Die Modellierung der Reaktion der Erde auf die globale Erwärmung hat ergeben, dass trockene Regionen trockener werden und in feuchten Regionen mehr Niederschläge auftreten werden, was zu einer ungleichmäßigen Feuchtigkeitsverteilung in der Atmosphäre führt. Mit zunehmender Saisonalität wird es wahrscheinlich schwerwiegendere Folgen für unsere abgelegenen und städtischen Gemeinden sowie für die natürlichen Ökosysteme geben.
Während hinsichtlich der niedrigen Breitengrade (Tropen, globale Erwärmung) eine gewisse Unsicherheit besteht, wird vorhergesagt, dass hohe Breiten (>60° N/S) feuchter und subtropische Regionen (15°–30° N/S) trockener werden. Wissenschaftler haben jedoch Untersuchungen durchgeführt Frühzeitige globale Erwärmungsereignisse deuten darauf hin, dass dies zumindest für die Subtropen möglicherweise nicht der Fall ist.
Das früheozäne Klimaoptimum (vor 56–48 Millionen Jahren) war eines der wärmsten Intervalle der letzten 66 Millionen Jahre, mit mittleren globalen Oberflächentemperaturen, die über 14 °C wärmer waren als heute. Der atmosphärische Kohlendioxidgehalt stieg auf >1.000 Teile pro Million (ppm; im Vergleich dazu liegen die heutigen Werte bei etwa 400 ppm) und die mittlere Meeresoberflächentemperatur war bis zu 16 °C wärmer als die vorindustriellen Temperaturen, während Temperaturgradienten in Breitengraden (der Temperaturunterschied) zu beobachten waren zwischen dem Äquator und den Polen) erreichte ihren Höhepunkt bei 22°C. Berichte des Zwischenstaatlichen Gremiums für Klimaänderungen (IPCC) sagen voraus, dass das Klima des Eozäns unter Annahme von Worst-Case-Szenariomodellen bis zum Jahr 2100 erreicht werden könnte.
Forscher der School of Ocean and Earth Science der University of Southampton und globale Mitarbeiter haben das Deep-Time Model Intercomparison Project (DeepMIP) genutzt, um globale mittlere Niederschlagsmuster während des frühen Eozäns auf dem gesamten Planeten zu rekonstruieren. Über ihre Forschung wird berichtet in Paläozeanographie und Paläoklimatologie.
Mittlerweile wurden physikalische Beweise für die eozänen Klimabedingungen anhand paläontologischer Proxies gewonnen, bei denen es sich um konservierte fossile Blätter, Pollen und Sporen handelte. Insbesondere die Größe und Form der Blätter kann ein äußerst nützlicher Indikator für den Feuchtigkeitsgehalt in der Umgebung sein, und oft können die konservierten Blätter mit ihren nächsten modernen Verwandten identifiziert werden, wobei angenommen wird, dass sie ähnliche Funktionen und ökologische Präferenzen haben, wenn sie also aus dem Eozän stammen Während Blätter mit Blättern in Verbindung gebracht werden können, die heutzutage unter feuchteren Bedingungen gedeihen, können Wissenschaftler davon ausgehen, dass dies auch vor Millionen von Jahren der Fall war.
Die DeepMIP-Simulationen reichen vom vorindustriellen Niveau bis zur neunfachen CO2-Konzentration für Worst-Case-Szenariomodelle. Da höhere CO2-Konzentrationen zu einer stärkeren Erwärmung führen, stellten die Forscher fest, dass höhere globale mittlere Oberflächentemperaturen mit erhöhten mittleren jährlichen Niederschlagsschätzungen korrelieren. Am auffälligsten ist dies in hohen Breiten, wo Modelle einen Anstieg des durchschnittlichen Jahresniederschlags um 9,1 % pro 1 °C Temperaturanstieg vorhersagen, während der globale durchschnittliche jährliche Niederschlag um 2,4 % pro 1 °C Erwärmung zunahm. Auch der mittlere Jahresniederschlag in den Tropen und Subtropen war mit >2–4 mm/Tag immer noch relativ hoch.
Insgesamt simulieren die Modelle, dass bei schwächeren Breitentemperaturgradienten die Feuchtigkeit in der Atmosphäre in den Tropen weniger wahrscheinlich über den Planeten verteilt wird, was zu mehr Niederschlägen in diesen Gebieten beiträgt. Tropische Regionen und Regionen in hohen Breiten zeichnen sich durch positive Niederschlags- und Verdunstungsregime aus, die zu feuchteren Bedingungen führen, während in den Subtropen mit gegensätzlichen negativen Niederschlags- und Verdunstungswerten und mehr Trockenheit zu rechnen ist. Die vernetzten Systeme der Erde machen Letzteres jedoch komplexer, da Feuchtigkeit und atmosphärische Zirkulation die subtropischen Feuchtigkeitshaushalte beeinträchtigen, was zu mehr Niederschlägen und weniger Verdunstung als modelliert führt.
Ein Vergleich der Simulationen mit fossilen Proxy-Daten aus der Vegetation lässt darauf schließen, dass diese Modelle die Niederschlagsmengen vergangener Klimaveränderungen möglicherweise unterschätzen und Wissenschaftler daher einen mehrgleisigen Ansatz zur Modellierung aktueller und zukünftiger Auswirkungen der globalen Erwärmung verwenden müssen. Wichtig ist jedoch, dass der Vergleich mit globalen Erwärmungsereignissen in der tiefen Vergangenheit Erkenntnisse darüber liefert, wohin wir in der Zukunft gehen könnten, sodass die Menschheit Abhilfestrategien planen kann, um mit zunehmend trockeneren oder feuchteren Bedingungen umzugehen, je nachdem, wo auf der Welt sie sich befinden.
Mehr Informationen:
Margot J. Cramwinckel et al., Globale und zonale mittlere hydrologische Reaktion auf frühe Eozänwärme, Paläozeanographie und Paläoklimatologie (2023). DOI: 10.1029/2022PA004542.
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