Südasiatischer Monsun

Straßenszene in Chennai nach einem Monsunregen

Die Bedeutung des Indischen Monsuns

Der Indische Monsun, der häufig auch als Südasiatischer Monsun bezeichnet wird, ist Teil des globalen Monsunsystems. Das Wetter Monsunsystem bestimmt das Klima großer Teile der in den Tropen und Subtropen liegenden Kontinente. Die Monsungebiete der Erde sind durch jahreszeitlich wechselnde Winde und hohe saisonale Niederschläge gekennzeichnet, die mit Trockenzeiten abwechseln. In ihnen leben 62% der Weltbevölkerung, und die Bevölkerungsdichte ist in der Regel sehr hoch, vor allem in Süd- und Ostasien mit den beiden bevölkerungsreichsten Ländern der Erde Indien und China. Die Landwirtschaft in den Monsunregionen sowie die Lebens- und Ernährungsbedingungen sind in hohem Maße von den sommerlichen Monsun-Niederschlägen abhängig.

Der Südasiatische Sommermonsun

Indien und seine Nachbarländer, die zusammen den südasiatischen Subkontinent bilden, sind durch ein tropisches bis subtropisches Klima gekennzeichnet und stehen weitgehend unter dem Einfluss des indischen bzw. südasiatischen Monsuns. Der Monsun ist der Hauptregenbringer der Region und die Grundlage einer leistungsfähigen Landwirtschaft. Indien erhält 80% seiner Niederschläge während der Monsunzeit im Sommer von Juni bis September. Der Indische Sommermonsun ist entscheidend für die Getreideproduktion für nahezu ein Viertel der Weltbevölkerung. Etwa die Hälfte der indischen Anbaufläche ist vom Regenfeldbau abhängig, 28% befinden sich unter Bewässerung mit Grundwasser, 20% werden durch Oberflächenwasser bewässert. Bei der Abhängigkeit der Landwirtschaft von der Grundwassernutzung steht Indien an der Spitze der Welt.

Die südwestlichen Monsunwinde treffen auf die Westghats an der Westküste Indiens und führen zu orografisch bedingten starken Regenfällen, die die Flüsse in weiten Teilen der südlichen Halbinsel mit Wasser versorgen. In der Ganges-Ebene im Norden befindet sich Indiens intensivste Landwirtschaft, die sowohl vom Regenfeldbau als auch von Bewässerungssystemen abhängig ist. Sie erhält ihren Niederschlag über Monsuntiefs, die vom Golf von Bengalen über die nördliche Ostküste ziehen. Der westliche Himalaya bekommt dagegen die meisten Niederschläge durch westliche Störungen im Winter.

Mechanismen des Indischen Monsuns

Sommermonsun über Indien: schematische Darstellung der Zirkulation des indischen Sommermonsuns

Die südasiatische Landmasse erwärmt sich im Frühling und Sommer stärker als die umgebenden Wasserkörper, wodurch es zu einem deutlichen Temperaturunterschied zwischen Land und Ozean kommt. Diese Erwärmung bewirkt die Entwicklung von Tiefdruckgebieten über Nordindien. Hinzu kommt, dass die Erwärmung des Himalayas und des Hochlands von Tibet eine grundlegende Temperaturdifferenz zwischen der Erdoberfläche und der Troposphäre hervorruft, die für die Intensivierung des Monsuns entscheidend ist. Die Folge sind günstige thermodynamische Bedingungen, die aufsteigende Luftmassen nördlich des Äquators begünstigen.

Der Beginn des Monsuns ist mit einem dramatischen Anstieg der täglichen Niederschläge und einem abrupten Übergang von der trockenen zur feuchten Jahreszeit verbunden. Der Regen des Sommermonsuns setzt um den 1. Juni in Südindien ein und breitet sich innerhalb eines Monats über den ganzen Subkontinent aus (Abb.). Anfang September beginnt sich der Monsun vom extremen Nordwesten her wieder zurückzuziehen. Typisch für den Ablauf der Monsunzeit sind Schwankungen zwischen Unterbrechungen der Niederschläge und besonders starken Regenfällen. Ein Großteil der Niederschläge ist mit Tiefdrucksystemen verbunden, die vom nördlichen Golf von Bengalen in west-nordwestlicher Richtung ziehen und manchmal mit extratropischen Tiefs interagieren, wobei extrem starke Niederschläge entstehen können.

