodellen, in der der Einfluss einer Änderung verschiedener meteorologischer Größen auf die Vegetation jeweils separat untersucht wird, hat die Zunahme der Konzentration von CO2 in der Atmosphäre über den Düngungseffekt allerdings den größten Einfluss auf die in der Amazonasregion in Pflanzen gespeicherte Menge an Kohlenstoff, gefolgt von einer Änderung der Temperatur und des Niederschlags. <ref>Huntingford, C., et al. (2013): Simulated resilience of tropical rainforests to CO2-induced climate change. Nature Geoscience, 6, 268-273</ref>

Beobachtungen zeigen einen großen Einfluss des Niederschlags auf die Vegetation in der Amazonas- Region. So kann eine zunehmende Trockenheit zum Beispiel Auslöser für Dürren wie in den Jahren 2005 und 2010 sein, die zu einer Abnahme des in der Region gespeicherten Kohlenstoffes führen und somit eine positive Rückkopplung auf einen durch anthropogene CO2 Emissionen verursachten Klimawandel darstellen.<ref>Phillips, O. L., et al. (2009): Drought sensitivity of the Amazon rainforest. Science, 323, 1344-1347</ref> Zudem wird eine Zunahme von Waldbränden projeziert, die über den Kohlenstoffkreislauf ebenfalls auf das Klima rückwirken.<ref>Cochrane, M.A., C.P. Barber (2009): Climate change, human land use and future fires in the Amazon. Global Change Biology 15, 601–612</ref>

Durch die mit dem Niederschlag verbundene Rückkopplung besitzt die Amazonas-Region womöglich zwei stabile Vegetationszustände, den aktuellen, feuchten Zustand, sowie einen trockeneren Zustand. Modelle zeigen einen nur schwer umkehrbaren Übergang zum trockeneren Zustand ab einer Abholzung von 40% des gesamtem Amazonas-Beckens. <ref>Davidson, E. A., et al. (2012): The Amazon basin in transition. Nature, 481, 321-328</ref> Dieser sogenannte Dieback des Amazonas-Regenwalds stellt einen möglichen Kipppunkt des Klimasystems dar.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
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|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst von=Klimaszenarien
|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
|beeinflusst von=Projektionen Kohlendioxid
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|Teil von=Klimaprojektionen regional
|Regionales Beispiel von=Klimaprojektionen
|Vergangenheit=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|verursacht=Artensterben
}}
<metakeywords>Landnutzung, Kohlenstoffkreislauf, Artensterben, Vegetation, Biosphäre, Ökosysteme</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Amazonasgebiet

2013-10-22T13:54:08Z

Manuel Linsenmeier: interne Verlinkungen hinzugefügrt

== Bedeutung des Amazonas Regenwalds im Klimasystem ==

Die Amazonas-Region hat in den letzten Jahren durch den fortschreitenden Klimawandel viel Aufmerksamkeit erhalten. Zum einen stellt der Klimawandel insbesondere durch die mit ihm verbundene regionale Abnahme des Niederschlags eine Bedrohung für den tropischen Regenwald dar. Zum anderen hat der Zustand des Regenwalds über den [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoff-]] und [[Wasserkreislauf]] sowie den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre|Strahlungshaushalt]] einen rückwirkenden Einfluss auf das lokale, regionale und globale Klima.

Der Amazonas-Regenwald ist somit ein Rückkopplungsmechanismus im Klimasystem, der eine anfängliche Klimaänderung verstärken oder abdämpfen kann. Desweiteren stellt der Amazonas Regenwald einigen Studien zufolge ein [[Kipppunkte im Klimasystem#Austrocknung des amazonischen Regenwalds|Kippelement]] des Klimasystems mit zwei stabilen Zuständen dar, dem aktuellen Zustand sowie einem trockeneren Zustand mit veränderter Vegetationszusammensetzung. Demnach könnte der kritische Wert der Waldbedeckung, der zu einer nur schwer umkehrbaren Änderung zu einem trockeneren Klima führt, durch fortschreitende [[Deforestation (Tropen)|Abholzung]] und Einwirkungen des Klimawandels bereits im Jahr 2050 erreicht werden.<ref>Soares-Filho, B. S., et al. (2006): Modelling conservation in the Amazon basin. Nature 440, 520-523</ref>

== Globaler Klimawandel als Antrieb ==

[[Bild:Lateinamerika_temp_ns.jpg|thumb|360px|Änderungen der Temperatur und des Niederschlags in Mittel- und Südamerika nach dem [[Klimaszenarien#Die_IPCC-Emissionszenarien|A1B-Szenario]] zwischen 1980-1999 und 2080-2099 im Nord-Sommer (JJA)]]

Die Grundlage der folgenden Vorhersagen sind Klimasimulationen des 4. [[IPCC]] Berichts, die auf dem A1B [[Klimaszenarien|Szenario]] beruhen (IPCC AR4, WG I, Kapitel 11.6). Die für diese Projektionen verwendeten globalen [[Klimamodelle]] enthalten keine dynamische Vegetation. Das bedeutet, dass sie eine Klimaänderung in der Amazonas-Region berechnen, ohne die Rückkopplung durch Wechselwirkungsprozesse mit der Vegetation zu berücksichtigen. Die Vegetation ist also fest vorgegeben, sodass auch die Auswirkung eines Klimawandels auf die Vegetation oder eine fortschreitende Abholzung ebenso wenig im Modell integriert sind wie die Rückwirkungen der Änderungen des Amazonas-Regenwaldes auf das Klima. Auf Klimaprojektionen mit Modellen, die eine dynamische Vegetation enthalten, wird im darauffolgenden Abschnitt eingegangen.

