Warum herrscht in Yunnan, einer „wasserreichen“ Provinz, eine schwere Dürre?

Autor: Wang Su (Institut für Atmosphärenphysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Der Artikel stammt vom offiziellen Account der Science Academy (ID: kexuedayuan)

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Der Mond ist draußen und es ist hell

Ich denke an meinen Bruder in den Bergen

Bruder ist wie der Mond, der am Himmel wandelt/am Himmel wandelt/Bruder, Bruder, Bruder, Bruder

Der Bach am Fuße des Berges fließt ruhig

„Fließendes Wasser im kleinen Fluss“ ist ein Volkslied aus Yunnan. Seine melodische Melodie versetzt uns sofort in das Wunderland von Yunnan mit seinem gurgelnden Wasser. Cangshan-Berg, Erhai-See, antike Stadt Lijiang, Yuanyang-Reisterrassen ... Dieser Ort südlich der bunten Wolken scheint immer voller Feuchtigkeit, gemächlich, nass und berauschend zu sein.

Landschaft des Lugu-Sees (Fotoquelle: Veer-Fotobibliothek)

Tatsächlich ist sie die Provinz mit den meisten Pflanzenarten des Landes, verfügt über zahlreiche Flüsse und Seen und hat die drittgrößte Waldfläche des Landes.

Aktuelle Nachrichten zeigen jedoch, dass Yunnan aufgrund der anhaltend hohen Temperaturen unter der schlimmsten Dürre seit fast zehn Jahren leidet. Bis zum 15. April hatten 1,4779 Millionen Menschen kein Trinkwasser mehr, 100 Flüsse waren ausgetrocknet und die von der Dürre betroffene Anbaufläche belief sich auf 4,6 Millionen Mu.

Angesichts dessen fragen Sie sich vielleicht: Warum herrscht in Yunnan, wo es doch so viele Wasservorkommen gibt, eine Dürre?

Yunnan: Mal nass, mal trocken

Warum sagen wir, dass Yunnan über reichlich Wasserressourcen verfügt?

Wenn man China nach der jährlichen Niederschlagsmenge von 800 mm in Regionen unterteilt, erhält man eine Trennlinie, die durch den südöstlichen Rand des Qinghai-Tibet-Plateaus verläuft und in die Qinling-Huaihe-Linie übergeht. Der Süden ist das feuchte Gebiet und der Norden das halbfeuchte Gebiet. Der durchschnittliche jährliche Niederschlag in der Provinz Yunnan beträgt 1.258 mm und die gesamten Wasserreserven betragen 222,2 Milliarden Kubikmeter, was sie natürlich zu einem feuchten Gebiet macht.

(Fotoquelle: National Geographic China)

Allerdings herrscht in Yunnan diese Luftfeuchtigkeit nicht das ganze Jahr über.

Aufgrund seiner besonderen geografischen Lage herrscht in meinem Land ein ausgeprägtes Monsunklima. Monsun bezieht sich, wie der Name schon sagt, auf saisonalen Wind. Im Winter ist es aufgrund des Einflusses kalter und trockener Luftströmungen vom Kontinent kalt und trocken; im Sommer ist es aufgrund des Einflusses warmer und feuchter Luftströmungen vom Meer warm und regnerisch. Der Südwestmonsun und der Südostmonsun bringen feuchte und heiße „Sorgen“ aus dem Indischen Ozean bzw. dem Pazifischen Ozean. Yunnan liegt im Südwesten meines Landes, näher am tropischen Indischen Ozean und der Bucht von Bengalen. Der wichtigste Wasserdampfkanal für Sommerniederschläge ist daher der Wasserdampftransport durch den Südwestmonsun. Das ausgeprägte Monsunklima bestimmt die ausgeprägten Trocken- und Regenzeiten. Die Niederschläge in der Regenzeit (Mai-Oktober) machen mehr als 80 % des jährlichen Niederschlags aus, der anfällig für Überschwemmungen ist. Die Niederschläge in der Trockenzeit (November bis April des Folgejahres) betragen lediglich 20 %, sodass es im Winter und Frühjahr zu aufeinanderfolgenden Dürren kommen kann.

Schematische Darstellung der Monsunregen, die mein Land betreffen (Fotoquelle: China Meteorological News Agency)

Warum können wir dich nicht behalten, Regen in Yunnan?

