Kombinieren von Baumringen, Niederschlägen und Stromflussaufzeichnungen, um die Klimageschichte des Flusses Daly zu rekonstruieren

Pläne, Wasser aus dem Daly River im Northern Territory (NT) den Baumwollplantagen zuzuführen, könnten auf zu optimistischen Erwartungen hinsichtlich des Stromflusses beruhen, wie eine neue Studie über Baumringe in der Region ergab.

Und wenn der Stromfluss – die Wassermenge, die in einem bestimmten Zeitraum durch den Fluss fließt – des Daly River durch mehr „Dürreperioden“ geht, wie es in den Jahren 2019 und 2020 der Fall war, könnte die Gesundheit des Flussökosystems stark beeinträchtigt werden.

In einem heute in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Wasserressourcenforschungbeschrieben Forscher der UNSW Sydney, wie sie die paläoklimatische Geschichte des Gebiets rekonstruierten, indem sie neuartige Methoden verwendeten, die Stromflussaufzeichnungen, Statistiken und Baumringdaten nicht nur von einheimischen Bäumen, sondern von vielen anderen in ganz Australasien kombinierten.

Sie rekonstruierten eine Niederschlagsperiode, die mehr als 500 Jahre zurückreicht, und stellten fest, dass das Monsunsystem, das Nordaustralien betraf, zwischen sehr feuchten Perioden mit hohen Niederschlägen und größeren Abflüssen und trockeneren Perioden mit wesentlich geringeren Abflüssen im Daly und den damit verbundenen Flüssen wechselte.

Frau Philippa Higgins, UNSW Ph.D. Kandidat und Hauptautor der Studie, sagt, dass das Datenfenster, das die NT-Regierung verwenden könnte, um ihre Zuweisungen zu stützen, die längere Geschichte des Stromflusses im Fluss nicht berücksichtigt.

„Wenn Sie die Wasserzuweisungen auf einen Zeitraum stützen, der viel feuchter ist als der historische Zeitraum, besteht die große Gefahr, dass Sie diese Ressource überbeanspruchen“, sagt Frau Higgins.

Mit anderen Worten, wenn der Stromfluss auf historische Niveaus zurückgeht, als die Monsunniederschläge viel geringer waren als in den letzten Jahrzehnten, könnten wir „große ökologische und kulturelle Schäden“ sehen, sagt Frau Higgins.

„Eine Überallokation von Wasserressourcen in Kombination mit aufeinanderfolgenden Jahren mit geringen Niederschlägen, die zu einem verringerten Stromfluss im Fluss führen, könnte die Wasserqualität verringern, sich negativ auf aquatische Arten und die Flussvegetation auswirken und möglicherweise Orte beschädigen, die für indigene Hüter von Bedeutung sind.“

Frau Higgins sagt, wenn Berechnungen des Wasserressourcenpotenzials auf Pegeldaten basieren, die nur wenige Jahrzehnte zurückreichen, zu einer Zeit, in der der Abfluss auf ein beispielloses Niveau angestiegen ist, könnten solche Annahmen zu optimistisch sein.

„Wir haben nur Aufzeichnungen über den Stromfluss im Daly, die 50 oder 60 Jahre zurückreichen.

„Unsere neue Methode zur Ableitung des Paläoklimas auf der Grundlage von Baumringen reicht jedoch fast 600 Jahre zurück. Und wir sehen in dieser Zeit, sogar noch Mitte des 20. Jahrhunderts, dass die Monsunzeit trockener war, was zu einem viel geringeren Abfluss führte .“

Frau Higgins und andere Forscher fordern die NT-Regierung und die Wasserverwalter auf, das Gesamtbild zu betrachten, wie ihre Forschung zeigt. Sie sagen, dass ihre Rekonstruktion von 592 Jahren Stromfluss unter Verwendung von Baumringdaten und komplexen statistischen Analysen gezeigt hat, dass Regenperioden ausnahmslos Jahren mit reduzierten Niederschlägen und geringerem Stromfluss weichen.

„Deshalb warnen wir davor, nur eine sehr kleine Datenmenge zu verwenden, um die Wasserzuweisungen für die landwirtschaftliche Nutzung zu berechnen, wenn wir Methoden zur Verfügung haben, um viel längere Zeiträume zu betrachten, die es uns ermöglichen, die Risiken verschiedener Entscheidungen besser zu verstehen.“

Baumgeschichte

Das Team rekonstruierte die Strömungsmuster, indem es Baumringe mit bekannten Niederschlags- und Strömungsdaten des Daly River verglich. Da Niederschlagsaufzeichnungen viel länger sind als die Stromflussdaten, ermöglichte dies dem Team, ein Modell der Beziehung des Klimas zu Baumringen zu erstellen. Die Forscher hatten nun die Möglichkeit, sich die Baumringe anzusehen, die den Daly River-Aufzeichnungen des Stromflusses entsprechen, und rückwärts zu arbeiten, um die klimatischen Veränderungen abzuleiten, die Hunderte von Jahren zurückreichen.

Bedeutet das also, dass es einige sehr alte Bäume in der Nähe des Daly River gibt? Nicht genau. Frau Higgins sagt, dass die längste Baumringaufzeichnung in der Daly River-Studie 250 Jahre betrug, aber das Team war in der Lage, viel ältere Baumringdaten aus Südostasien zu verwenden, die den gleichen Monsun-Klimabedingungen ausgesetzt waren.

„Eine der Stärken dieser Studie ist, dass wir ein Netzwerk aus Baumringen verwendet haben“, sagt sie. „Regional ist der australische Monsun ziemlich gut mit dem indischen Monsun verwandt, also haben wir diese Korrelation genutzt, um auch Baumringe aus Asien in unsere Rekonstruktion einzubeziehen.“

Eine der Überraschungen in der Studie war, dass es eine beobachtbare Korrelation zwischen höheren Flussflüssen und La Niña-Klimaänderungen gab, aber keine Korrelation mit El Niño-Trockenperioden. Der Stromfluss hat seit dem 19. Jahrhundert allmählich zugenommen, aber starke Anstiege in den letzten 40 Jahren sind in den letzten 600 Jahren beispiellos.

„Es ist mehr Arbeit erforderlich, um die Treiber dieses erhöhten Stromflusses zu verstehen“, schlussfolgern die Autoren.

Die Forscher sagen, dass ihre Methode, Baumringe, Niederschlags- und Stromflussaufzeichnungen in ihren statistischen Modellen zu kombinieren, um eine Klimageschichte des Daly River zu rekonstruieren, eine Premiere in der Disziplin der Hydrologie ist. Sie hoffen, dass die neue Technik auch an anderen Orten eingesetzt wird, an denen Klimadaten fehlen, um eine stärkere Umweltplanung und -regulierung zu ermöglichen.