=== Temperatur ===

Die verschiedenen Modelle geben für die Amazonas-Region im Mittel eine Erwärmung um 3.3 Grad Celsius zwischen 1980-1999 und 2080-2099 an. Dieser Wert liegt leicht über der Projektion der Zunahme der mittleren globalen Temperatur um 2.8 Grad Celsius. Der positive Trend in der Temperatur ist deutlich von den natürlichen Schwankungen der Modelle unterscheidbar.

=== Niederschlag ===

Die Projektionen des 4. IPCC Berichts zeigen eine leichte Abnahme des mittleren Niederschlags der Amazonas-Region. Allerdings gibt es starke Unterschiede zwischen den verschiedenen Regionen und Jahreszeiten. So zeigen die Modelle eine Zunahme des Süd-Winter-Niederschlags (Juni-August) und eine Abnahme des Süd-Sommer-Niederschlags (Dezember-Februar).

=== Wichtige Prozesse und Modellunsicherheiten ===

Die für diese Projektionen verwendeten Modelle zeigen große Schwierigkeiten, die beobachteten Niederschlagsmuster zu reproduzieren. Grund dafür sind unter anderem die generell ungenügende Repräsentation von tropischem konvektiven Niederschlag in den Modellen sowie die schlechte räumliche Auflösung der Anden. Regionale Klimamodelle mit einer höheren räumlichen Auflösung können hier zwar Verbesserungen bringen, allerdings befindet sich die [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimamodellierung]] über Südamerika noch in einem frühen Entwicklungsstadium und ist Gegenstand aktueller Forschung. <ref>Solman, S. A. (2013): Regional Climate Modeling over South America: A Review. Advances in Meteorology, vol. 2013, 13 pages</ref>
Daher sind die oben vorgestellten Vorhersagen der Niederschlagsänderungen mit Vorsicht zu interpretieren. Weitere wichtige Prozesse, die den Klimawandel in der Amazonas-Region beeinflussen, sind eine Änderung der [[ENSO]] und eine Verschiebung der [[ITCZ]]. Die Projektionen der zukünftigen Entwicklung der ENSO unterscheiden sich stark zwischen verschiedenen Modellen, und auch bezüglich einer Verlagerung der ITCZ gibt es große Unsicherheiten. Da die räumliche und zeitliche Verteilung des Niederschlags in Südamerika im Wesentlichen durch das Zusammenspiel der großräumigen Zirkulation mit der Topographie und den regionalen Temperaturunterschieden zustande kommt, stellen diese beiden Prozesse eine wichtige Quelle für Unsicherheiten in den Projektionen dar. Eine weitere wichtige Unsicherheit der vorgestellten Prognosen liegt in der nicht berücksichtigten Änderung der Vegetation, auf die in den folgenden Abschnitten eingegangen wird.

== Klimaänderungen und die Wechselwirkung mit der Vegetation ==

Die Regenwälder in der Amazonas-Region spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. In ihnen sind etwa 120 GtC gespeichert, und sie sind für etwa 15% der globalen [[Photosynthese]] auf Landflächen verantwortlich. <ref name="Malhi 2008">Malhi, Y., et al. (2008): Climate change, deforestation, and the fate of the Amazon. Science, 319, 169-172</ref> Zudem spielen sie durch Evapotranspiration, also die Aufnahme von im Untergrund gespeichertem Wasser und seine Abgabe an die Atmosphäre, eine wichtige Rolle im Wasser-Kreislauf. Weitere Einflüsse des tropischen Regenwaldes auf das Klima resultieren aus seiner relativ geringen Reflektivität von Sonnenlicht (geringen Albedo), der Produktion von [[Aerosole|Aerosolen]] und der relativ hohen Rauigkeit der Landoberfläche. <ref name="Malhi 2008"/>

Diese Einflüsse der Vegetation auf den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf stellen wichtige Rückkopplungsmechanismen für einen anfänglichen Klimawandel dar. So kann eine Abnahme des Niederschlags zu einer Abnahme des Regenwalds durch Umwandlung in Savanne führen, die wiederum zu einer Verstärkung der Abnahme des Niederschlags führt. Besonders kritisch ist in diesem Zusammenhang die beobachtete und simulierte Abnahme des Niederschlags in der Trockenzeit, die zu geringeren konvektiven Niederschlägen führt und damit die Umwandlung von Regenwald in Savanne fördert.<ref name="Malhi 2008"/> Auch über den Kohlenstoffkreislauf gibt es eine Rückkopplung durch die Vegetation. So kann eine durch anthropogene CO2-Emissionen verursachte Klimaänderung verstärkt werden, wenn durch die Umwandlung von Regenwald in Savanne, Dürren oder Waldbrände große Anteile des im Amazonas-Regenwald gespeicherten Kohlenstoffs in die Atmosphäre gelangen.<ref name="Malhi 2008"/>

== Projektionen der Vegetationsänderung ==

Die größten Unsicherheiten in den Projektionen einer zukünftigen Entwicklung des Klimas in der Amazonas-Region liegen in der [[Wälder im Klimawandel|Wechselwirkung mit der Vegetation]]. Modelle, die die Änderung der Vegetation unter einer Klimaänderung simulieren, zeigen die unterschiedliche Behandlung der Vegetation in verschiedenen Modellen als größte Unsicherheitsquelle. Da Klimamodelle in der Simulation der Klimaänderung in der Amazonasregion große Unterschiede zeigen, insbesondere im Niederschlag, stellt dies eine weitere Unsicherheit dar. In einer Studie mit 22 Klimamodellen, in der der Einfluss einer Änderung verschiedener meteorologischer Größen auf die Vegetation jeweils separat untersucht wird, hat die Zunahme der Konzentration von CO2 in der Atmosphäre über den Düngungseffekt allerdings den größten Einfluss auf die in der Amazonasregion in Pflanzen gespeicherte Menge an Kohlenstoff, gefolgt von einer Änderung der Temperatur und des Niederschlags. <ref>Huntingford, C., et al. (2013): Simulated resilience of tropical rainforests to CO2-induced climate change. Nature Geoscience, 6, 268-273</ref>