An diesem Punkt möchten Sie vielleicht fragen: Wenn es in der Regenzeit reichlich Niederschlag gibt, warum spart man den Niederschlag nicht für die Trockenzeit auf?

Dies liegt daran, dass es in Yunnan unter normalen Umständen zwar keinen Regenmangel gibt, der Regen dort aber nicht gespeichert werden kann. Unter der einzigartigen Karstlandschaft von Yunnan erstreckt sich das Karstgebiet der Provinz über 110.000 Quadratkilometer. Wie das Sprichwort sagt: „Die Menschen gehen in die Höhe, das Wasser fließt in die Tiefe.“ Der Großteil der Niederschläge fließt hier unbemerkt durch den unterirdischen Abfluss ab und kann während der Trockenzeit nicht „das Leben verlängern“.

(Karstlandschaft des Yunnan-Steinwalds, Bildquelle: pixabay)

Gleichzeitig macht das Berggebiet aufgrund seiner Lage auf dem Yunnan-Guizhou-Plateau 88,64 % der Gesamtfläche der Provinz aus. Das Gelände von Yunnan ist zerklüftet, mit Hochgebieten im Norden und Tieflandgebieten im Süden. In diesem besonderen bergigen Plateaugelände besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit für die Bildung eines „Föhneffekts“.

Im Sommer bringt der Südwestmonsun warme und feuchte Luft vom Indischen Ozean und der Meng-Bucht und rückt mit voller Geschwindigkeit vor. Wenn der Regen auf die Berge trifft, die im Westen von Yunnan eine Straßensperre bilden und ungefähr in Nord-Süd-Richtung verlaufen, wird er zum Aufsteigen und Abkühlen gezwungen, und der Wasserdampf kondensiert zu Regen und fällt herab. Nachdem er schließlich die Berge überquert hatte, verlor er unterwegs Wasser. Selbst wenn es gelingt, die Berge zu überqueren und das „Bazi-Gebiet (lokales Tiefland, das nur 6 % der Landesfläche der Provinz ausmacht)“ zu erreichen, wo zwei Drittel der Bevölkerung konzentriert sind, hat die warme und feuchte Luft mit abnehmender Dynamik ihre Fähigkeit, „Wind und Regen herbeizurufen“, abgeschwächt und ist trocken und heiß geworden.

Gerade aufgrund der extrem ungleichmäßigen Niederschlagsverteilung ist zwar viel Niederschlag vorhanden, davon kann aber nur wenig genutzt werden. Angesichts der eifrigen Blicke in der „Blumenstadt“ kann der Wasserdampf nur seufzen und auf die „Berge“ blicken.

Die meisten Seen, die gut Wasser speichern können, liegen in tiefer gelegenen Gebieten. Es ist eine enorme (und teure) Herausforderung, die Wasserressourcen hier in höhere Lagen zu verlagern.

Unter dem synergistischen Effekt der saisonalen Dürre, die durch das Monsunklima und die besondere Topographie verursacht wird, ist das Wasser in Yunnan wie ein Teenager, der weniger isst und mehr Sport treibt, um Gewicht zu verlieren, und der schnell „abnimmt“.

Gerade weil es nicht möglich ist, „herüberzukommen“ und „zu bleiben“, „nass und trocken“ zu sein, ist Yunnan zu einer der am stärksten von Dürre betroffenen Regionen Chinas geworden. Es heißt, dass es „in neun von zehn Jahren Dürren gibt“.

Einer der Hauptverursacher der Dürre: El Niño

Man geht allgemein davon aus, dass die diesjährige Dürre in Yunnan eng mit den Klimaanomalien zusammenhängt. Wenn wir über die Ursachen des anormalen Klimas sprechen, müssen wir das El Niño-Phänomen im Jahr 2019 erwähnen.

Was ist El Niño? Von einem El Niño-Ereignis wird dann ausgegangen, wenn die Meerestemperaturen in den tropischen Ozeanen des zentralen und östlichen Pazifiks ungewöhnlich und dauerhaft warm werden.

Wir wissen, dass hohe Temperaturen und geringe Niederschläge die direkten Ursachen für Dürre sind. Der wärmere zentrale und östliche Pazifik wurde durch den El Niño-Effekt beeinflusst und hat dazu geführt, dass sich das subtropische Hochdruckgebiet stärker und weiter nach Süden und Westen verlagert hat. Im Winter und Frühling ist die kalte Luft, die aus höheren Breitengraden nach Süden zieht, nicht so stark wie die subtropische Hochebene, was zu allgemein höheren Temperaturen in Yunnan führt. Seit März 2019 ist die Durchschnittstemperatur in der Provinz den ganzen Winter über 4–5 °C höher als üblich. In Süd-Yunnan begann der Sommer dieses Jahres im Februar als erstes.

