Dürre und mehr Dürre in Kalifornien, dessen angehäufte Regenverschuldung einer neuen Studie zufolge nun einem durchschnittlichen Jahresniederschlag entspricht.
Kaliforniens akkumuliertes Niederschlagsdefizit von 2012 bis 2014 als prozentuale Veränderung gegenüber dem 17-Jahres-Durchschnitt basierend auf TRMM-Multisatellitenbeobachtungen. Bildnachweis: NASA / Goddard Scientific Visualization Studio
Eine neue NASA-Studie hat ergeben, dass Kalifornien zwischen 2012 und 2015 eine Verschuldung von 20 Zoll Niederschlag angehäuft hat - die durchschnittliche Menge, die in einem einzigen Jahr voraussichtlich in den Staat fallen wird.
Das Defizit wurde hauptsächlich durch den Mangel an Luftströmungen verursacht, die vom Pazifischen Ozean ins Landesinnere strömen und reich an Wasserdampf sind, heißt es in dem heute (30. Juli) veröffentlichten Bericht Journal of Geophysical Research - Atmospheres.
In einem durchschnittlichen Jahr stammen 20 bis 50 Prozent des Niederschlags in Kalifornien von relativ wenigen, aber extremen Ereignissen atmosphärische Flüsse die über den Pazifischen Ozean an die kalifornische Küste ziehen.
Andrey Savtchenko vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, ist Hauptautor der Studie. Savtchenko sagte:
Wenn sie sagen, dass ein atmosphärischer Fluss landet, ist es fast wie ein Hurrikan ohne Wind. Sie verursachen extreme Niederschläge.
Savtchenko und seine Kollegen untersuchten Daten aus 17 Jahren Satellitenbeobachtung und 36 Jahren kombinierter Beobachtungen und Modelldaten, um zu verstehen, wie sich der Niederschlag in Kalifornien seit 1979 verändert hat.
Der Staat als Ganzes kann mit einem Durchschnitt von 20 Zoll Niederschlag pro Jahr rechnen, mit regionalen Unterschieden. Laut der Studie kann der Gesamtbetrag jedoch von Jahr zu Jahr um bis zu 30 Prozent variieren.
In Zeiten ohne Trockenheit wechseln sich feuchte Jahre häufig mit trockenen Jahren ab, um sich kurzfristig auszugleichen. Von 2012 bis 2014 hat Kalifornien jedoch ein Defizit von fast 13 Zoll angehäuft, und die Regenzeit 2014-2015 hat die Verschuldung um weitere sieben Zoll erhöht, was einem Gesamtdefizit von 20 Zoll im Verlauf von drei trockenen Jahren entspricht.
Der größte Teil dieses Niederschlagsverlusts wird auf ein Hochdrucksystem in der Atmosphäre über dem östlichen Pazifik zurückgeführt, das seit 2011 die Bildung atmosphärischer Flüsse behindert.
Die atmosphärischen Flüsse, die Kalifornien im Dezember 2014 durchnässt haben, werden in dieser Datenvisualisierung angezeigt: Wasserdampf (weiß) und Niederschlag (rot bis gelb).
Atmosphärische Flüsse kommen auf der ganzen Welt vor. Es handelt sich um enge, konzentrierte Wasserdampfranken, die sich ähnlich wie und manchmal mit den Winden eines Strahls durch die Atmosphäre bewegen. Wie ein Jetstream bewegen sie sich normalerweise von West nach Ost. Die für Kalifornien bestimmten stammen aus dem tropischen Pazifik, wo warmes Meerwasser viel Feuchtigkeit in die Luft verdampft. Die feuchtigkeitsreichen, atmosphärischen Flüsse, die informell als Pineapple Express bekannt sind, brechen dann nach Norden in Richtung Nordamerika.
Ein Teil des Wasserdampfes regnet über den Ozean, aber die Show beginnt wirklich, wenn ein atmosphärischer Fluss Land erreicht. Zwei erreichten Kalifornien um den 1. Dezember und den 10. Dezember 2014 und brachten mehr als zehn Zentimeter Regen. Das Inland, insbesondere die Berge, zwingen die feuchte Luft in höhere Lagen, wo sie sich bei niedrigerem Druck ausdehnt und abkühlt. Die kühlere Luft kondensiert den konzentrierten Wasserdampf zu heftigen Regenfällen oder Schneefällen, wie dies in den Sierra Nevada Mountains der Fall ist, wo Wasser in der Schneedecke bis zum Schmelzen des Frühlings kurz vor der Vegetationsperiode gespeichert wird.
Die derzeitige Dürre ist nicht die erste in Kalifornien. Die Forscher erstellten einen Klimarekord für 1979 bis heute. Ihre Bemühungen zeigen, dass in dem Staat zwischen 1986 und 1994 ein 27,5-Zoll-Defizit an Regen und Schnee auftrat. Savtchenko sagte:
Dürre ist hier schon einmal passiert. Es wird wieder vorkommen, und einige Forschungsgruppen haben Beweise vorgelegt, dass es häufiger vorkommen wird, wenn sich der Planet erwärmt. Aber auch wenn sich das Klima nicht ändert, ist unser Bedarf an Süßwasser nachhaltig?
Die derzeitige Dürre war besonders gravierend, da die kalifornische Bevölkerung, Industrie und Landwirtschaft seit den späten 1980er Jahren ein enormes Wachstum verzeichnet haben und der Wasserbedarf entsprechend gestiegen ist. Der Verbrauch durch den Menschen hat die kalifornischen Stauseen und Grundwasserreserven erschöpft, was zu einer obligatorischen Wasserrationierung geführt hat.
Bill Patzert ist Klimatologe am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, der nicht an der Forschung beteiligt war. Patzert sagte, dass diese Studie die Frage, wie Wissenschaftler die atmosphärischen Bedingungen, die atmosphärische Flüsse und die Fähigkeit eines El Niño, die Dürre zu überwinden, verursachen, interpretieren könnten, um einiges präziser zu gestalten. Seit März deuten steigende Meeresoberflächentemperaturen im Zentraläquatorialpazifik auf die Bildung von El Niño hin. Die Bedingungen in El Niño sind häufig mit höheren Niederschlägen im Westen der USA verbunden, dies ist jedoch nicht garantiert.
Savtchenko und seine Kollegen zeigen, dass El Niño nur sechs Prozent zur Niederschlagsvariabilität Kaliforniens beiträgt und dass es sich unter anderem um zufälligere Effekte handelt, die Einfluss darauf haben, wie viel Niederschlag der Staat erhält. Während es wahrscheinlicher ist, dass El Niño die Niederschlagsmenge in Kalifornien erhöht, ist es dennoch möglich, dass es keinen oder sogar einen Austrocknungseffekt hat.
Ein starker El Niño, der in den Regenmonaten von November bis März anhält, erhöht mit größerer Wahrscheinlichkeit die Regenmenge, die nach Kalifornien gelangt, und Savtchenko merkte an, dass der derzeitige El Niño rasch zunimmt.
Die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), die die Ereignisse in El Niño überwacht, ist die drittstärkste Behörde in den letzten 65 Jahren für Mai und Juni. Trotzdem wird es wahrscheinlich mehrere Jahre dauern, bis sich Regen und Schneefall von der aktuellen Dürre erholt haben. Savtchenko sagte:
Wenn dieser El Niño den Winter übersteht, kann Kalifornien einen Teil des Anstiegs der Niederschläge wieder wettmachen. Leider ist die Gefahr von Überschwemmungen und Erdrutschen ebenfalls groß. Am wahrscheinlichsten wären die Auswirkungen Ende 2015-2016 zu spüren.