Der Klimawandel könnte eine der trockensten Regionen Afrikas ergrünen lassen, wenn sich dort innerhalb von kurzer Zeit ein Monsunsystem entablieren würde. Computersimulationen veranlassten Forscher zu der Annahme, dass eine weitere Erderwärmung zu heftigen regionalen Regenfällen in der bislang extrem trockenen Sahelzone führen könnten. Verursachen könnte dies ein sich selbst verstärkender Mechanismus, der bei einer Temperaturzunahme um 1,5 bis 2 Grad Celsius einsetzen könnte – genau an der im Pariser UN-Abkommen geforderten Obergrenze für den Temperaturanstieg. Prinzipiell könnte die Region von vermehrten Niederschlägen profitieren. Doch zunächst wäre die Veränderung, die sich beim Überschreiten des Kipp-Punktes einstellt so groß, dass sie die vielfach leidgeprüfte Region vor erhebliche Herausforderungen stellten würde.
Mit zunehmender Klimaerwärmung könnte der Sahel ergrünen. Hier ein Bild aus dem Senegal bei Trockenheit im März (links) und zur Regenzeit im September (rechts). Mehr Regen könnte die Region auch zu anderen Jahreszeiten grüner werden lassen. © public domain. Wikimedia Commons.
„Mehr Regen in einer trockenen Region, das ist erstmal eine gute Nachricht“, sagt Jacob Schewe vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Wenn wir mit den Treibhausgasen aus dem Verfeuern fossiler Brennstoffe das Klima verändern, kann das viele Dinge durcheinander wirbeln. Risiken für Ernten nehmen vielerorts zu, gefährliche Wetterextreme sind weltweit auf dem Vormarsch – aber für die trockene Sahelzone scheint die Chance zu bestehen, dass eine weitere Erwärmung tatsächlich die für Bauern und Viehhalter verfügbare Wassermenge zunehmen lässt.“
Anders Levermann vom PIK und dem Lamont-Doherty Earth Observatory der New Yorker Columbia Universität ergänzt: „Wir wissen nicht, was die Auswirkungen in der Praxis sein werden, hierzu kann unsere Studie keine Informationen bieten; aber man stelle sich mal einen grünen Sahel vor! Dennoch, das schiere Ausmaß der möglichen Veränderung ist atemberaubend – dies ist eines der wenigen Elemente im Erdsystem, die wir schon bald kippen sehen könnten. Nähert sich die Temperatur
einmal dem Schwellenwert, so können sich die Regenfälle innerhalb nur weniger Jahre komplett verändern.“
Ein neues Kipp-Element im Erdsystem
Regionen wie die zentralen Teile Malis, des Niger und des Tschad – die im Grunde Teil der Sahara sind – könnten so viel Regen erhalten, wie heute das zentrale Nigeria oder der Norden Kameruns, wo ein tropisches Klima mit üppigem Pflanzenwuchs herrscht.
Dutzende von Computersimulationssystemen, so genannte Modelle, zeigen für den Fall eines ungebremsten Klimawandels einen im Durchschnitt eher schwachen Trend hin zu mehr Niederschlag im Sahel. Man ging also bereits davon aus, dass in dieser Region bei steigenden Temperaturen etwas mehr Regen fallen wird. Die Forscher haben nun die Simulationen noch etwas genauer untersucht, die den größten Zuwachs an Regen voraussagen. Sie legen eine Steigerung um 40 bis 300 Prozent nahe, während andere Simulationen nur eine geringe Zunahme oder sogar Abnahme ergeben. Die Forscher entdeckten, dass in den Simulationen, die besonders viel Niederschlag erwarten lassen, dies auf die Erwärmung der Afrika umgebenden Ozeane zurückzuführen ist. Dieser Effekt lässt den Regen im Sahel plötzlich und stark zunehmen. Gleichzeitig verstärken sich die Monsunwinde, die vom Atlantik aus ins Innere des Kontinents wehen. Wobei sie darüber hinaus weiter nach Norden reichen. Das erinnert an vergangene Zeiten in der Erdgeschichte, in denen Monsunsysteme in Afrika und Asien zwischen nass und trocken hin-und-her wechselten. Wobei dies auch recht rasch der Fall sein konnte.
Die Forscher haben bei diesen plötzlichen Veränderungen der Regenfälle einen sich selbst verstärkenden Effekt entdeckt. Wenn die Oberflächentemperatur des Ozeans zunimmt, verdunstet mehr Wasser. Die feuchte Luft driftet auf das Land, über dem das Wasser abregnet. Wenn der in den Wolken gespeicherte Wasserdampf zu Regen wird, entsteht Wärme. Diese verstärkt den Temperaturunterschied zwischen den kühleren Meeren und den wärmeren Landmassen, wodurch noch mehr feuchte Luft ins Innere des Kontinents gesogen wird. Was wiederum zu mehr Regen führt, und so weiter. „Die Temperaturen müssen über einen bestimmten Punkt steigen, um diesen Prozess zu starten“, erklärt Schewe. „Der Schwellenwert für diesen ‚Sahel-Monsun‘ erweist sich in den verschiedenen Computersimulationen als bemerkenswert ähnlich. Es scheint ein robustes Ergebnis zu sein.“
Anpassung würde leidgeprüfte Region vor große Herausforderungen stellen
„Die ungeheure Veränderung, die wir hier erleben könnten, würde ganz klar eine große Herausforderung für den Sahel darstellen“, betont Levermann. „Von Mauretanien und Mali im Westen bis zu Eritrea und Sudan im Osten sind möglicherweise mehr als 100 Millionen Menschen hiervon betroffen. Die Region ist schon heute instabil mit heftigen Auseinandersetzungen und Kriegen. Besonders in der Übergangszeit von der heute herrschenden Trockenheit zu den wahrscheinlich viel nasseren Bedingungen Ende unseres Jahrhunderts könnte der Sahel Jahre der Schwankungen zwischen Dürre und Flut durchleben, mit denen sehr schwer zurecht zu kommen ist. Landwirtschaft und Infrastruktur werden mit dieser Herausforderung fertig werden müssen. So großartig es hoffentlich für den Sahel ist, dass es in der Region möglicherweise mehr regnet – das Ausmaß der Veränderung verlangt dringend nach Aufmerksamkeit.“
Potsdam Institut für Klimaforschung, 6. Juli 2017
Originalpublikation:
Jacob Schewe, Anders Levermann (2017): Non–linear intensification of Sahel rainfall as a possible dynamic response to future warming. Earth Syst. Dynam., 8, 495-505. DOI: 10.5194/esd-8-495-2017
Verwandte Publikationen:
J. Schewe, A. Levermann, H. Cheng: A critical humidity threshold for monsoon transitions. Climate of the Past 8 (2012), 535-544 doi:10.5194/cp-8-535-2012
A. Levermann, J. Schewe, V. Petoukhov, H. Held: Basic mechanism for abrupt monsoon transitions. Proceedings of the National Academy of Sciences 106 (2009), 20572-20577, doi: 10.1073/pnas.0901414106