Vor dem Hintergrund der globalen Erwärmung hat sich die Temperatursaisonalität auf globaler und regionaler Ebene offensichtlich verändert, was erhebliche ökologische und gesellschaftliche Auswirkungen hatte. Als bevölkerungsreiches Land, das sehr empfindlich auf den Klimawandel reagiert, erlebte China im Zeitraum 1961–2007 einen insgesamt abnehmenden Trend der Amplitude des jährlichen Temperaturzyklus.
Dieser durchschnittliche Abwärtstrend auf nationaler Ebene dürfte künftigen Prognosen zufolge auch für den Rest des 21. Jahrhunderts anhalten, wobei in den meisten Regionen ein räumlich starker Rückgang zu verzeichnen ist, auf lokalerer Ebene jedoch ein Anstieg zu verzeichnen ist. Die Gründe für die beobachteten und prognostizierten Änderungen der Temperatursaisonalität bleiben jedoch unklar, insbesondere auf regionaler Ebene.
In diesem Zusammenhang ist es notwendig, in die Vergangenheit zurückzublicken, um die Veränderung der Temperatursaisonalität unter verschiedenen Klimahintergründen und die damit verbundenen physikalischen Mechanismen, insbesondere auf regionaler Ebene, besser zu verstehen.
Das mittlere Holozän vor etwa 6.000 Jahren war eine Zwischeneiszeit mit einer geschätzten globalen mittleren Erwärmung von etwa 0,2 °C–1,0 °C im Vergleich zu 1850–1900. Es wurde auch als einer der Benchmark-Zeiträume für Paläoklimasimulationen im Rahmen des Paleoclimate Modeling Intercomparison Project (PMIP) innerhalb des Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) verwendet.
Die Umlaufbahnparameter der Erde erfuhren im mittleren Holozän bemerkenswerte Veränderungen, was zu einer Zunahme (Abnahme) der saisonalen Verteilung der Sonneneinstrahlung auf der Nordhalbkugel (Südhalbkugel) um etwa 5 % und damit zu einer insgesamt verbesserten Saisonalität der Oberflächenlufttemperatur in der nördlichen (südlichen) Hemisphäre führte Nördliche Hemisphäre. Ob dies für alle nördlichen Breiten, insbesondere für das außertropische China, der Fall war, ist bislang unklar.
Um diese Wissenslücke zu schließen, quantifizierten die außerordentlichen Prof. Zhiping Tian und Prof. Dabang Jiang vom Institut für Atmosphärenphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften die Temperatursaisonalitätsänderung in China während des mittleren Holozäns und die damit verbundenen Mechanismen unter Verwendung aller verfügbaren Simulationen, die von durchgeführt wurden 16 Modelle von CMIP6/PMIP4. Die Ergebnisse wurden kürzlich in veröffentlicht Briefe zur Atmosphären- und Ozeanwissenschaft.
Dieser Studie zufolge zeigten alle 16 Modelle in ganz China während des mittleren Holozäns im Vergleich zur vorindustriellen Periode durchweg eine erhöhte Temperatursaisonalität (d. h. Sommer-Winter-Oberflächentemperatur), mit einer landesweit gemittelten Verbesserung von 2,44 °C oder 9 % der Multimodell-Mittelwert.
Die Temperatursaisonalitätsänderung stand in engem Zusammenhang mit der saisonalen Kontrastschwankung der Oberflächenenergieflüsse, hauptsächlich aufgrund des mittelholozänen Orbitalantriebs, wobei die Netto-Kurzwellenstrahlung eine dominante Rolle spielte, ein geringer Beitrag von der Netto-Langwellenstrahlung und teilweise Ausgleichseffekte von sensible und latente Wärmeströme. Basierend auf Proxy-Daten, die saisonale Signale widerspiegeln können, bestehen außerdem Unsicherheiten in der rekonstruierten Temperatursaisonalität über China während des mittleren Holozäns.
„Diese Erkenntnisse aus vergangenen Erwärmungsperioden stehen insbesondere im Widerspruch zu der insgesamt verringerten Amplitude des saisonalen Temperaturzyklus über China in zukünftigen globalen Erwärmungsszenarien, die hauptsächlich auf die Änderungen des latenten Wärmeflusses zurückzuführen ist“, erklärt der korrespondierende Autor der Studie. Assoziierter Prof. Tian. „Daher unterstreicht diese Studie, dass Änderungen in der Amplitude der Temperatursaisonalität und damit verbundenen physikalischen Mechanismen mit den Hintergrundklimazuständen mit spezifischem Antrieb zusammenhängen.“
Mehr Informationen:
Zhiping Tian et al, Verbesserte Saisonalität der Oberflächenlufttemperatur über China während des mittleren Holozäns, Briefe zur Atmosphären- und Ozeanwissenschaft (2023). DOI: 10.1016/j.aosl.2023.100393