Wie die Beziehung zwischen Land und Atmosphäre das extreme Wetter in China im Sommer 2022 begünstigte

Extreme Wetter- und Klimaereignisse wie Dürren, Hitzewellen und Regenstürme stellen eine ernsthafte Bedrohung für die menschliche Gesundheit, die landwirtschaftliche Produktion und die Energieversorgung dar. Diese Ereignisse treten häufig gleichzeitig auf, und solche „zusammengesetzten Extremereignisse“ können weitaus mehr Schaden anrichten als jedes einzelne Ereignis.

Klimaforscher der Forschungsgruppe von Prof. Aihui Wang vom Institut für Atmosphärenphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Peking, China, argumentieren in einer neuen Studie, dass die Land-Atmosphäre-Kopplung (die Kopplung der Landoberfläche und der Atmosphäre durch Prozesse wie z (z. B. Verdunstung, Transpiration und Wärmeaustausch) könnten eine wichtige Rolle bei den anhaltenden, sich wiederholenden Extremereignissen gespielt haben, die im Sommer 2022 in Ostchina beobachtet wurden.

Das Papier wurde kürzlich in veröffentlicht Briefe zur Atmosphären- und Ozeanwissenschaft.

Ostchina ist nicht nur eine typische Monsunregion, sondern auch ein Hotspot der Land-Atmosphäre-Kopplung, was beides zu der Herausforderung beiträgt, extreme Wetter- und Klimaereignisse in dieser Region genau vorherzusagen. In dieser Hinsicht sind Landoberflächenmerkmale wichtige Quellen für die Vorhersagbarkeit auf verschiedenen Zeitskalen. Darüber hinaus besteht eine erhebliche Asymmetrie in der Rückkopplung zwischen diesen Merkmalen und der Atmosphäre, die häufig eine wichtige Rolle bei der Verstärkung extremer Wetter- und Klimaereignisse spielt.

Im Sommer 2022 kam es in Zentral- und Ostchina zu extremen Extremereignissen mit anhaltenden hohen Temperaturen und Dürre, die ein weites Gebiet betrafen und lange anhielten. Insgesamt dauerte die extreme Hitze 79 Tage, die längste seit 1961, und die Intensität war auch die höchste seit Beginn der Aufzeichnungen. Darüber hinaus endeten diese Hochtemperaturereignisse später als normalerweise, und die schwere Dürre im Sommer und Herbst in Südchina hatte tiefgreifende Auswirkungen auf die Landwirtschaft.

In ihrer Studie weisen Prof. Wang und Kollegen darauf hin, dass es in Ostchina während der warmen Jahreszeit 2023 zu anhaltend hohen Temperaturen, Niederschlagsdefiziten und Bodendürre kam der Jangtsekiang und Südostchina von Juli bis September, was deutlich von der historischen Situation im gleichen Zeitraum abweicht.

„Trockener Boden kann als wichtiges Vorsignal für nachfolgende Hochtemperaturereignisse angesehen werden, und die intrasaisonale Variation der Land-Atmosphäre-Rückkopplung kann das Fortbestehen solcher extremer Ereignisse stark regulieren“, erklärt Prof. Wang.

In feuchten Klimazonen wie dem Mittel- und Unterlauf des Jangtsekiang-Tals und im Südosten Chinas wird die Evapotranspiration hauptsächlich durch die verfügbare Energie über der Landoberfläche begrenzt. Mit anderen Worten: Der Wassergehalt im Boden ist in diesen Gebieten reichlich, und im Allgemeinen ist die Evapotranspiration umso stärker, je mehr Strahlungsenergie von der Landoberfläche absorbiert wird.

Vom Hochsommer bis zum Frühherbst 2022 stieg die verfügbare Energie so stark an, dass der limitierende Einfluss des Bodenwassergehalts auf die Evapotranspiration allmählich seinen langjährigen Durchschnitt überstieg. Hohe Temperaturen reduzierten die Bodenfeuchtigkeit, während die trockene Landoberfläche im Gegenzug durch starke Rückkopplung die Atmosphäre weiter erwärmte. Unterdessen beschleunigten hohe Temperaturen den Verlust von Bodenwasser, indem sie die Evapotranspiration regulierten, was die Regenbildung nach Juli verhinderte.

Die Ergebnisse dieser Studie verbessern unser Verständnis der Prozesse, die anhaltenden Extremereignissen zugrunde liegen, und bieten möglicherweise Einblicke in deren bessere Vorhersage.