Beobachtungen zeigen einen großen Einfluss des Niederschlags auf die Vegetation in der Amazonas- Region. So kann eine zunehmende Trockenheit zum Beispiel Auslöser für Dürren wie in den Jahren 2005 und 2010 sein, die zu einer Abnahme des in der Region gespeicherten Kohlenstoffes führen und somit eine positive Rückkopplung auf einen durch anthropogene CO2 Emissionen verursachten Klimawandel darstellen.<ref>Phillips, O. L., et al. (2009): Drought sensitivity of the Amazon rainforest. Science, 323, 1344-1347</ref> Zudem wird eine Zunahme von Waldbränden projeziert, die über den Kohlenstoffkreislauf ebenfalls auf das Klima rückwirken.<ref>Cochrane, M.A., C.P. Barber (2009): Climate change, human land use and future fires in the Amazon. Global Change Biology 15, 601–612</ref>

Durch die mit dem Niederschlag verbundene Rückkopplung besitzt die Amazonas-Region womöglich zwei stabile Vegetationszustände, den aktuellen, feuchten Zustand, sowie einen trockeneren Zustand. Modelle zeigen einen nur schwer umkehrbaren Übergang zum trockeneren Zustand ab einer Abholzung von 40% des gesamtem Amazonas-Beckens. <ref>Davidson, E. A., et al. (2012): The Amazon basin in transition. Nature, 481, 321-328</ref> Dieser sogenannte Dieback des Amazonas-Regenwalds stellt einen möglichen Kipppunkt des Klimasystems dar.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
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{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
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|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
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|Teil von=Klimaprojektionen regional
|Regionales Beispiel von=Klimaprojektionen
|Vergangenheit=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|verursacht=Artensterben
}}
<metakeywords>Landnutzung, Kohlenstoffkreislauf, Artensterben, Vegetation, Biosphäre, Ökosysteme</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Amazonasgebiet

2013-10-22T13:48:04Z

Manuel Linsenmeier: Tippfehler

== Bedeutung des Amazonas Regenwalds im Klimasystem ==

Die Amazonas-Region hat in den letzten Jahren durch den fortschreitenden Klimawandel viel Aufmerksamkeit erhalten. Zum einen stellt der Klimawandel insbesondere durch die mit ihm verbundene regionale Abnahme des Niederschlags eine Bedrohung für den tropischen Regenwald dar. Zum anderen hat der Zustand des Regenwalds über den [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoff-]] und [[Wasserkreislauf]] sowie den Strahlungshaushalt einen rückwirkenden Einfluss auf das lokale, regionale und globale Klima.

Der Amazonas-Regenwald ist somit ein Rückkopplungsmechanismus im Klimasystem, der eine anfängliche Klimaänderung verstärken oder abdämpfen kann. Desweiteren stellt der Amazonas Regenwald einigen Studien zufolge ein [[Kipppunkte im Klimasystem#Austrocknung des amazonischen Regenwalds|Kippelement]] des Klimasystems mit zwei stabilen Zuständen dar, dem aktuellen Zustand sowie einem trockeneren Zustand mit veränderter Vegetationszusammensetzung. Demnach könnte der kritische Wert der Waldbedeckung, der zu einer nur schwer umkehrbaren Änderung zu einem trockeneren Klima führt, durch fortschreitende [[Deforestation|Abholzung]] und Einwirkungen des Klimawandels bereits im Jahr 2050 erreicht werden.<ref>Soares-Filho, B. S., et al. (2006): Modelling conservation in the Amazon basin. Nature 440, 520-523</ref>

== Globaler Klimawandel als Antrieb ==

[[Bild:Lateinamerika_temp_ns.jpg|thumb|360px|Änderungen der Temperatur und des Niederschlags in Mittel- und Südamerika nach dem [[Klimaszenarien#Die_IPCC-Emissionszenarien|A1B-Szenario]] zwischen 1980-1999 und 2080-2099 im Nord-Sommer (JJA)]]

Die Grundlage der folgenden Vorhersagen sind Klimasimulationen des 4. [[IPCC]] Berichts, die auf dem A1B Szenario beruhen (IPCC AR4, WG I, Kapitel 11.6). Die für diese Projektionen verwendeten globalen [[Klimamodelle]] enthalten keine dynamische Vegetation. Das bedeutet, dass sie eine Klimaänderung in der Amazonas-Region berechnen, ohne die Rückkopplung durch Wechselwirkungsprozesse mit der Vegetation zu berücksichtigen. Die Vegetation ist also fest vorgegeben, sodass auch die Auswirkung eines Klimawandels auf die Vegetation oder eine fortschreitende Abholzung ebenso wenig im Modell integriert sind wie die Rückwirkungen der Änderungen des Amazonas-Regenwaldes auf das Klima. Auf Klimaprojektionen mit Modellen, die eine dynamische Vegetation enthalten, wird im darauffolgenden Abschnitt eingegangen.

=== Temperatur ===

Die verschiedenen Modelle geben für die Amazonas-Region im Mittel eine Erwärmung um 3.3 Grad Celsius zwischen 1980-1999 und 2080-2099 an. Dieser Wert liegt leicht über der Projektion der Zunahme der mittleren globalen Temperatur um 2.8 Grad Celsius. Der positive Trend in der Temperatur ist deutlich von den natürlichen Schwankungen der Modelle unterscheidbar.

=== Niederschlag ===

Die Projektionen des 4. IPCC Berichts zeigen eine leichte Abnahme des mittleren Niederschlags der Amazonas-Region. Allerdings gibt es starke Unterschiede zwischen den verschiedenen Regionen und Jahreszeiten. So zeigen die Modelle eine Zunahme des Süd-Winter-Niederschlags (Juni-August) und eine Abnahme des Süd-Sommer-Niederschlags (Dezember-Februar).

