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 Mysterium Bermuda: Geologen entdecken im Vulkangestein eine bisher unbekannte Region des Erdmantels
16.05.2019 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Submarine CO2-Speicherung in der Nordsee – Chance oder Risiko?
14.05.2019 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quanten-Cloud-Computing mit Selbstcheck

Mit einem Quanten-Coprozessor in der Cloud stoßen Innsbrucker Physiker die Tür zur Simulation von bisher kaum lösbaren Fragestellungen in der Chemie, Materialforschung oder Hochenergiephysik weit auf. Die Forschungsgruppen um Rainer Blatt und Peter Zoller berichten in der Fachzeitschrift Nature, wie sie Phänomene der Teilchenphysik auf 20 Quantenbits simuliert haben und wie der Quantensimulator das Ergebnis erstmals selbständig überprüft hat.

Aktuell beschäftigen sich viele Wissenschaftler mit der Frage, wie die „Quantenüberlegenheit“ auf heute schon verfügbarer Hardware genutzt werden kann.

Im Focus: Self-repairing batteries

UTokyo engineers develop a way to create high-capacity long-life batteries

Engineers at the University of Tokyo continually pioneer new ways to improve battery technology. Professor Atsuo Yamada and his team recently developed a...

Im Focus: Quantum Cloud Computing with Self-Check

With a quantum coprocessor in the cloud, physicists from Innsbruck, Austria, open the door to the simulation of previously unsolvable problems in chemistry, materials research or high-energy physics. The research groups led by Rainer Blatt and Peter Zoller report in the journal Nature how they simulated particle physics phenomena on 20 quantum bits and how the quantum simulator self-verified the result for the first time.

Many scientists are currently working on investigating how quantum advantage can be exploited on hardware already available today. Three years ago, physicists...

Im Focus: Accelerating quantum technologies with materials processing at the atomic scale

'Quantum technologies' utilise the unique phenomena of quantum superposition and entanglement to encode and process information, with potentially profound benefits to a wide range of information technologies from communications to sensing and computing.

However a major challenge in developing these technologies is that the quantum phenomena are very fragile, and only a handful of physical systems have been...

Im Focus: A step towards probabilistic computing

Working group led by physicist Professor Ulrich Nowak at the University of Konstanz, in collaboration with a team of physicists from Johannes Gutenberg University Mainz, demonstrates how skyrmions can be used for the computer concepts of the future

When it comes to performing a calculation destined to arrive at an exact result, humans are hopelessly inferior to the computer. In other areas, humans are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

MS Wissenschaft startet Deutschlandtour mit Fraunhofer-KI an Bord

17.05.2019 | Veranstaltungen

Wie sicher ist autonomes Fahren?

16.05.2019 | Veranstaltungen

Chemie – das gemeinsame Element

16.05.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Integrierte Zuckermoleküle schonen Zellkulturen

17.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Erstmals Einsatz von gefäßschützendem Antikörper bei kardiogenem Schock

17.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Additive Maschinen lernen Superlegierungen kennen

17.05.2019 | Maschinenbau

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics