Landwirte und Viehzüchter im Südwesten der USA stehen aufgrund der vom Menschen verursachten Erwärmung der Atmosphäre vor Herausforderungen

Der amerikanische Südwesten war schon immer ein trockener Ort – romantische Visionen von heißen, rauen, sonnengebleichten, scheinbar unendlichen Landschaften und sternenübersäten Nachthimmeln. Und doch ist es den Pflanzen, Tieren und Menschen der Four Corners-Region (Utah, Colorado, New Mexico und Arizona) gelungen, sich an das Land mit geringen Niederschlägen und hohen Temperaturen anzupassen und dort sogar zu gedeihen.

Lange vor der Ankunft spanischer Siedler in der Region im 16. Jahrhundert betrieben indigene Pueblo-Gemeinschaften eine Landwirtschaft, die speziell für diese trockene Umgebung geeignet war und in dieser gedieh. Als die Spanier Rinder und anderes Vieh einführten, wurde festgestellt, dass das verfügbare Futter für die Beweidung geeignet und reichlich vorhanden war, was zu einer Dominanz der Viehzucht in der Region führte

Allerdings führen die steigenden Temperaturen, die durch die vom Menschen verursachte Erwärmung der Atmosphäre verursacht werden, zu großen Veränderungen im landwirtschaftlichen Leben im Südwesten. Laut einem aktuellen Artikel von Forschern der UC Santa Barbara und der UC Merced „haben erhöhte Temperaturen aufgrund des vom Menschen verursachten Klimawandels anhaltende und schädliche Auswirkungen auf die Vegetationsproduktivität, mit erheblichen Auswirkungen für Viehzüchter und andere Landnutzer in der Region.“

„Es gibt Klimaextreme, die mit zu viel Niederschlag oder zu wenig Niederschlag verbunden sind“, sagte der UCSB-Klimawissenschaftler Chris Funk, Mitautor eines Forschungsartikels, der in erscheint Die Zukunft der Erde. „Worum es bei dieser Arbeit wirklich geht, ist eine andere und ebenso gefährliche Art des Klimawandels, der mit der Austrocknung von Pflanzen durch extreme Temperaturen einhergeht.“

Zusätzlich zu einer seit zwei Jahrzehnten anhaltenden Megadürre stellten die Forscher fest, dass steigende durchschnittliche Lufttemperaturen die Trockenheit und andere Bedingungen, die die Verdunstung aus den Blättern erhöhen, verschärft haben. Das Ergebnis? Ein Rückgang der Vegetation, um das Leben im Verbreitungsgebiet zu unterstützen.

Laut Funk, der das Climate Hazards Center an der UCSB leitet, ist die Fähigkeit der Luft, Wasser (als Dampf) zu speichern, von zentraler Bedeutung für ihre Ergebnisse.

„Mit jedem Grad Celsius Erwärmung steigt die Menge an Wasserdampf, die die Luft aufnehmen kann, um etwa 7 %, weil die Wasserstoff- und Sauerstoffatome in der Luft stärker herumspringen“, sagte er. „Es gibt also mehr Platz dazwischen und kann mehr Wasser aufnehmen.“ Ironischerweise, fügte er hinzu, könne eine erhöhte Kapazität zu noch extremeren Überschwemmungen führen, wenn der Sättigungskipppunkt erreicht sei, weil mehr Wasser in der Atmosphäre abregnet.

Aber die erhöhte Fähigkeit der Atmosphäre, Wasser zu speichern, verstärkt auch Trockenzeiten, indem sie der Vegetation Wasser entzieht, um den erhöhten Feuchtigkeitsbedarf der wärmeren Luft zu decken. Dieser Unterschied in der Wassermenge in der Luft und darin, wie viel sie bis zur Sättigung speichern kann, wird als Dampfdruckdefizit (VPD) bezeichnet.