(Fotoquelle: China Weather Weibo)

Der Wasserdampftransport ist eine der Voraussetzungen für Niederschlag. Wenn El Niño auftritt, wird der tropische Nordwestpazifik, der die wichtigste Brücke für seinen Einfluss auf das ostasiatische Klima darstellt, von ungewöhnlich hohem Druck beherrscht. Die daraus resultierende antizyklonische Zirkulation verhindert, dass Wasserdampf aus der Bucht von Bengalen Yunnan erreicht, wodurch dieser in großen Mengen nach Südchina und in die südöstlichen Küstengebiete strömt. Gleichzeitig wird der kältere Westpazifik die atmosphärische Aktivität in den niedrigen Breitengraden abschwächen, die Kraft der kalten Luft verringern, das südliche Trogarm schwächen und den Südwestwind vor dem Trog abschwächen. Ohne die Hilfe des Windes wird der Wasserdampftransportkanal auf natürliche Weise beeinträchtigt und verliert seine Vitalität, und die Wasserdampfversorgung von Yunnan nimmt auf natürliche Weise ab.

Schematische Darstellung des El-Niño-Phänomens (Quelle: Sohu.com)

Gleichzeitig hat die durch die Erwärmung des tropischen Pazifiks und des Indischen Ozeans verursachte anormale Zirkulation dazu geführt, dass der östliche Teil des Plateaus von abwärts gerichteten Luftströmungen kontrolliert wird. Diese Konfiguration aus Konvergenz auf hohem Niveau und Divergenz auf niedrigem Niveau erschwert die Niederschlagsbildung und führt auch dazu, dass sich Wasserdampf von Yunnan wegbewegt, wie „verstreute Blumen vom Himmel“.

Seit Februar letzten Jahres betrug der durchschnittliche Gesamtniederschlag in der Provinz Yunnan 915,5 mm, 18,8 % weniger als im gleichen Zeitraum des Vorjahres und der drittniedrigste Wert im gleichen Zeitraum in der Geschichte (Datenquelle: Meteorologisches Amt der Provinz Yunnan).

Die anhaltend hohen Temperaturen und die deutlich geringen Niederschläge führten zum Ausbruch der diesjährigen schweren Dürre. Natürlich hat der Autor hier nur die qualitativen Ergebnisse diskutiert. Welche physikalischen Mechanismen die Dürre dieses Jahr verursacht haben, wird meines Erachtens in Zukunft genauer erforscht werden.

Welche anderen Klimaanomalien sind für die Dürre in Yunnan verantwortlich?

El Niño spielte bei der Dürre in Yunnan eine wichtige Rolle. Die schwere Dürre in den Jahren 2009 und 2010 wurde durch das El Niño-Phänomen vom Modoki-Typ (d. h. eine Erwärmung der tropischen Zentralpazifiks) verursacht. Das El Niño-Ereignis von 2014 bis 2016 führte im Frühsommer 2015 auch in Yunnan zu extrem hohen Temperaturen und Dürre.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass El Niño allein für die Dürre in Yunnan verantwortlich ist.

Die Sommerdürre 2006 war hauptsächlich auf die Verstärkung des subtropischen Hochs im Westpazifik und die Verringerung der Schneedecke auf dem Qinghai-Tibet-Plateau im vorangegangenen Winter zurückzuführen. Die Dürreperioden im Herbst, Winter und Frühjahr 2012–2013 wurden durch das La-Niña-Ereignis verursacht. Auf der Grundlage früherer Studien haben der assoziierte Forscher Wang Lin vom Institut für Atmosphärenphysik und seine Mitarbeiter alle Faktoren zusammengefasst, die die Dürre im Südwesten meines Landes beeinflussen können. Dazu zählen Zirkulationsanomalien im tropischen Westpazifik, im Golf von Bengalen, auf der Indochinesischen Halbinsel und im östlichen tibetischen Plateau, Anomalien der Divergenz des Wasserdampftransportflusses, Anomalien der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Indischen Ozean und Anomalien der Arktischen Oszillation (AO).