=== Wichtige Prozesse und Modellunsicherheiten ===

Die für diese Projektionen verwendeten Modelle zeigen große Schwierigkeiten, die beobachteten Niederschlagsmuster zu reproduzieren. Grund dafür sind unter anderem die generell ungenügende Repräsentation von tropischem konvektiven Niederschlag in den Modellen sowie die schlechte räumliche Auflösung der Anden. Regionale Klimamodelle mit einer höheren räumlichen Auflösung können hier zwar Verbesserungen bringen, allerdings befindet sich die [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimamodellierung]] über Südamerika noch in einem frühen Entwicklungsstadium und ist Gegenstand aktueller Forschung. <ref>Solman, S. A. (2013): Regional Climate Modeling over South America: A Review. Advances in Meteorology, vol. 2013, 13 pages</ref>
Daher sind die oben vorgestellten Vorhersagen der Niederschlagsänderungen mit Vorsicht zu interpretieren. Weitere wichtige Prozesse, die den Klimawandel in der Amazonas-Region beeinflussen, sind eine Änderung der [[ENSO]] und eine Verschiebung der [[ITCZ]]. Die Projektionen der zukünftigen Entwicklung der ENSO unterscheiden sich stark zwischen verschiedenen Modellen, und auch bezüglich einer Verlagerung der ITCZ gibt es große Unsicherheiten. Da die räumliche und zeitliche Verteilung des Niederschlags in Südamerika im Wesentlichen durch das Zusammenspiel der großräumigen Zirkulation mit der Topographie und den regionalen Temperaturunterschieden zustande kommt, stellen diese beiden Prozesse eine wichtige Quelle für Unsicherheiten in den Projektionen dar. Eine weitere wichtige Unsicherheit der vorgestellten Prognosen liegt in der nicht berücksichtigten Änderung der Vegetation, auf die in den folgenden Abschnitten eingegangen wird.

== Klimaänderungen und die Wechselwirkung mit der Vegetation ==

Die Regenwälder in der Amazonas-Region spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. In ihnen sind etwa 120 GtC gespeichert, und sie sind für etwa 15% der globalen [[Photosynthese]] auf Landflächen verantwortlich. <ref name="Malhi 2008">Malhi, Y., et al. (2008): Climate change, deforestation, and the fate of the Amazon. Science, 319, 169-172</ref> Zudem spielen sie durch Evapotranspiration, also die Aufnahme von im Untergrund gespeichertem Wasser und seine Abgabe an die Atmosphäre, eine wichtige Rolle im Wasser-Kreislauf. Weitere Einflüsse des tropischen Regenwaldes auf das Klima resultieren aus seiner relativ geringen Reflektivität von Sonnenlicht (geringen Albedo), der Produktion von [[Aerosole|Aerosolen]] und der relativ hohen Rauigkeit der Landoberfläche. <ref name="Malhi 2008"/>

Diese Einflüsse der Vegetation auf den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf stellen wichtige Rückkopplungsmechanismen für einen anfänglichen Klimawandel dar. So kann eine Abnahme des Niederschlags zu einer Abnahme des Regenwalds durch Umwandlung in Savanne führen, die wiederum zu einer Verstärkung der Abnahme des Niederschlags führt. Besonders kritisch ist in diesem Zusammenhang die beobachtete und simulierte Abnahme des Niederschlags in der Trockenzeit, die zu geringeren konvektiven Niederschlägen führt und damit die Umwandlung von Regenwald in Savanne fördert.<ref name="Malhi 2008"/> Auch über den Kohlenstoffkreislauf gibt es eine Rückkopplung durch die Vegetation. So kann eine durch anthropogene CO2-Emissionen verursachte Klimaänderung verstärkt werden, wenn durch die Umwandlung von Regenwald in Savanne, Dürren oder Waldbrände große Anteile des im Amazonas-Regenwald gespeicherten Kohlenstoffs in die Atmosphäre gelangen.<ref name="Malhi 2008"/>

== Projektionen der Vegetationsänderung ==

Die größten Unsicherheiten in den Projektionen einer zukünftigen Entwicklung des Klimas in der Amazonas-Region liegen in der Wechselwirkung mit der Vegetation. Modelle, die die Änderung der Vegetation unter einer Klimaänderung simulieren, zeigen die unterschiedliche Behandlung der Vegetation in verschiedenen Modellen als größte Unsicherheitsquelle. Da Klimamodelle in der Simulation der Klimaänderung in der Amazonasregion große Unterschiede zeigen, insbesondere im Niederschlag, stellt dies eine weitere Unsicherheit dar. In einer Studie mit 22 Klimamodellen, in der der Einfluss einer Änderung verschiedener meteorologischer Größen auf die Vegetation jeweils separat untersucht wird, hat die Zunahme der Konzentration von CO2 in der Atmosphäre über den Düngungseffekt allerdings den größten Einfluss auf die in der Amazonasregion in Pflanzen gespeicherte Menge an Kohlenstoff, gefolgt von einer Änderung der Temperatur und des Niederschlags. <ref>Huntingford, C., et al. (2013): Simulated resilience of tropical rainforests to CO2-induced climate change. Nature Geoscience, 6, 268-273</ref>

Beobachtungen zeigen einen großen Einfluss des Niederschlags auf die Vegetation in der Amazonas- Region. So kann eine zunehmende Trockenheit zum Beispiel Auslöser für Dürren wie in den Jahren 2005 und 2010 sein, die zu einer Abnahme des in der Region gespeicherten Kohlenstoffes führen und somit eine positive Rückkopplung auf einen durch anthropogene CO2 Emissionen verursachten Klimawandel darstellen.<ref>Phillips, O. L., et al. (2009): Drought sensitivity of the Amazon rainforest. Science, 323, 1344-1347</ref> Zudem wird eine Zunahme von Waldbränden projeziert, die über den Kohlenstoffkreislauf ebenfalls auf das Klima rückwirken.<ref>Cochrane, M.A., C.P. Barber (2009): Climate change, human land use and future fires in the Amazon. Global Change Biology 15, 601–612</ref>

