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Erderwärmung schwächt den Einfluss des asiatischen Monsuns auf das Mittelmeer
Weit entfernte Klimasysteme sind miteinander gekoppelt. Ein Team hat nun untersucht, wie sich der Einfluss des südasiatischen Sommermonsuns auf das Mittelmeer unter starker globaler Erwärmung verändert. In großen Modellensembles bricht dieser Zusammenhang bis zur zweiten Hälfte des Jahrhunderts stark ein, wodurch andere Faktoren die jährlichen Schwankungen des mediterranen Sommerklimas stärker prägen dürften.
Peking (China). Im Sommer herrscht über dem zentralen und östlichen Mittelmeer oft großräumig absinkende Luft, die Wolken und Regen hemmt und durch adiabatische Erwärmung zum heißen, trockenen Sommerklima beiträgt. Ein Teil dieser Zirkulation steht über Tausende Kilometer mit dem südasiatischen Sommermonsun in Verbindung.
Wenn über Südasien feuchte Luft aufsteigt, setzt die tiefe Konvektion große Mengen latenter Wärme frei, wodurch großräumige Wellen die Zirkulation westlich des Monsuns verändern und das Absinken über dem Mittelmeer verstärken. Diese Fernwirkung wird als Monsun-Wüsten-Mechanismus bezeichnet, doch bisher war unklar, wie stabil sie in einem wärmeren Klima bleibt.
Forscher des Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences (IAP/CAS) um Prof. Tianjun Zhou haben nun Beobachtungsdaten, ein 40 Mitglieder umfassendes Großensemble des Klimamodells CESM1, CMIP6-Simulationen und idealisierte Modellversuche kombiniert. Damit verglichen sie die heutige Kopplung zwischen Monsun und Mittelmeer mit ihrer Entwicklung unter einem Szenario mit hohen Emissionen.
In 39 der 40 CESM1-Simulationen schwächte sich die atmosphärische Antwort über dem Mittelmeer ab. Im Ensemble-Mittel sank die Korrelation zwischen der Monsunheizung und dem Absinken in der mittleren Troposphäre von 0,41 auf nahezu null, während sich der vom Monsun erklärte Anteil der Schwankungen des Absinkens von rund 22 Prozent auf weniger als drei Prozent verringerte.
„Die globale Erwärmung verändert nicht nur den mittleren Zustand von Temperatur und Niederschlag. Sie kann auch die dynamischen Verbindungen zwischen weit voneinander entfernten Teilen des Klimasystems neu ordnen. Die sich wandelnde Kopplung von Monsun und Wüste über Eurasien eröffnet eine neue dynamische Perspektive darauf, wie sich großräumige Muster der Klimavariabilität und Fernwirkungen in einer wärmeren Welt entwickeln könnten. Das bedeutet auch, dass künftige Projektionen der sommerlichen Niederschläge im Mittelmeerraum Veränderungen der Faktoren berücksichtigen müssen, die deren Schwankungen von Jahr zu Jahr steuern“, erklärt Prof. Tianjun Zhou.
Als zentralen Mechanismus identifiziert die Studie eine Verlagerung der Monsunkonvektion nach oben. Im CESM1-Großensemble verschiebt sich das charakteristische Druckniveau der tiefen Konvektion von rund 452 auf 417 Hektopascal und liegt damit höher in der Troposphäre, wobei auch die ausgewerteten CMIP6-Modelle einen ähnlichen Aufwärtstrend zeigen.
Dadurch breitet sich die vom Monsun ausgelöste warme Temperaturanomalie in der mittleren und oberen Troposphäre weiter nach Westen aus und verkleinert über dem Mittelmeer den Ost-West-Temperaturunterschied. Die Flächen gleicher potenzieller Temperatur werden dadurch flacher, was nach den Modellversuchen das großräumige Absinken schwächt.
Hinzu kommt eine lokale Rückkopplung über dem Mittelmeer. Weil vor allem das Absinken in mittleren und höheren Luftschichten nachlässt, wird unter der sogenannten Sverdrup-Balance auch die nördliche Windkomponente in tieferen Schichten schwächer, wodurch das Absinken zusätzlich gedämpft wird. Die Sverdrup-Balance beschreibt hier eine dynamische Beziehung zwischen vertikaler Luftbewegung und Nord-Süd-Strömung.
„Unsere Studie unterstreicht eine allgemeinere Eigenschaft des Klimawandels: Atmosphärische Verbindungen, die heute robust erscheinen, müssen es unter globaler Erwärmung nicht bleiben. Zu verstehen, wie sich solche Fernwirkungen verändern, wird wichtig sein, um die künftige regionale Klimavariabilität zu projizieren, besonders in Hotspots des Kli