„Es gibt drei große Auswirkungen dieses Defizits auf die Landschaft“, erklärte Funk. „Eine davon wären weniger produktive Pflanzen. Eine andere, auf die wir uns konzentriert haben, ist die Weidelandproduktivität – die Gesundheit der Weiden. Und die dritte ist die Ausbreitung von Waldbränden und der niedrige Feuchtigkeitsgehalt toter Brennstoffe.“

Nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde sind die Durchschnittstemperaturen im gesamten Südwesten, einschließlich Kalifornien und Nevada sowie den Four Corners-Staaten, im letzten Jahrhundert um bis zu 2 °F (das sind etwa 1,1 °C) gestiegen.

Und es zeigt. In der Four Corners-Region stellen die Forscher im Jahr 2020 einen starken Rückgang der grünen Vegetation fest. Sie schätzen, dass etwa die Hälfte dieses Rückgangs auf die Auswirkungen steigender Lufttemperaturen zurückzuführen ist.

Betroffen sind nicht nur Pflanzen und die von ihnen abhängigen Tiere. Bauern- und Viehzuchtgemeinschaften und insbesondere indigene Gemeinschaften im Südwesten, die stark auf die Vegetation angewiesen sind, müssen möglicherweise auf den Kauf von Futtermitteln zurückgreifen, deren Preise ebenfalls durch das ungewöhnlich trockene Wetter beeinflusst werden könnten.

„Die Realität ist, dass diese Dampfdruckdefizite, obwohl sie nicht greifbar zu sein scheinen, zu realen Auswirkungen auf die Menschen führen, wie etwa unzureichender Wasserversorgung oder schlechtem Futter“, sagte Hauptautorin Emily Williams, die diese Arbeit als Doktorandin an der UCSB abgeschlossen hat bevor er zur Postdoktorandenforschung an die UC Merced wechselte. „Und viele der am stärksten betroffenen Menschen, wie Stammesgemeinschaften, die hier seit Generationen im relativen Gleichgewicht mit dem Land leben, sind jetzt besonders gefährdet und haben darüber hinaus am wenigsten zum vom Menschen verursachten Klimawandel beigetragen.“

Trotz eines El Niño-Systems, das in diesem Winter voraussichtlich mehr Regen in den Südwesten bringen wird, werde die Region Four Corners wahrscheinlich weiterhin ausgedörrt bleiben, sagte Funk.

„Erstens können ‚Southwest‘ und Four Corners ganz unterschiedlich sein“, sagte er. „Der Zusammenhang zwischen dem Four Corners-Sommermonsun und der El Niño Southern Oscillation ist schwach.“ Der jüngste Sommermonsun habe in Bezug auf die Feuchtigkeit, die er in das Gebiet gebracht habe, nicht ausgereicht, fügte er hinzu, und die ungewöhnliche Hitze, insbesondere in Colorado, New Mexico und Arizona, habe die VPD-Effekte verstärkt.

„Während El Niño die Winterregenfälle in Teilen des Südwestens verstärken kann, erhöht es auch die Lufttemperatur und die VPD“, erklärte er. „Letzterer Effekt, kombiniert mit einem schwachen Sommermonsun, bedeutet, dass Arizona und insbesondere New Mexico immer noch unter schwerer Dürre leiden.“

Die Ergebnisse dieser Studie, so die Forscher, könnten auf andere Regionen der Welt mit trockenem oder halbtrockenem Klima anwendbar sein. Funk und Kollegen vom Climate Hazards Center entwickeln ihre Fähigkeiten zur Klimavorhersage rasch weiter, indem sie die Rolle und Auswirkungen von Dampfdruckdefiziten während der abwechselnden Wettersysteme El Niño und La Niña verstehen, die jeweils unterschiedliche Temperaturen und die Wahrscheinlichkeit unterschiedlicher Wetterereignisse mit sich bringen.

Ironischerweise verstärkt die durch den Klimawandel verstärkte Feuchtigkeitskonvergenz über dem Pazifik die Stärke von La Niñas. Mit besseren Vorhersagen könnte es möglich werden, die Auswirkungen von Dürren und anderen hitzebedingten Ereignissen in der Zukunft vorherzusehen und sich darauf einzustellen.