Durch die mit dem Niederschlag verbundene Rückkopplung besitzt die Amazonas-Region womöglich zwei stabile Vegetationszustände, den aktuellen, feuchten Zustand, sowie einen trockeneren Zustand. Modelle zeigen einen nur schwer umkehrbaren Übergang zum trockeneren Zustand ab einer Abholzung von 40% des gesamtem Amazonas-Beckens. <ref>Davidson, E. A., et al. (2012): The Amazon basin in transition. Nature, 481, 321-328</ref> Dieser sogenannte Dieback des Amazonas-Regenwalds stellt einen möglichen Kipppunkt des Klimasystems dar.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Australien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst von=Klimaszenarien
|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
|beeinflusst von=Projektionen Kohlendioxid
|beeinflusst von=Deforestation (Tropen)
|Teil von=Klimaprojektionen regional
|Regionales Beispiel von=Klimaprojektionen
|Vergangenheit=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|verursacht=Artensterben
}}
<metakeywords>Landnutzung, Kohlenstoffkreislauf, Artensterben, Vegetation, Biosphäre, Ökosysteme</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Amazonasgebiet

2013-10-22T13:47:30Z

Manuel Linsenmeier: semantische Verlinkung, Kategorien, Grafik hinzugefügt

== Bedeutung des Amazonas Regenwalds im Klimasystem ==

Die Amazonas-Region hat in den letzten Jahren durch den fortschreitenden Klimawandel viel Aufmerksamkeit erhalten. Zum einen stellt der Klimawandel insbesondere durch die mit ihm verbundene regionale Abnahme des Niederschlags eine Bedrohung für den tropischen Regenwald dar. Zum anderen hat der Zustand des Regenwalds über den [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoff-]] und [[Wasserkreislauf]] sowie den Strahlungshaushalt einen rückwirkenden Einfluss auf das lokale, regionale und globale Klima.

Der Amazonas-Regenwald ist somit ein Rückkopplungsmechanismus im Klimasystem, der eine anfängliche Klimaänderung verstärken oder abdämpfen kann. Desweiteren stellt der Amazonas Regenwald einigen Studien zufolge ein [[Kipppunkte im Klimasystem#Austrocknung des amazonischen Regenwalds|Kippelement]] des Klimasystems mit zwei stabilen Zuständen dar, dem aktuellen Zustand sowie einem trockeneren Zustand mit veränderter Vegetationszusammensetzung. Demnach könnte der kritische Wert der Waldbedeckung, der zu einer nur schwer umkehrbaren Änderung zu einem trockeneren Klima führt, durch fortschreitende [[Deforestation|Abholzung]] und Einwirkungen des Klimawandels bereits im Jahr 2050 erreicht werden.<ref>Soares-Filho, B. S., et al. (2006): Modelling conservation in the Amazon basin. Nature 440, 520-523</ref>

== Globaler Klimawandel als Antrieb ==

[[Bild:Lateinamerika_temp_ns.jpg|thumb|360px|Änderungen der Temperatur und des Niederschlags in Mittel- und Südamerika nach dem [[Klimaszenarien#Die_IPCC-Emissionszenarien|A1B-Szenario]] zwischen 1980-1999 und 2080-2099 im Nord-Sommer (JJA)]]

Die Grundlage der folgenden Vorhersagen sind Klimasimulationen des 4. [[IPCC]] Berichts, die auf dem A1B Szenario beruhen (IPCC AR4, WG I, Kapitel 11.6). Die für diese Projektionen verwendeten globalen [[Klimamodelle]] enthalten keine dynamische Vegetation. Das bedeutet, dass sie eine Klimaänderung in der Amazonas-Region berechnen, ohne die Rückkopplung durch Wechselwirkungsprozesse mit der Vegetation zu berücksichtigen. Die Vegetation ist also fest vorgegeben, sodass auch die Auswirkung eines Klimawandels auf die Vegetation oder eine fortschreitende Abholzung ebenso wenig im Modell integriert sind wie die Rückwirkungen der Änderungen des Amazonas-Regenwaldes auf das Klima. Auf Klimaprojektionen mit Modellen, die eine dynamische Vegetation enthalten, wird im darauffolgenden Abschnitt eingegangen.

=== Temperatur ===

Die verschiedenen Modelle geben für die Amazonas-Region im Mittel eine Erwärmung um 3.3 Grad Celsius zwischen 1980-1999 und 2080-2099 an. Dieser Wert liegt leicht über der Projektion der Zunahme der mittleren globalen Temperatur um 2.8 Grad Celsius. Der positive Trend in der Temperatur ist deutlich von den natürlichen Schwankungen der Modelle unterscheidbar.

=== Niederschlag ===

Die Projektionen des 4. IPCC Berichts zeigen eine leichte Abnahme des mittleren Niederschlags der Amazonas-Region. Allerdings gibt es starke Unterschiede zwischen den verschiedenen Regionen und Jahreszeiten. So zeigen die Modelle eine Zunahme des Süd-Winter-Niederschlags (Juni-August) und eine Abnahme des Süd-Sommer-Niederschlags (Dezember-Februar).

