Wie beeinflusst das Klimaphänomen El-Niño im tropischen Pazifik den Wasserkreislauf in arktischen Gebieten? Die sogenannte kanonische Korrelationsanaylse gibt mittels Daten der Meeresoberflächentemperatur Anwort.

6. Mai 2020 /

Jinwei Zhang, Mohammad Tourian und Nico Sneeuw veröffentlichen im renommierten 'International Journal of Climatology'
[Bild: onlinelibrary.wiley.com]

Eine zunehmende Anzahl an Studien zeigt, dass der Klimawandel eine Veränderung im Land-Wasser-Kreislauf verursacht. Es ist bekannt, dass der Niederschlag, als Quelle der Wasserspeicheränderungen, direkt von der Meeresoberflächentemperatur (engl. SST) beeinflusst wird. Auf Skalen, größer als 350 km, kann eine solche Wasserspeicheränderung von der Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) gravimetrisch beobachtet werden. Wie sich allerdings der Wasserkreislauf in der borealen Region über Zeitskalen länger als ein Jahr verändert und wie die hydrologischen Variablen (z.B Niederschlag, Verdunstung, Abfluss und die Wasserpeicherung auf dem Land) mit dem Klimaphänomen El-Niño-Southern-Oscillation (ENSO) zusammenhängen, sind noch immer offene Fragen. Wir untersuchen die Fernwirkung, die sogenannte teleconnection, zwischen borealem Wasserkreislauf und ENSO im Zeitraum 2003 bis 2014. Wir verwenden die durch GRACE monatlich erlangte Gesamtwasserspeicherveränderung sowie Niederschlag, Abfluss und Verdunstung auf einem 1°x1°-Gitter und Abweichungen der Landesoberflächen-temperatur auf einem 0.5°x0.5°-Gitter und die weltweiten SST Anomalien mit einer 5° Auflösung. Wir wenden die kanonische Korrelationsanalyse an, um alle hydrologischen Variablen mittels der SST mit ENSO zu verbinden. Die dazugehörigen Raummuster weisen auf eine eindeutige ENSO Signatur in borealen Reservoirs hin, vor allem die Flüsse Ob und Jenissei. ENSO korreliert mit einer ungewöhnlichen Erhöhung der Temperatur im Ob, Jenissei und Lena. Es wurden ebenfalls ein bedeutender ENSO-bedingter Anstieg des Niederschlags über dem Ob und ein Abstieg über den Flüssen Lena und Jenissei identifiziert. Die negative Wasserbilanz von Lena und Jenissei deuten auf eine Fernwirkung zwischen dem borealen Wasserkreislauf und ENSO. Aus weiteren Analysen (Kreuzkorrelationsanalyse und Wavelet Kohärenz) erhält man Phasenverschiebungen, die die Reaktion des borealen Wasserkreislaufs mit einer 1-2 monatigen Verzögerung zu ENSO zeigen.

Fig.8

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