Cluster von Wetterextremen werden die Risiken für Maiskulturen und die Gesellschaft erhöhen

Um abzuschätzen, wie die Klimaerwärmung Risiken wie Ernteausfälle und Waldbrände verändern wird, muss man sich ansehen, wie die Risiken wahrscheinlich interagieren.

Probleme kommen nie allein, sagt das Sprichwort. Eine neue NASA-Studie zeigt, dass das alte Sprichwort für Klimaprobleme in einer wärmeren Welt immer mehr zutrifft. Die Studie zeigt, dass extreme Wetterereignisse wie Überschwemmungen und Hitzewellen zeitlich und räumlich immer enger zusammenrücken werden, was die Risiken von Ernteausfällen, Waldbränden und anderen Gefahren für die Gesellschaft erhöht.

Bis zum Jahr 2100 werden die Zunahme von Hitzewellen, Dürren und übermäßigen Regenfällen zusammen das Risiko von klimabedingten Ernteausfällen in mindestens drei der sechs wichtigsten Maisanbaugebiete der Welt im selben Jahr verdoppeln, so die Studie , veröffentlicht in Umweltforschungsbriefe. Der Mittlere Westen der USA ist am stärksten gefährdet, Schauplatz eines dieser mehrfachen Ernteausfälle zu werden.

Viele frühere Studien haben Änderungen in einem einzelnen Klimaindikator modelliert, wie z. B. die Anzahl der Tage über 100 Grad Fahrenheit (38 Grad Celsius) in einer bestimmten Region. Aber die größten Auswirkungen treten normalerweise auf, wenn Extreme gleichzeitig oder kurz hintereinander auftreten. Zum Beispiel sind westliche Staaten nur allzu vertraut mit dem Szenario, in dem übermäßige Hitze und Dürre ein Lauffeuer anheizen und dann starke Regenfälle eine neue Gefahr, Erdrutsche, in dem verbrannten Gebiet schaffen.

Klimawissenschaftler arbeiten seit Jahren daran, diese komplexen Ketten interagierender Ereignisse zu verstehen und in Klimamodellen numerisch darzustellen – eine gewaltige Aufgabe, die an die Grenzen der verfügbaren Rechenleistung geht. „Erst in den letzten fünf Jahren wurde ein Rahmenwerk entwickelt, um das Verbund-Risiko-Denken auf eine Weise anzuwenden, die man tatsächlich berechnen kann, ohne sich hoffnungslos zu überfordern“, sagte der Hauptautor der Studie, Colin Raymond, a Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien.

Für ihre Studie nutzte das Forscherteam ein bekanntes deutsches Klimamodell namens Max-Planck-Institut Grand Ensemble, um 100 Einzelsimulationen der Jahre 1991 bis 2100 durchzuführen. Die Simulationen der Vergangenheit (1991 bis 2020) zeigten, dass das Modell in der Lage war Cluster von Extremereignissen, wie z. B. die Veränderung extremer Hitze mit extremen Niederschlägen, konsistent mit der Art und Weise darzustellen, wie sie während dieses Zeitraums tatsächlich aufgetreten sind. Die Forscher analysierten Simulationen der Zukunft bis zum Jahr 2100, um wahrscheinliche zukünftige Änderungen der Klimagefahren zu untersuchen, insbesondere bei Gefahren, die gleichzeitig oder kurz hintereinander auftreten könnten.

Raymond und seine Kollegen konzentrierten sich darauf, wie sich die zunehmende Häufung von Temperatur- und Niederschlagsgefahren auf Mais auswirken wird. Diese wichtige Nahrungspflanze wird weltweit angebaut, wobei sechs Hauptregionen oder Brotkörbe etwa zwei Drittel der gesamten Produktion ausmachen. Die USA sind der weltgrößte Maisanbauer und ernten im Jahr 2021 rund 419 Millionen Tonnen (380,3 Millionen Tonnen).

Die Modellsimulationen zeigten, dass im Jahr 2100 extreme Hitzewellen mit einer Dauer von mindestens drei Tagen weltweit zwei- bis viermal so häufig auftreten werden wie heute. Dreitägige extreme Niederschlagsmengen nehmen im Allgemeinen um 10 % bis 50 % an Häufigkeit zu. Die Forscher analysierten auch, wie sich diese vermehrten Ereignisse zeitlich und örtlich häufen. Anschließend untersuchten sie, wie sich all diese Veränderungen zusammen auf zukünftige Maisernten auswirken könnten, wobei sie die Beziehung zwischen Klimaextremen bei Hitze und Niederschlag und Ernteausfällen in der Vergangenheit als Richtschnur verwendeten.

Nach ihrer besten Schätzung wird sich die Wahrscheinlichkeit, dass eine Reihe von Ereignissen dazu führt, dass die Maisernte in mindestens drei der Getreidekörbe der Welt im selben Jahr ausfällt, bis zum Jahr 2100 von 29 % auf 57 % nahezu verdoppeln Wahrscheinlichkeit, dass Ernten in den fünf größten Kornkammerregionen in einem Jahr ausfallen, wird noch deutlicher steigen – von 0,6 % auf 5,4 %. Der Mittlere Westen der USA ist die Region, die am ehesten in Jahren mit drei Fehlschlägen enthalten ist, gefolgt von Mitteleuropa.

Die Studie untersuchte auch, wie die Risiken für Waldbrände und die menschliche Gesundheit zunehmen würden, wenn Extreme enger aufeinander folgen. Alle Ergebnisse zeigten, sagte Raymond, dass „die Dinge auf eine Weise miteinander verbunden sind, die wir bis zu diesem Zeitpunkt nicht ganz verstanden haben. Es sind nicht nur Hitzewellen. Es sind nicht nur Hitze und Dürre. Es sind all diese Verbindungen, die das am besten erklären schwerwiegende Auswirkungen, die uns am wichtigsten sind, wenn wir versuchen, größere Katastrophen zu verhindern.