Regen bevorzugt trockene Böden - nach einem globalen Klimamodell der nächsten Generation

Das im Boden gespeicherte Wasser ist eine der Feuchtigkeitsquellen für die Wolkenbildung und schließlich für den Niederschlag. Die Bedeutung dieses Zusammenhangs zwischen dem im Boden gespeicherten Wasser und dem Niederschlag wird jedoch seit langem kontrovers diskutiert. In dieser Studie bewerten die Autor*innen diesen Zusammenhang neu, indem sie zum ersten Mal ein Klimamodell mit einem Gitterabstand verwenden, der es erlaubt, konvektive Stürme explizit darzustellen und indem sie das Klima über den gesamten Globus simulieren. Frühere Studien mussten entweder einen begrenzten Integrationsbereich verwenden, der die Wechselwirkung von konvektiven Stürmen mit der großräumigen Zirkulation verhindert, oder eine statistische Darstellung der Konvektion aufgrund ihrer groben Gitterabstände.

Konventionelle Klimamodelle zeigen eine starke positive Korrelation zwischen der täglichen Bodenfeuchte und dem täglichen Niederschlag. Im Gegensatz dazu finden die Autor*innen in ihrer globalen sturmauflösenden Simulation nur eine schwache Korrelation. Darüber hinaus wird die Korrelation zwischen der täglichen Bodenfeuchte und dem Niederschlag am Folgetag sogar negativ: trockenere Böden begünstigen den Niederschlag. Auffällig ist, dass der Niederschlag in konventionellen Klimamodellen stark mit der Verdunstung zunimmt, während er in der globalen sturmauflösenden Simulation einen viel komplexeren Zusammenhang aufweist. Dies deutet darauf hin, dass die Wassermenge, die aus dem Boden verdunsten kann, nicht der Hauptmechanismus ist, der die Niederschlagsmenge steuert. Die schwächere Korrelation zwischen Bodenfeuchte und Niederschlag stimmt auch besser mit Beobachtungen überein.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Niederschlag in konventionellen Klimamodellen möglicherweise zu empfindlich auf den Zustand der darunter liegenden Landoberfläche reagiert. Daher könnten solche Modelle die im Zuge des Klimawandels zu erwartende Zunahme der Häufigkeit und Intensität von Dürren und Hitzewellen überbewerten. Außerdem reagieren sie möglicherweise zu empfindlich auf Veränderungen der Landoberfläche, wie z. B. die Abholzung von Wäldern. Die Ergebnisse sprechen sehr für den Einsatz globaler sturmauflösender Klimamodelle zur Untersuchung des sich ändernden Klimas über Land.

Original Publikation

Lee, J. and Hohenegger, C., 2024. Weaker land–atmosphere coupling in global storm-resolving simulation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(12), p.e2314265121, https://doi.org/10.1073/pnas.2314265121

Kontakt

Dr. Junhong Lee
Max-Planck-Institut für Meteorologie
junhong.lee@mpimet.mpg.de