=== Wichtige Prozesse und Modellunsicherheiten ===

Die für diese Projektionen verwendeten Modelle zeigen große Schwierigkeiten, die beobachteten Niederschlagsmuster zu reproduzieren. Grund dafür sind unter anderem die generell ungenügende Repräsentation von tropischem konvektiven Niederschlag in den Modellen sowie die schlechte räumliche Auflösung der Anden. Regionale Klimamodelle mit einer höheren räumlichen Auflösung können hier zwar Verbesserungen bringen, allerdings befindet sich die [[Regionale Klimamodelle|regionale Klimamodellierung]] über Südamerika noch in einem frühen Entwicklungsstadium und ist Gegenstand aktueller Forschung. <ref>Solman, S. A. (2013): Regional Climate Modeling over South America: A Review. Advances in Meteorology, vol. 2013, 13 pages</ref>
Daher sind die oben vorgestellten Vorhersagen der Niederschlagsänderungen mit Vorsicht zu interpretieren. Weitere wichtige Prozesse, die den Klimawandel in der Amazonas-Region beeinflussen, sind eine Änderung der [[ENSO]] und eine Verschiebung der [[ITCZ]]. Die Projektionen der zukünftigen Entwicklung der ENSO unterscheiden sich stark zwischen verschiedenen Modellen, und auch bezüglich einer Verlagerung der ITCZ gibt es große Unsicherheiten. Da die räumliche und zeitliche Verteilung des Niederschlags in Südamerika im Wesentlichen durch das Zusammenspiel der großräumigen Zirkulation mit der Topographie und den regionalen Temperaturunterschieden zustande kommt, stellen diese beiden Prozesse eine wichtige Quelle für Unsicherheiten in den Projektionen dar. Eine weitere wichtige Unsicherheit der vorgestellten Prognosen liegt in der nicht berücksichtigten Änderung der Vegetation, auf die in den folgenden Abschnitten eingegangen wird.

== Klimaändeurngen und die Wechselwirkung mit der Vegetation ==

Die Regenwälder in der Amazonas-Region spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. In ihnen sind etwa 120 GtC gespeichert, und sie sind für etwa 15% der globalen [[Photosynthese]] auf Landflächen verantwortlich. <ref name="Malhi 2008">Malhi, Y., et al. (2008): Climate change, deforestation, and the fate of the Amazon. Science, 319, 169-172</ref> Zudem spielen sie durch Evapotranspiration, also die Aufnahme von im Untergrund gespeichertem Wasser und seine Abgabe an die Atmosphäre, eine wichtige Rolle im Wasser-Kreislauf. Weitere Einflüsse des tropischen Regenwaldes auf das Klima resultieren aus seiner relativ geringen Reflektivität von Sonnenlicht (geringen Albedo), der Produktion von [[Aerosole|Aerosolen]] und der relativ hohen Rauigkeit der Landoberfläche. <ref name="Malhi 2008"/>

Diese Einflüsse der Vegetation auf den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf stellen wichtige Rückkopplungsmechanismen für einen anfänglichen Klimawandel dar. So kann eine Abnahme des Niederschlags zu einer Abnahme des Regenwalds durch Umwandlung in Savanne führen, die wiederum zu einer Verstärkung der Abnahme des Niederschlags führt. Besonders kritisch ist in diesem Zusammenhang die beobachtete und simulierte Abnahme des Niederschlags in der Trockenzeit, die zu geringeren konvektiven Niederschlägen führt und damit die Umwandlung von Regenwald in Savanne fördert.<ref name="Malhi 2008"/> Auch über den Kohlenstoffkreislauf gibt es eine Rückkopplung durch die Vegetation. So kann eine durch anthropogene CO2-Emissionen verursachte Klimaänderung verstärkt werden, wenn durch die Umwandlung von Regenwald in Savanne, Dürren oder Waldbrände große Anteile des im Amazonas-Regenwald gespeicherten Kohlenstoffs in die Atmosphäre gelangen.<ref name="Malhi 2008"/>

== Projektionen der Vegetationsänderung ==

Die größten Unsicherheiten in den Projektionen einer zukünftigen Entwicklung des Klimas in der Amazonas-Region liegen in der Wechselwirkung mit der Vegetation. Modelle, die die Änderung der Vegetation unter einer Klimaänderung simulieren, zeigen die unterschiedliche Behandlung der Vegetation in verschiedenen Modellen als größte Unsicherheitsquelle. Da Klimamodelle in der Simulation der Klimaänderung in der Amazonasregion große Unterschiede zeigen, insbesondere im Niederschlag, stellt dies eine weitere Unsicherheit dar. In einer Studie mit 22 Klimamodellen, in der der Einfluss einer Änderung verschiedener meteorologischer Größen auf die Vegetation jeweils separat untersucht wird, hat die Zunahme der Konzentration von CO2 in der Atmosphäre über den Düngungseffekt allerdings den größten Einfluss auf die in der Amazonasregion in Pflanzen gespeicherte Menge an Kohlenstoff, gefolgt von einer Änderung der Temperatur und des Niederschlags. <ref>Huntingford, C., et al. (2013): Simulated resilience of tropical rainforests to CO2-induced climate change. Nature Geoscience, 6, 268-273</ref>

Beobachtungen zeigen einen großen Einfluss des Niederschlags auf die Vegetation in der Amazonas- Region. So kann eine zunehmende Trockenheit zum Beispiel Auslöser für Dürren wie in den Jahren 2005 und 2010 sein, die zu einer Abnahme des in der Region gespeicherten Kohlenstoffes führen und somit eine positive Rückkopplung auf einen durch anthropogene CO2 Emissionen verursachten Klimawandel darstellen.<ref>Phillips, O. L., et al. (2009): Drought sensitivity of the Amazon rainforest. Science, 323, 1344-1347</ref> Zudem wird eine Zunahme von Waldbränden projeziert, die über den Kohlenstoffkreislauf ebenfalls auf das Klima rückwirken.<ref>Cochrane, M.A., C.P. Barber (2009): Climate change, human land use and future fires in the Amazon. Global Change Biology 15, 601–612</ref>