Abb. : Beginn des Indischen Sommermonsuns

Abb. : Regionale Verteilung der Monsun-Niederschläge 1979-2005 in mm/Tag

Ein wichtiger Faktor für die räumlichen Niederschlagsmuster (Abb.) sind die orographischen Besonderheiten der Westghats und des Himalayas. Die Westghats stellen eine Barriere für die südwestlichen Monsunwinde dar, wodurch auf der Luvseite sehr viel Niederschlag fällt und es im Regenschatten über der südlichen indischen Halbinsel weitgehend trocken bleibt. Der Himalaya stellt eine ähnliche Barriere gegenüber den Monsunzugbahnen vom Golf von Bengalen dar und lenkt sie nach Westen ab. Er schirmt im Winter zugleich den indischen Subkontinent von kalter und trockener Luft aus dem Norden ab. Im Winter erhält der Nordwesten Indiens jedoch Niederschlag von Tiefdruckgebieten aus der Mittelmeerregion.

Jährliche Schwankungen der Monsunniederschläge und ihre Ursachen

Die Menge der Monsunniederschläge unterliegt, wie Abb. zeigt, starken Schwankungen von Jahr zu Jahr. Eine wichtige Ursache für jährliche Schwankungen der Monsunniederschläge sind Fernwirkungen des pazifischen ENSO-Phänomens. Dabei steht die warme Phase, El Niño, mit reduzierten Niederschlägen über Südasien in Verbindung. Im Gegensatz dazu bewirken die kühleren ostpazifischen Meeresoberflächentemperaturen von La Niña höhere Niederschläge über Südasien. In jüngerer Zeit ist die Beziehung zwischen ENSO und dem Indischen Sommermonsun jedoch umstritten. Einige Studien behaupten eine Aufweichung der Fernwirkung von ENSO auf die Monsunniederschläge über Indien. Andere sehen eine stabile Beziehung oder sogar eine Verstärkung zwischen ENSO und dem Indischen Monsun. Die Wirkung von ENSO wird auch durch die regionalen Schwankungen der Meeresoberflächentemperaturen durch den Indian Ocean Dipole (IOD) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur zwischen dem östlichen und westlichen tropischen Indischen Ozean. Während einer positiven IOD-Phase zeigt der westliche Indische Ozean eine deutliche Erwärmung, wodurch infolge höherer Verdunstung die Monsunwinde mehr Feuchtigkeit Richtung Indien transportieren und damit mehr Niederschläge bewirken. In einer wärmeren Welt überwiegt dieser Effekt nach jüngsten Modellprojektionen gegenüber der Abnahme der Niederschläge durch El Niño und schwächt den negativen Einfluss von ENSO auf den Indischen Sommermonsun ab.

Ein weiterer Einflussfaktor ist die schwankende Schneebedeckung über Eurasien. Eine ausgedehnte Schneedecke im Winter und Frühjahr über dem eurasischen Kontinent hat geringe Monsunregen im folgenden Sommer zur Folge, auf eine geringe Schneebedeckung folgen reichliche Niederschläge durch den Indischen Monsun. Längerfristige Schwankungen über Jahrzehnte werden vor allem durch die Atlantische Multidekaden Oszillation (AMO) und die Pazifische Dekaden Oszillation (PDO) beeinflusst.

