Neue Einblicke in säkulare Niederschlagsschwankungen in Afrika

Aufgrund des kleinbäuerlichen Regenfeldbaus im subsaharischen Afrika verursachen hydro-meteorologische Extremereignisse wie Dürren oder Überflutungen oft Hungerkrisen und manchmal sogar politische Unruhen. Ein herausragendes Beispiel ist die derzeitige Dürresituation am Großen Horn von Afrika. Unter Wissenschaftlern hat sie eine lebhafte Debatte ausgelöst, inwieweit dieses Ereignis dem Klimawandel oder längerfristiger, aber natürlichen Schwankungen des Klimasystems Erde-Ozean zuzuordnen ist. Wichtige Beiträge zu Klärung dieser Frage verspricht die Untersuchung vergangener Schwankungen der Niederschläge – Afrika ist jedoch bekannt für seinen notorischen Mangel an Beobachtungsdaten.

In den letzten zwei Jahrzehnten haben Forscher des Instituts für Meterorologie und Klimaforschung unter Leitung von Prof. Andreas H. Fink afrikanische Wetterbeobachtungen aus verschiedenen Quellen zusammengetragen und in der flexiblen und einfach zu handhabenden “Karlsruhe African Surface Station Database” (KASS-D) abgelegt. Die Sammlung dieses umfangreichen Datenkollektivs war nur durch enge Kooperationen mit verschiedensten afrikanischen Institutionen und Forschern möglich. Mit Ihren mehreren Millionen Niederschlags- und weiteren Wetterbeobachtungen ist KASS-D eine wertvolle Quelle für die Klima- und Wetterforschung in Afrika am KIT und darüber hinaus. Für zwei jüngste Veröffentlichungen wurden die Niederschlagsdaten in KASS-D mit den Daten der Archive zweier sehr bekannter Klimatologen– Prof. Sharon E. Nicholson (Florida State Universität) und Dr. Chris Funk (University of California, Santa Barbara) – mit dem Ziel verschmolzen, die bisher längsten und umfangreichsten Niederschlagszeitreihen für Afrika zu generieren. Sie umfassen den gesamten Kontinent und meist 125 bis 175 Jahre lang.

Die jüngste „Erholung“ in der Ergiebigkeit der Monsunregen im westlichen Sahel wird in der ersten Publikation untersucht (Nicholson et al. 2018, DOI: 10.1002/joc.5530). Während die bekannte Saheltrockenheit der 1970er und 1980er Jahre mindestens seit 1854 einzigartig ist, ist derzeit noch keine komplette “Erholung” der Regenmengen zu beobachten. Darüber hinaus nehmen die Regen im Ostsahel stärker als im Westsahel zu, wobei diese Entwicklung von sehr starken Schwankungen von Jahr-zu-Jahr begleitet wird. Weiterhin gab es um 1968 eine abrupte Veränderung im Klimagrundzustand, durch welche sich auch die Fernwirkungen zum atlantischen und pazifischen El  Niño Ereignis verändert haben. An der bevölkerungsreichen Guineaküste sind die Niederschläge seit den späten 1960 niedriger als in jeder anderen Periode seit 1886. Durch die explosive wachsende Bevölkerung verursacht dies zunehmende Wasserknappheit in West Afrika.

Eine kontinentweite Untersuchung säkularer Niederschlagsvariabilität enthält die zweite Publikation (Nicholson et al. 2018, DOI: 10.1016/j.gloplacha.2017.12.014). Der Wechsel zu trockenen Bedingungen um 1968 fand gleichzeitig nördlich und südlich der Sahara statt (siehe Abbildung). Für den Kontinent als ganzes treten trockenere Bedingungen seit 1980 auf. In den Äquatorialregionen wurde die erste Regenzeit im Frühjahr trockener während die zweite Regenzeit im Herbst feuchter wurde. Die Studie zeigt auch, dass für viele bedeutende Regionen aufgrund des Auflassens vieler Wetterstationen ein Niederschlagstrend jüngster Zeit nicht bestimmbar ist. Dies gilt z.B. für den Kongo-Regenwald. Beide Studien bekräftigen den großen Wert von bodengestützten Wetterbeobachtungen zur Quantifizierung der Niederschlagsvariabilität und ihrer Ursachen in Afrika.

(Arbeitsgruppe: Atmosphärische Dynamik)