Durch die mit dem Niederschlag verbundene Rückkopplung besitzt die Amazonas-Region womöglich zwei stabile Vegetationszustände, den aktuellen, feuchten Zustand, sowie einen trockeneren Zustand. Modelle zeigen einen nur schwer umkehrbaren Übergang zum trockeneren Zustand ab einer Abholzung von 40% des gesamtem Amazonas-Beckens. <ref>Davidson, E. A., et al. (2012): The Amazon basin in transition. Nature, 481, 321-328</ref> Dieser sogenannte Dieback des Amazonas-Regenwalds stellt einen möglichen Kipppunkt des Klimasystems dar.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in den Polargebieten
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Nordamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Asien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Lateinamerika
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Australien
|ähnlich wie=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst von=Klimaszenarien
|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
|beeinflusst von=Projektionen Kohlendioxid
|beeinflusst von=Deforestation (Tropen)
|Teil von=Klimaprojektionen regional
|Regionales Beispiel von=Klimaprojektionen
|Vergangenheit=Klimaänderungen im Amazonasgebiet
|verursacht=Artensterben
}}
<metakeywords>Landnutzung, Kohlenstoffkreislauf, Artensterben, Vegetation, Biosphäre, Ökosysteme</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Regionale Klimaprojektionen]]

Klimaprojektionen Amazonasgebiet

2013-10-22T11:24:26Z

Manuel Linsenmeier: Die Seite wurde neu angelegt: „ == Bedeutung des Amazonas Regenwalds im Klimasystem == Die Amazonas-Region hat in den letzten Jahren durch den fortschreitenden Klimawandel viel Aufmerksamke…“

== Bedeutung des Amazonas Regenwalds im Klimasystem ==

Die Amazonas-Region hat in den letzten Jahren durch den fortschreitenden Klimawandel viel Aufmerksamkeit erhalten. Zum einen stellt der Klimawandel insbesondere durch die mit ihm verbundene regionale Abnahme des Niederschlags eine Bedrohung für den tropischen Regenwald dar. Zum anderen hat der Zustand des Regenwalds über den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf sowie den Strahlungshaushalt einen rückwirkenden Einfluss auf das lokale, regionale und globale Klima.

Der Amazonas-Regenwald ist somit ein Rückkopplungsmechanismus im Klimasystem, der eine anfängliche Klimaänderung verstärken oder abdämpfen kann. Desweiteren stellt der Amazonas Regenwald einigen Studien zufolge ein Kippelement des Klimasystems mit zwei stabilen Zuständen dar, dem aktuellen Zustand sowie einem trockeneren Zustand mit veränderter Vegetationszusammensetzung. Demnach könnte der kritische Wert der Waldbedeckung, der zu einer nur schwer umkehrbaren Änderung zu einem trockeneren Klima führt, durch fortschreitende Abholzung und Einwirkungen des Klimawandels bereits im Jahr 2050 erreicht werden.<ref>Soares-Filho, B. S., et al. (2006): Modelling conservation in the Amazon basin. Nature 440, 520-523</ref>

== Globaler Klimawandel als Antrieb für die Entwicklung des Klimas in der Amazonas Region ==

Die Grundlage der folgenden Vorhersagen sind Klimasimulationen des 4. IPCC Berichts, die auf dem A1B Szenario beruhen (IPCC AR4, WG I, Kapitel 11.6). Die für diese Projektionen verwendeten globalen Klimamodelle enthalten keine dynamische Vegetation. Das bedeutet, dass sie eine Klimaänderung in der Amazonas-Region berechnen, ohne die Rückkopplung durch Wechselwirkungsprozesse mit der Vegetation zu berücksichtigen. Die Vegetation ist also fest vorgegeben, sodass auch die Auswirkung eines Klimawandels auf die Vegetation oder eine fortschreitende Abholzung ebenso wenig im Modell integriert sind wie die Rückwirkungen der Änderungen des Amazonas-Regenwaldes auf das Klima. Auf Klimaprojektionen mit Modellen, die eine dynamische Vegetation enthalten, wird im darauffolgenden Abschnitt eingegangen.

nach IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Figure 11.15; http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Datei:Lateinamerika_temp_ns.jpg

=== Temperatur ===

Die verschiedenen Modelle geben für die Amazonas-Region im Mittel eine Erwärmung um 3.3 Grad Celsius zwischen 1980-1999 und 2080-2099 an. Dieser Wert liegt leicht über der Projektion der Zunahme der mittleren globalen Temperatur um 2.8 Grad Celsius. Der positive Trend in der Temperatur ist deutlich von den natürlichen Schwankungen der Modelle unterscheidbar.

=== Niederschlag ===

Die Projektionen des 4. IPCC Berichts zeigen eine leichte Abnahme des mittleren Niederschlags der Amazonas-Region. Allerdings gibt es starke Unterschiede zwischen den verschiedenen Regionen und Jahreszeiten. So zeigen die Modelle eine Zunahme des Süd-Winter-Niederschlags (Juni-August) und eine Abnahme des Süd-Sommer-Niederschlags (Dezember-Februar).

2.3) Wichtige Prozesse und Modellunsicherheiten
Die für diese Projektionen verwendeten Modelle zeigen große Schwierigkeiten, die beobachteten Niederschlagsmuster zu reproduzieren. Grund dafür sind unter anderem die generell ungenügende Repräsentation von tropischem konvektiven Niederschlag in den Modellen sowie die schlechte räumliche Auflösung der Anden. Regionale Klimamodelle mit einer höheren räumlichen Auflösung können hier zwar Verbesserungen bringen, allerdings befindet sich die regionale Klimamodellierung über Südamerika noch in einem frühen Entwicklungsstadium und ist Gegenstand aktueller Forschung (Solman 2013).
Daher sind die oben vorgestellten Vorhersagen der Niederschlagsänderungen mit Vorsicht zu interpretieren. Weitere wichtige Prozesse, die den Klimawandel in der Amazonas-Region beeinflussen, sind eine Änderung der [[ENSO]] und eine Verschiebung der ITCZ. Die Projektionen der zukünftigen Entwicklung der ENSO unterscheiden sich stark zwischen verschiedenen Modellen, und auch bezüglich einer Verlagerung der ITCZ gibt es große Unsicherheiten. Da die räumliche und zeitliche Verteilung des Niederschlags in Südamerika im Wesentlichen durch das Zusammenspiel der großräumigen Zirkulation mit der Topographie und den regionalen Temperaturunterschieden zustande kommt, stellen diese beiden Prozesse eine wichtige Quelle für Unsicherheiten in den Projektionen dar. Eine weitere wichtige Unsicherheit der vorgestellten Prognosen liegt in der nicht berücksichtigten Änderung der Vegetation, auf die in den folgenden Abschnitten eingegangen wird.