Langfristige Änderungen der Monsunniederschläge

Historische Änderungen des Indischen Monsuns und ihre Ursachen

Seit Mitte des 20. Jahrhunderts wurde über Indien eine deutliche Abnahme der Monsunniederschläge beobachtet, begleitet von einer Abschwächung der großräumigen Monsunzirkulation. Die Abnahme der Niederschläge wurde bestätigt durch einen abnehmenden Trend in der Häufigkeit von Monsun-Tiefs, die sich über dem Golf von Bengalen bildeten, eine Zunahme in der Häufigkeit und Dauer von Monsun-Unterbrechungen bzw. Dürreperioden sowie deutliche Abnahmen in der Bodenfeuchte und eine Zunahme in der Intensität von Dürren seit 1950. Der Trend zu mehr Trockenheit wurde vor allem im zentralen und nördlichen Indien in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts festgestellt und dauerte bis Anfang des 21. Jahrhunderts. Beobachtungsstudien zeigen auch eine deutliche Abnahme der Jahresmittel der Niederschläge über der Westküste.

Die Abnahme der Niederschläge des Indischen Sommermonsuns in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts entspricht nicht den Erwartungen, die sich aus den Veränderungen des Wasserkreislaufs in einer sich erwärmenden Welt ergeben. Die erwartete Reaktion auf eine zunehmende Treibhausgas-Konzentration ist eine Verstärkung des Monsunniederschlags. Das zeigen verschiedene Modellsimulationen. Die zunehmende Konzentration von Treibhausgasen intensiviert normalerweise den Land-Meer-Kontrast und verstärkt damit den Monsun. Hinzu kommt, dass die Erwärmung der Indo-Pazifischen Region die Luftfeuchtigkeit durch Verdunstung erhöht. Dadurch sollte der Monsunniederschlag reichlicher ausfallen. Beobachtungsdaten zeigen jedoch dekadische Schwankungen und eine Abnahme der Monsunniederschläge seit 1950, auch wenn dieser Trend durch neuere Daten weniger hervortritt.

Sehr wahrscheinlich hat die Emission von anthropogenen Aerosolen die Abnahme der landesweiten Niederschläge im Sommer verursacht, wie es auch Änderungen des globalen Monsuns zeigen, z.B. in der Sahelzone. Unsicher sind allerdings die Auswirkungen der Aerosole auf die Wolkenbildung, die sogenannte indirekte Wirkung anthropogener Aerosole.

Im 20. Jahrhundert hat die verbreitete Industrialisierung, das zunehmende Verbrennen von Biomasse sowie offenes Feuer zum Kochen zu höheren Emissionen von Aerosolen geführt. Die wichtigsten Aerosole sind Sulfat-Aerosole und Ruß, von denen die einen Sonnenstrahlen reflektieren, die anderen absorbieren. Historische Daten zeigen, dass hohe Aerosol-Konzentrationen in der Atmosphäre die Niederschläge in Südasien auch bei einer Zunahme von Treibhausgasen reduzieren können. Die Reduktion der Sonneneinstrahlung führt zu einem Abfall der Temperatur vor dem Einsetzen des Monsuns, einer Abschwächung der Monsunzirkulation und einem geringeren Monsunniederschlag. Der Abkühlungseffekt durch Aerosole über dem indischen Subkontinent verringert die Erwärmung durch mehr Treibhausgase und schwächt den Temperaturgegensatzes zwischen Land und Ozean. Der äquatoriale Indische Ozean hat sich über die letzten vier Jahrzehnte deutlich erwärmt und wird das nach Projektionen auch im 21. Jahrhundert tun.

Landnutzungsänderungen sind ein weiterer Einflussfaktor auf die Monsunniederschläge, wenn auch von geringerer Bedeutung. Indiens ‚Grüne Revolution‘ hat starke Landnutzungsänderungen zur Folge gehabt und zu einer massiven Ausdehnung von Agrarflächen auf Kosten von Wäldern und Buschland geführt. Vor allem durch die Umwandlung von Wald in Ackerland und die Trockenlegung von Feuchtgebieten hat sich die Albedo erhöht. Der damit verbundenen Abkühlungseffekt hat zu einer geringeren Verdunstung und weniger Niederschlag geführt. Indien ist zudem die am stärksten bewässerte Region der Welt, was über den Wasserflächen eine höhere Verdunstung bewirkt. Klimamodelle haben als Folge eine Abkühlung der Oberflächentemperatur und Abschwächung der Monsunzirkulation und geringeren Niederschlag gezeigt.

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Kontakt: Dieter Kasang