Schematische Darstellung wichtiger Kandidatengebiete, die Einfluss auf die Dürrebildung im Südwesten Chinas haben könnten. Die gelbe Linie stellt die Grenze Chinas dar, während der rote Kasten die südwestliche Region Chinas darstellt. TNWP steht für Tropical Northwest Pacific und ENSO, WPSH und AO stehen für El Niño-Southern Oscillation, Western Pacific Subtropical High und Arctic Oscillation. (Bildquelle: Referenz 2)

Aufgrund der komplexen Wechselwirkungen zwischen Land und Meer gibt es kein einfaches „1+1=2“-Deduktionsmodell zwischen ihnen. Aufgrund der starken Nichtlinearität bestehen bei der Untersuchung der Dürrerückkopplung in Yunnan aufgrund der Kopplung des Ozeans und der damit verbundenen atmosphärischen Zirkulation noch immer große Unsicherheiten. Obwohl man sich über die Variabilität der Dürre in Yunnan in unterschiedlichen Zeiträumen im Klaren ist, besteht kein Konsens über die möglichen Einflussmechanismen und es bedarf noch weiterer Forschung.

Vergleicht man Linearität mit einer geraden Linie, ist Nichtlinearität wie dieser Fadenknäuel. Wir kennen den Anfang und das Ende, aber es ist schwer zu sagen, was in der Mitte passiert ist (Bildquelle: dreamstime)

Wer ist außer dem Klima noch schuld?

Es ist nicht nur das Klima, das die Dürre in Yunnan verursacht. Auch der Rückgang hochwertiger Wälder ist schuld. (Bitte klicken Sie auf: Was verursacht großflächiges Waldsterben, Sie werden einen wahren Teufelskreis entdecken)

Die einzigartige Boden- und Wasserschutzfunktion der Vegetationsdecke spielt eine wichtige Rolle bei der Wechselwirkung zwischen Land und Atmosphäre und hat eine Rückkopplungswirkung auf den Niederschlag.

Die frühen umfangreichen Wirtschaftsaktivitäten Yunnans führten zu einer Verschlechterung der Vegetation, Abholzung der Wälder, Bodenerosion und einem übermäßigen Verbrauch der Wasserressourcen in der Provinz. Dank der Bemühungen der gesamten Provinz hat sich die Vegetationsbedeckung in Yunnan in den letzten Jahren verbessert und dürfte einen Sprung von 24,9 % im Jahr 1975 auf (voraussichtlich) 60 % im Jahr 2020 machen.

Die Entwicklung der Vegetationsbedeckung in der Provinz Yunnan von 2001 bis 2016, wobei Rot eine Abnahme und Grün eine Zunahme darstellt (Bildquelle: Referenz 10)

Aufgrund von Faktoren wie einer ungünstigen Bestandsstruktur, einem großen Anteil künstlicher Wälder und vielen fast ausgewachsenen Wäldern ist die Qualität der Waldressourcen hier jedoch nicht hoch. Im Interesse der wirtschaftlichen Entwicklung kommt es immer wieder zu Abholzungen und Teeanbau in Naturschutzgebieten, die zu ökologischen Schäden führen. Zudem werden Wälder durch Wirtschaftswälder ersetzt. Studien haben ergeben, dass die schnelle Ausbreitung des Kautschukanbaus in Xishuangbanna die Versauerung der Böden beschleunigt hat, was zu einer Reihe ökologischer Probleme führen wird, etwa zu einer erheblichen Verringerung der Fläche des tropischen Regenwalds und einer Verringerung der Wasserspeicherkapazität. Die Ausbreitung der „grünen Wüste“ wird unweigerlich eine große Bedrohung für die umgebende Ökologie darstellen.

Veränderungen der Vegetationsbedeckung der tropischen Regenwälder in Xishuangbanna zwischen 1980 und 2016 (Bildquelle: Earth Quantum)

Darüber hinaus wird die Zerstörung der Wälder in den Ländern oder Regionen rund um Yunnan (wie Thailand und Laos) den „Ruheplatz“ entlang des Weges des Wasserdampfs des Sommermonsuns in Yunnan schädigen und so zu weiterer Dürre in Yunnan führen.

Ohne die unberührten Wälder, die Kondensationskerne für Wasserdampf produzieren und Wasserdampf speichern, um die Wasserressourcen zu schonen, kann sich Yunnan, das seine Waldniederschläge verloren hat, nur auf „Gottes Geschenk“ verlassen.

