Eine merkwürdige Symmetrie in der Verteilung des tropischen Niederschlags

Eine merkwürdige Symmetrie in der Verteilung der tropischen Niederschläge ist, dass es mit etwa 3 mm/Tag über dem Land genauso viel regnet wie über dem Ozean. Dies scheint darauf hinzudeuten, dass die Eigenschaften der Oberfläche, ob Land oder Ozean, keinen Einfluss auf die Aufteilung des Niederschlags zwischen den beiden haben — überraschend, wenn man bedenkt, dass das Land, im Gegensatz zum Ozean, nicht direkt auf ein unbegrenztes Wasserreservoir zurückgreifen kann. In einer in diesem Monat in AGU Advances veröffentlichten Studie nutzen Dr. Cathy Hohenegger und Prof. Bjorn Stevens diese Land-Ozean-Symmetrie, um die Rolle des Landes bei der Verteilung des Niederschlags in den Tropen besser zu verstehen.

Credit: CEN/MPI-M/UHH

In ihrer Veröffentlichung zeigen Hohenegger und Stevens zunächst, dass die Verteilung der tropischen Niederschläge trügerisch einfach ist. Die Konzeptualisierung der tropischen Niederschläge durch einen Regengürtel, dessen Breite und jahreszeitlicher Verlauf je nach Längengrad variiert, gibt die beobachtete Verteilung des Niederschlags in sehr guter Näherung wieder. Unter Ausnutzung dieses Konzepts zeigen die Autor*innen, dass bei einem zonal einheitlichen Regengürtel, d. h. einem Gürtel, bei dem das Land die Eigenschaften des Regengürtels nicht beeinflusst, die tropischen Kontinente nur 86 % so viel Regen erhalten würden wie der Ozean. Die Beobachtungen zeigen aber, dass Land und Ozean gleich viel Regen bekommen. Um diese beobachtete ausgewogene Verteilung der Niederschläge zwischen Land und Ozean aufrechtzuerhalten, werden Breite und saisonale Wanderung der Regengürtel über Land verstärkt.

 

Da das Land trockener ist als der Ozean, deutet dieses Verhalten auf eine negative Rückkopplung zwischen Oberflächenwasserspeicherung und Niederschlag hin. Trockene Regionen ziehen nicht nur mehr Niederschlag aus dem Ozean, sondern auch mehr, als man erwarten würde, wenn sie nicht feuchtigkeitsbegrenzt wären, d. h. nicht vom Ozean zu unterscheiden wären. Moderne Klimamodelle verhalten sich anders, indem sie feuchte Oberflächen bevorzugen, so dass Niederschläge über dem Land dauerhaft unterdrückt werden und das Land anfälliger für Austrocknung wird. Die Unfähigkeit der Klimamodelle, die Auswirkungen des Vorhandenseins von Land auf eine grundlegende Eigenschaft des Klimasystems darzustellen, stellt ihre Fähigkeit in Frage, subtilere Fragen zu beantworten, z. B. wie sich die regionalen Niederschläge bei einer Erwärmung voraussichtlich verändern werden. Da der Niederschlag über Land im Vergleich zu dem, was aufgrund seiner bloßen Geometrie zu erwarten wäre, relativ begünstigt ist, deutet dies darauf hin, dass der Niederschlag über tropischem Land möglicherweise widerstandsfähiger gegenüber Störungen der Landoberfläche, wie der Entwaldung, ist, als viele der bestehenden Klimamodelle vermuten lassen.

Link zur Animation


Animation aus einer gekoppelten globalen sturmauflösenden Simulation mit einem Gitterabstand von 5 km, ohne Kontinentumrisse. Wenn das Land einen signifikanten Einfluss auf die Niederschlagsverteilung hat, sollten seine Umrisse allein durch den globalen Tanz der Wolken und Winde zu erraten sein: Wo ist das Land?

 

Originaveröffentlichung
Hohenegger, C. & B. Stevens (2022) Tropical continents rainier than expected from geometrical constraints. AGU Advances. doi:10.1029/2021AV000636

 

Kontakt:

Dr. Cathy Hohenegger
Max-Planck-Institut für Meteorologie
E-Mail: cathy.hohenegger@we dont want spammpimet.mpg.de

 

Prof. Dr. Bjorn Stevens
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Email: bjorn.stevens@we dont want spammpimet.mpg.de