Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Indischer Monsun: Vorhersage jetzt früher möglich als je zuvor

21.04.2016

Früher als je zuvor können Wissenschaftler jetzt für Indien Beginn und Ende des Sommer-Monsuns vorhersagen. Ein Forscherteam hat hierfür eine neuartige Netzwerk-Analyse regionaler Wetterdaten entwickelt und wird diese Methode dem Indischen Wetterdienst vorschlagen. Der große Sommerregen ist extrem wichtig für Millionen Bauern und damit für die Ernährung des nach China bevölkerungsstärksten Landes der Erde. In Zukunft wird der Klimawandel wahrscheinlich die Stabilität des Monsuns stören – die akkurate Vorhersage wird dadurch noch wichtiger.

„Wir können das Einsetzen des Indischen Sommer-Monsuns zwei Wochen früher und seinen Rückzug sogar sechs Wochen früher als bislang vorhersagen – was ein ziemlicher Durchbruch ist, da für die Bauern wirklich jeder Tag zählt“, sagt Veronika Stolbova vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und der Universität Zürich, Leit-Autorin der jetzt in den Geophysical Research Letters erscheinenden Studie.


Reisbauern in Indien sind angewiesen auf den Monsun-Regen. Foto: Hemera/thinkstock

„Wir haben entdeckt, dass im Norden Pakistans und in den östlichen Ghats, einer Gebirgskette nahe dem Indischen Ozean, Veränderungen der Temperaturen und der Luftfeuchtigkeit einen kritischen Übergang zum Monsun markieren“, erklärt Stolbova. Normalerweise wird bei der Monsun-Vorhersage die Aufmerksamkeit auf die Region Kerala an der Südspitze des Subkontinents gerichtet.

Die Regenzeit ist entscheidend für den Reis-Anbau, aber auch für Strom aus Wasserkraft

Informationen über den Ablauf der Regenzeit sind entscheidend für die indischen Bauern, um den Zeitpunkt der Aussaat zu bestimmen. Feldfrüchte wie Reis, Sojabohne und Baumwolle werden gewöhnlich in der etwa von Juni bis September dauernden Monsun-Saison angebaut. Schon eine kleine Abweichung im Monsun kann zu Trockenheiten oder Überschwemmungen führen und erhebliche Schäden verursachen. Die Länge der Monsunzeit ist auch bedeutsam für das Management der Stromerzeugung aus Wasserkraft, weil der Regen die Stauseen und Speicher füllen muss.

Die Potsdamer Wissenschaftler haben ihre Methode mit Monsun-Daten der Vergangenheit getestet. Ihr Ansatz konnte das Einsetzen des Monsuns in mehr als 70 Prozent und den Rückzug in mehr als 80 Prozent der untersuchten Jahre vorhersagen. Der Hauptvorteil der neuen Vorgehensweise ist, dass sie den Zeithorizont für die Vorhersage gegenüber der gegenwärtig in Indien verwendeten Technik ausweitet.

Zusätzlich verbessert die neue Methode aber die Vorhersage für die vom weltweiten Wetterphänomen El Niño - Südliche Oszillation (ENSO) betroffenen Jahre, besonders in der La Niña Phase. Dieses Phänomen hat erheblichen Einfluss auf den Monsun und hat bislang die Qualität der Vorhersage stark gemindert.

Netzwerkanalyse: „Das Klimasystem ist wie Facebook“

„Wir sehen das Klimasystem als Netzwerk, genau wie die sozialen Netzwerke, die so viele Menschen tagtäglich nutzen“, sagt Ko-Autor Jürgen Kurths, Leiter des PIK-Forschungsbereichs Transdisziplinäre Konzepte & Methoden. „Auf Facebook oder Twitter kann man verfolgen, wie Neuigkeiten sich ausbreiten, jede Meldung und jeder Kommentar führt zu vielen anderen. Im Klimasystem sind es statt Menschen geografische Regionen, die miteinander kommunizieren – zugegebenermaßen in recht komplexer Art.“ Wie Facebook-Postings oder Tweets, die immer wieder von Nutzern geteilt und weitergeleitet werden, werden durch atmosphärische Strömungen wie etwa Winde Temperaturen und Feuchtigkeit von einem Ort zu anderen bewegt.

Die Netzwerkanalyse komplexer nicht-linearer Systeme, ein hochmoderner mathematischer Ansatz, wurde nie zuvor für die Monsun-Vorhersage eingesetzt – aber der Ansatz zeigt sehr gute Ergebnisse. Die wesentliche Innovation, so die Forscher, ist die Kombination der Netzwerkanalyse mit einer subtilen statistischen Analyse der Frühwarnsignale für Beginn und Ende des Monsuns.

„Diese dem eigentlichen Monsun voranlaufendend Entwicklungen sind oft begraben unter einem ungeheuren Berg von Wetterdaten, und werden daher übersehen“, sagt Elena Surovyatkina vom Institut für Weltraumforschung der Russischen Akademie der Wissenschaften, gegenwärtig Gastforscherin am PIK. „Wir haben herausgefunden, wie wir diese Vorläufer in einer neuen Weise nutzen können – um Regionen zu finden, in denen die entscheidenden Bedingungen für das Auftreten des indischen Monsuns entstehen.“ Dies geschah in Zusammenarbeit mit Ko-Autor Bodo Bookhagen von der Universität Potsdam.

Klimawandel kann Regenzeiten verändern – akkurate Vorhersagen werden umso wichtiger

Die weltweite Erwärmung, maßgeblich verursacht durch die Treibhausgase aus dem Verfeuern fossiler Brennstoffe wie Kohle und Öl, trifft bereits heute den indischen Monsun und wird dies – wenn sie unvermindert weitergeht – wahrscheinlich in Zukunft noch stärker tun. „Wir sehen das in unseren Daten, und auch andere Forschungsarbeiten deuten in diese Richtung“, sagt der Projektleiter Jürgen Kurths. „Die Zeitabläufe beim indischen Monsun, der Lebensgrundlage ist für viele Millionen Menschen, werden wahrscheinlich in Zukunft stärker schwanken. Das macht eine frühe und akkurate Vorhersage noch wichtiger.“

Artikel: Stolbova, V., E. Surovyatkina, B. Bookhagen, and J. Kurths (2016): Tipping elements of the Indian monsoon: Prediction of onset and withdrawal. Geophys. Res. Lett., 43, 1–9 [doi:10.1002/2016GL068392]

Weblink zum Artikel sobald er veröffentlicht ist:
http://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/agu/journal/10.1002/%28ISSN%291944-8007/

Kontakt für weitere Informationen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Pressestelle
Telefon: +49 (0)331 288 2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Twitter: @PIK_Klima

www.pik-potsdam.de 

Jonas Viering | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neues Forschungsspecial zu Meeren, Ozeanen und Gewässern
18.01.2017 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

nachricht Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?
17.01.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Auf die richtige Behandlung kommt es an

19.01.2017 | Seminare Workshops

Grundlagen der Akustik, Virtuelle Akustik, Lärmminderung, Fahrzeugakustik, Psychoakustik, Produkt Sound Design und Messtechnik

19.01.2017 | Seminare Workshops

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie