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Starke regionale Klimaschwankungen in den Tropen

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Klimaschwankungen in der Nähe des Äquators weisen ein deutlich anderes Muster auf als die Klimaänderungen in Arktis und Antarktis. Es lassen sich in den Tropen deutliche 11500-jährige Schwankungen zwischen Feucht- und Trockenphasen identifizieren, die in Temperatur-Rekonstruktionen polarer Eiskerne nicht auftreten.

Die Untersuchungen des Klimas der vergangenen 25000 Jahre im tropischen Afrika zeigen, dass Trockenphasen bei niedrigerer Solarstrahlung im März und September herrschten, was die folgende Regenzeit schwächer ausfallen ließ. Dieses unterstreicht die Bedeutung hydrologischer Veränderungen im regionalen Klimawandel, formuliert ein europäisches Konsortium von Geowissenschaftlern unter Leitung von Prof. Dirk Verschuren (Univ. Gent, Belgien) in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature (Vol. 462, 7273).

Jahreszeitlich wiederkehrende Regenzeiten sind das bestimmende Merkmal des tropischen Klimas, und für das Leben der Menschen dort von existenzieller Bedeutung. Um die Ursachen für die Schwankungen in den Intensitäten der Regenzeiten herauszufinden, untersuchte die europäische Forschergruppe das Klima des äquatorialen Ostafrikas auf langen Zeitskalen. „Bisher gab es kaum Daten über Klimawandel in den Tropen.

Änderungen der Temperatur spielen dort im Gegensatz zu hydrologischen Änderungen keine große Rolle,“ beschreibt Achim Brauer vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ die Fragestellung. Seine Arbeitsgruppe analysierte zusammen mit den europäischen Kollegen die Ablagerungen im Challa-See, einem Kratersee am östlichen Fuß des Kilimandscharo. Die GFZ-Wissenschaftler zogen erstmalig in dieser Region feingeschichtete Bohrkerne aus dem Seeboden, die 21 Meter tief reichen. „Damit deckt dieser Sedimentkern die letzten 25000 Jahre ab,“ erklärt Achim Brauer.

„Detaillierte mikroskopische und geochemische Untersuchungen der einzelnen Sedimentlagen liefern Klimainformationen auf einer sehr genauen Zeitskala.“ Dieses weltweit bisher einzige lange Sedimentprofil feingeschichteter Seeablagerungen in den Tropen wird durch hochauflösende geophysikalische Daten ergänzt.

Als Resultat wurde festgestellt, dass die Wechsel von feuchten und trocken Phasen genau das gleiche zeitliche Muster aufweisen wie Schwankungen in der Sonneneinstrahlung, die durch berechnete zyklische Änderungen in der Erdumlaufbahn um die Sonne verursacht werden. Deutlich paust sich vor allem das Kreiseln der Erdachse in einem Rhythmus von 23000 Jahren durch, was im Wechsel eines halben Zyklus alle 11500 Jahre ein Maximum der Sonneneinstrahlung mal in den südlichen Tropen und mal in nördlichen Tropen zur Folge hat. Diese Strahlungsmaxima wiederum steuern die Lage und Stärke der innertropischen Konvergenzzone, dem regenreichen Wolkenband in Äquatornähe. Dieses Wolkenband ist dort am stärksten, wo die Einstrahlung hoch und damit die Verdunstung groß ist.

Damit wird nachgewiesen, dass die Erdumlaufbahn um die Sonne und damit verbundene regionale Schwankungen der Sonneneinstrahlung, auch wenn diese relativ schwach sind, doch einen großen Einfluss auf das Klima am Äquator haben. Offen ist aber weiterhin die Frage, ob diese tropischen Klimaschwankungen Auswirkungen auf die globale Klimageschichte hatten.

Die Untersuchung wurde im Rahmen des ESF-EuroCORES Programms EuroCLIMATE gefördert, mit nationaler Förderung durch die DFG, FWO Flandern, NWO und NERI.

Photos of Challa-Lake can be found here:
http://www.gfz-potsdam.de/portal/-?$part=CmsPart&docId=2517120

Franz Ossing
Helmholtz Centre Potsdam
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Franz Ossing | Quelle: GFZ Potsdam
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