Das Klima DK017 - Weiße Weihnachten für niemanden!
DK018 - Weiße Weihnachten für niemanden!
…und wo treibt sich das Wasser der Erde überall herum?
"Das Klima”, der Podcast zur Wissenschaft hinter der Krise. Wir lesen den sechsten Bericht des Weltklimarats und erklären den aktuellen Stand der Klimaforschung.
Kapitel 8 des IPCC-Berichts beschäftigt sich mit dem Wasserkreislauf der Erde. Das klingt erstmal simpel, ist es aber natürlich nicht. Wir haben jede Menge Wasser in allen möglichen Formen und überall. Nachdem wir eine aquatische Bestandsaufnahme gemacht haben und wissen, wo sich das Wasser überall herum treibt, schauen wir zuerst, was dazu führen könnte, dass sich an diesem Kreislauf etwas ändert. Dann untersuchen wir, wie sich der Kreislauf bisher verändert hat und schauen am Schluss, wie er sich in Zukunft verändern wird. Dabei lernen wir nicht nur so schöne Worte wie “Telekonnektion” oder “Evapotranspiration” sondern stellen auch fest: Die Chancen auf weiße Weihnachten schwinden zunehmend und zwar für alle Menschen auf der Erde. Tja.
Ausblick auf Kapitel 8
Florian musste mittlerweile so viel über Meteorologie lernen, dass er gerne einen Bachelor oder zumindest ein paar ECTS-Punkte dafür hätte. Kann ihm Claudia aber leider nicht beschaffen. Also muss er sich ohne akademische Weihen mit dem Wasserkreislauf beschäftigen. Aber immerhin haben Claudias frühere Kollegen an dem Kapitel mitgearbeitet und daher ist für ausreichend Expertise gesorgt!
Wo treibt sich das Wasser rum?
”Water is vital to all life on earth”: So beginnt Kapitel 8 und wir schauen daher zuerst auf Abbildung 8.1 die uns zeigt, wie viel Wasser da überhaupt so ist:
Das meiste Wasser ist Salzwasser, nur 1,8 Prozent sind Süßwasser und davon sind 97 Prozent gefroren. Nur 3 von den 1,8 Prozent (0,06 Prozent insgesamt) sind also zugängliches frisches Wasser für uns und für die Ökosysteme. In der Atmosphäre sind überhaupt nur 0,001 Prozent allen Wassers, die aber trotzdem das gesamte Wetter machen! Florian wirft noch kurz ein, dass der Großteil des Wassers auf der Erde aus dem All kommt, was mit dem Klima zwar nichts zu tun hat, aber trotzdem interessant ist. Claudia erklärt kurz, wie der Wasserkreislauf abläuft.
Wird sich das Wasser vielleicht bald anderswo rumtreiben?
Warum soll sich etwas am Wasserkreislauf ändern? Weil sich die Energie ändert, die der Atmosphäre und dem Klimasystem zur Verfügung steht. Und der sogenannte “atmospheric evaporation demand” mit steigender Temperatur ebenfalls steigt. Damit wird beschrieben wie viel Feuchtigkeit die Atmosphäre aufnehmen kann: Pro Grad 7 Prozent mehr. Ob sie dann aber auch drin ist, hängt davon ab, wie viel Feuchtigkeit verfügbar ist.
Ein wenig kompliziert ist das Konzept des ”ausfällbaren Niederschlagswasser”. Claudia bemüht sich, mit Wassersocken in einem Atmosphärenkoffer für Klarheit zu sorgen. So oder so: Es geht um Wasser in der Luft, das dort als Regen rauskommen kann und die Menge steigt mit der Temperatur
Die hydrologische Sensitivität
Was die hydrologische Sensitivität ist, kann man sich in Abbildung 8.3 anschauen. Die ist aber nicht so gut und hat Florian mehr verwirrt als geholfen. Da muss man lange hinschauen bis man versteht, was gemeint ist:
Simpel gesagt ist die hydrologische Sensitivität die lineare Veränderung im mittleren Niederschlag in Abhängigkeit der Temperatur. Ihr Wert ist schwer zu bestimmen, aber es läuft darauf hinaus, dass es pro Grad Erwärmung 2-3 Prozent Änderung im Niederschlag geben wird.
Nass macht mehr nass und trocken macht mehr trocken
Dort wo es nass ist wird es nasser und dort wo es trocken ist, wird es trockener. Das ist eine simple Prognose, die man aber nur treffen kann, wenn man sich die Sache ganz genau anschaut. Was die Leute vom IPCC zum Glück getan haben.