3) Klimawandel in der Amazonas-Region und die Wechselwirkung mit der Vegetation
Die Regenwälder in der Amazonas-Region spielen eine wichtige Rolle für das regionale und globale Klima. In ihnen sind etwa 120 GtC gespeichert, und sie sind für etwa 15% der globalen Photosynthese auf Landflächen verantwortlich (Malhi 2008). Zudem spielen sie durch Evapotranspiration, also die Aufnahme von im Untergrund gespeichertem Wasser und seine Abgabe an die Atmosphäre, eine wichtige Rolle im Wasser-Kreislauf. Weitere Einflüsse des tropischen Regenwaldes auf das Klima resultieren aus seiner relativ geringen Reflektivität von Sonnenlicht (geringen Albedo), der Produktion von Aerosolen und der relativ hohen Rauigkeit der Landoberfläche (Malhi 2008).

Diese Einflüsse der Vegetation auf den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf stellen wichtige Rückkopplungsmechanismen für einen anfänglichen Klimawandel dar. So kann eine Abnahme des Niederschlags zu einer Abnahme des Regenwalds durch Umwandlung in Savanne führen, die wiederum zu einer Verstärkung der Abnahme des Niederschlags führt. Besonders kritisch ist in diesem Zusammenhang die beobachtete und simulierte Abnahme des Niederschlags in der Trockenzeit, die zu geringeren konvektiven Niederschlägen führt und damit die Umwandlung von Regenwald in Savanne fördert (Malhi 2008). Auch über den Kohlenstoffkreislauf gibt es eine Rückkopplung durch die Vegetation. So kann eine durch anthropogene CO2-Emissionen verursachte Klimaänderung verstärkt werden, wenn durch die Umwandlung von Regenwald in Savanne, Dürren oder Waldbrände große Anteile des im Amazonas-Regenwald gespeicherten Kohlenstoffs in die Atmosphäre gelangen (Malhi 2008). Welche Rolle besitzt die CO2-Freisetzung im Vergleich zur Änderung der Albedo? Etwa im Gegensatz zu den borealen Wäldern…

4) Projektionen der Vegetationsänderung
Die größten Unsicherheiten in den Projektionen einer zukünftigen Entwicklung des Klimas in der Amazonas-Region liegen in der Wechselwirkung mit der Vegetation. Modelle, die die Änderung der Vegetation unter einer Klimaänderung simulieren, zeigen die unterschiedliche Behandlung der Vegetation in verschiedenen Modellen als größte Unsicherheitsquelle. Da Klimamodelle in der Simulation der Klimaänderung in der Amazonasregion große Unterschiede zeigen, insbesondere im Niederschlag, stellt dies eine weitere Unsicherheit dar. In einer Studie mit 22 Klimamodellen, in der der Einfluss einer Änderung verschiedener meteorologischer Größen auf die Vegetation jeweils separat untersucht wird, hat die Zunahme der Konzentration von CO2 in der Atmosphäre über den Düngungseffekt allerdings den größten Einfluss auf die in der Amazonasregion in Pflanzen gespeicherte Menge an Kohlenstoff, gefolgt von einer Änderung der Temperatur und des Niederschlags (Huntingford 2013).

Beobachtungen zeigen einen großen Einfluss des Niederschlags auf die Vegetation in der Amazonas- Region. So kann eine zunehmende Trockenheit zum Beispiel Auslöser für Dürren wie in den Jahren 2005 und 2010 sein, die zu einer Abnahme des in der Region gespeicherten Kohlenstoffes führen und somit eine positive Rückkopplung auf einen durch anthropogene CO2 Emissionen verursachten Klimawandel darstellen (Phillips 2009). Zudem wird eine Zunahme von Waldbränden projeziert, die über den Kohlenstoffkreislauf ebenfalls auf das Klima rückwirken (Cochrane 2009).

Durch die mit dem Niederschlag verbundene Rückkopplung besitzt die Amazonas-Region womöglich zwei stabile Vegetationszustände, den aktuellen, feuchten Zustand, sowie einen trockeneren Zustand. Modelle zeigen einen nur schwer umkehrbaren Übergang zum trockeneren Zustand ab einer Abholzung von 40% des gesamtem Amazonas-Beckens (Davidson 2012). Dieser sogenannte Dieback des Amazonas-Regenwalds stellt einen möglichen Kipppunkt des Klimasystems dar.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Lizenzhinweis ==
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|Unterrichtsmaterial=Germanwatch (2008): [http://www.germanwatch.org/rio/ab-trop.pdf Die Bedrohung der tropischen Regenwälder und der internationale Klimaschutz]
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<metakeywords>Deforestation (hohe Breiten), Deforestation (mittlere Breiten), Landnutzung, Kohlenstoffkreislauf, Artensterben, Germanwatch (2008): [http://www.germanwatch.org/rio/ab-trop.pdf Die Bedrohung der tropischen Regenwälder und der internationale Klimaschutz], Vegetation, Biosphäre, Ökosysteme</metakeywords>

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