Yunnan leidet seit langem unter Dürre. Wird es in Zukunft besser?

Wie bereits erwähnt, ist 2020 nicht der Beginn der Dürre in Yunnan.

In den letzten zehn Jahren wurde Yunnan jedes Jahr von einer Dürre heimgesucht. Im Mai letzten Jahres wies China Weather darauf hin, dass das Wetter und Klima in Yunnan seit 2019 zwei Merkmale aufweist: Erstens sind die Temperaturen im Winter, Frühling und Frühsommer weiterhin hoch; Zweitens gab es im Frühsommer deutlich weniger Niederschläge und es herrschte eine ausgeprägte Dürre. In der Provinz (die von 60 % der Stationen markiert wurde) begann die Regenzeit am 24. Juni, 29 Tage später als üblich, und erreichte damit einen Rekordwert.

Aufgrund der geringen Niederschläge in der Regenzeit war es schwierig, die Dürre im Jahr 2019 zu lindern. Die Wasserreserven Yunnans waren aufgebraucht, sodass die negativen Auswirkungen der Dürre „still“ zunahmen. Bis 2020 stieg der Wasserverbrauch in der landwirtschaftlichen Frühjahrsproduktion stark an, die Niederschläge gingen deutlich zurück und die Wasserressourcen waren von Natur aus „knapp“.

Ergebnisse der umfassenden Dürreüberwachung vom 20. April 2020 (Bildquelle: China Climate Center)

Die gute Nachricht ist, dass die Niederschläge in Yunnan ab dem 25. April deutlich zugenommen haben. Der Frühling ist jedoch eine Trockenzeit. Selbst wenn es kurzzeitig zu großflächigen Starkregenfällen kommt, wird die Dürre in Yunnan kurzfristig nur schwer in den Griff zu bekommen sein. Die Dürre könnte sich noch weiter verschärfen und bis zum Beginn der frühsommerlichen Regenzeit andauern.

Der assoziierte Forscher Wang Lin und seine Mitarbeiter bewerteten die möglichen zukünftigen Veränderungen der Dürre im Südwesten meines Landes auf Grundlage des CMIP5-Rahmens und kamen zu dem Schluss, dass das Dürrerisiko in der Region fast doppelt so hoch ist wie in anderen Teilen des Landes. Allerdings wurde in der Studie auch darauf hingewiesen, dass aktuelle Klimamodelle nicht gleichzeitig Ort und Intensität von Temperaturanomalien und Zirkulationsanomalien des Meeres erfassen können. Dies erschwert die Entwicklung einer effektiven Vorhersagemethode und führt dazu, dass die Vorhersageergebnisse möglicherweise ungenau sind.

Obwohl das Klima unvorhersehbar ist, hat die meteorologische Gemeinschaft ihre Forschung nicht eingestellt. Doch eines können wir sicher sein: Nur wenn wir den Ausbau der Infrastruktur vorantreiben, den gravierenden Wassermangel, der in manchen Gebieten durch die extrem ungleichmäßige zeitliche und räumliche Verteilung der Niederschläge entsteht, lindern, die Erschließung und Nutzung der Wasserressourcen steigern und die Wüstenflächen verringern, können wir die Gefahr schwerer Dürren eindämmen.

Gleichzeitig müssen wir den Schutz und die Bewirtschaftung der Waldressourcen weiter verstärken, an der Priorität der ökologischen Entwicklung festhalten und karge Wälder in grüne Wälder umwandeln, damit Yunnan auch in Zukunft Wasser speichern kann. Nur wenn Dürreperioden frühzeitig vorhergesagt und erkannt werden, können Präventions- und Hilfsmaßnahmen rechtzeitiger und wirksamer ergriffen werden.

Vor dem Hintergrund der globalen Erwärmung sind lokale extreme Klimaereignisse wie die Dürre in Yunnan nicht die ersten und werden auch nicht die letzten sein. Das Klima kann zur Entstehung des wunderschönen „Südens der bunten Wolken“ beitragen, es kann jedoch auch dessen schöne Berge und Flüsse schwer schädigen. Die Klimaforschung erklärt zwar, warum Yunnan austrocknet, kann aber keine Antwort darauf geben, wann die Austrocknung aufhören wird. Es besteht die Hoffnung, dass durch die gemeinsamen Anstrengungen von Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit bald wieder ein Planet entstehen kann, der nicht länger „extrem“ ist.

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