Dürre-Variationen
Florian wirft einen kurzen Blick auf alle Mechanismen, die den Wasserkreislauf verändern können. Wenn Eis und Schnee schmelzen zum Beispiel, beeinflusst dass das Grundwasser. Wann das Eis schmilzt, beeinflusst den Wasserstand von Flüssen; ebenso das Verhältnis von Schnee und Regen beim Niederschlag. Überschwemmungen dagegen sind schwer zu modellieren und bei den Dürren hat der IPCC-Bericht gleich drei unterschiedliche Arten zur Verfügung, wie Abbildung 8.6 zeigt:
Natürlich gibt es auch einen direkten menschlichen Einfluss auf den Wasserzyklus. Zum Beispiel wenn wir Wälder abholzen. Wenn wir das in großem Maßstab tun, lässt sich das leicht modellieren; wenn wir nur ein bisschen an den Wäldern rumschnippeln hat das auch Einfluß, der ist aber viel schwerer in Modelle zu fassen…
Staubiger Regen
Claudia erklärt einen Weg wie der Wasserkreislauf verändert werden kann, im Detail. Es geht um Aerosole in der Luft und die Auswirkungen auf den Niederschlag. Das ist komplex und zuerst gibt es eine kurze Diskussion, ob man zur Veranschaulichung eher Luftpakete oder Luftballons verwenden soll. So oder so - die Aerosole haben einerseits Einfluss auf die Verdunstung, hemmen aber auch das Aufsteigen der Luft und damit den Niederschlag. Zumindest den leichten Niederschlag. Am Ende stellt sich raus: Aerosole sorgen sowohl für mehr, als auch für weniger Niederschlag. Und zwar gleichzeitig, je nachdem. Und wer das schon für kompliziert hält: Da die Aersole auch noch als Ausgangspunkt für Tropfenbildung wirken und mehr Aersole zu kleinere Tropfen führen wird alles noch komplizierter und die Lage eher bewölkt als das es regnet.
Wie hat sich der Wasserkreislauf verändert?
Was hat sich beim Wasserkreislauf bisher verändert? Jede Menge und Florian präsentiert ein kleines “Best-of-Veränderung”:
Der Wasserdampf wurde mehr; der Transport von Feuchtigkeit stärker. Es gab eine Erhöhung des Niederschlags in der nördlicheren Hälfte der Erde über dem Land. Und der tägliche durchschnittliche Niederschlag ist stärker geworden. Die Verdunstung ist seit den 1980er Jahre gestiegen. Bei den Überschwemmungen wissen wir, dass es heute mehr Schmelzwasser und zu anderen Zeitpunkten gibt als früher; der Rest ist schwierig zu modellieren. Häufigkeit und Stärke der Dürren ist in den letzten Jahrzehnten in Mittelmeerraum, Nordafrika und Australien gestiegen. Das Eis schmilzt überall, die Schneebedeckung ist seit den 1960er Jahren gesunken und der Advent somit verdorben.
Storm Tracks und Telekonnektion
Claudia wirft einen langen Blick auf Abbildung 8.21:
Darin sieht man, wie sich die großräumigen Oszillationen verändern und was das mit dem Wasserkreislauf zu tun hat. Über die haben wir schon in Folge 8 des Podcasts gesprochen und sie dort “Klimaschaukeln” genannt. Florian findet dieses Phänomen trotzdem noch verwirrend und freut sich stattdessen lieber über das schöne Wort ”Telekonnektion”. Claudia erklärt währenddessen, wie sich in Zukunft die Bahnen von Stürmen verändern werden und berichtet über ”stationäre Hochdruckgebiete” die Tiefdruckgebiete beim Wandern blockieren, was dazu führt, dass für längere Zeit das gleiche Wetter herrschen kann.
Was macht das Wasser in der Zukunft?
Sicher ist, dass sich die Intensität des Wasserkreislaufs verändern wird. Wie das genau aussehen kann, zeigt Tabelle 8.1:
Und zum Schluss gibt es ein kurzes “Worst of” für die Zukunft:
Der Wasserdampf in der Atmosphäre wird mehr, genau so die Feuchtigkeit in Stürmen. Der Niederschlag wird mehr (bis auf dort wo er weniger wird). Im Mittelmeerraum, Chile und Nordafrika werden die Dürren schlimmer als alles was wir in den letzten Jahrtausenden gesehen haben. Die Gletscher schmelzen auf jeden Fall und es wird weniger Schnee geben, weniger lang. Auch auf der Südhalbkugel. Frohe Weihnachten!
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Weiterführende Informationen
Kapitel 8 des Klimaberichts ist hier als pdf downloadbar.
Kontakt und weitere Projekte
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Florian könnt ihr in seinem Podcast “Sternengeschichten” zuhören, zum Beispiel hier: https://sternengeschichten.podigee.io/ oder bei Spotify - und überall sonst wo es Podcasts gibt. Außerdem ist er auch noch regelmäßig im Science Busters Podcast und bei WRINT Wissenschaft”-Podcast zu hören (den es ebenfalls bei Spotify gibt). Mit der Astronomin Ruth Grützbauch veröffentlicht er den Podcast “Das Universum”.
Claudia forscht und lehrt an der TH Köln rund um Wissenschaftskommunikation und Bibliotheken und plaudert im Twitch-Stream “Forschungstrom” regelmäßig über Wissenschaft.
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