Originalpublikation

Wang, G.; Dillon, Michael E.
Recent geographic convergence in diurnal and annual temperature cycling flattens global thermal profiles.

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Klimaforschung

Klimawandel erhöht Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht

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Der Klimawandel hat bekanntermaßen die Durchschnittstemperaturen auf der Erde erhöht. Ob auch die Temperaturunterschiede größer werden, ist dagegen noch unbekannt. George Wang vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen zufolge nähern sich weltweit die Unterschiede zwischen Tages- und Nachttemperaturen rapide den jährlichen Unterschieden zwischen Sommer- und Wintertemperaturen an. Gemäßigte Klimaregionen der Erde werden dadurch den Tropen immer ähnlicher. Dies könnte erhebliche Auswirkungen auf die Landwirtschaft oder die Ausbreitung von Krankheiten und Schädlingen haben.

Erst vor kurzem versuchten Wissenschaftler und Politiker auf der UN-Weltklimakonferenz in New York notwendige Maßnahmen zu treffen, um die Erde vor einem dramatischen Klimawandel zu schützen. Eine steigende Durchschnittstemperatur wird voraussichtlich einen Anstieg des Meeresspiegels und damit Überflutungen verursachen. Insbesondere küstennahe Regionen sind gefährdet.

Pflanzen in gemäßigten Zonen haben sich darauf eingestellt, die Temperatur als Indikator der Jahreszeit zu nutzen. So wissen sie, wann sie Blüten und Früchte produzieren müssen. Wenn die täglichen Temperaturzyklen extremer werden, wird es für Pflanzen schwieriger, sich den Jahreszeiten angemessen zu verhalten. Pflanzen könnten daher zu früh oder zu spät blühen, und so könnte es Jahre geben, in denen es keine Früchte gibt. Größere Unterschiede zwischen Tag- und Nachttemperaturen könnten aber auch dazu führen, dass Insekten in nichttropischen Regionen länger überleben. Dadurch könnten sich Schädlinge und Krankheitserreger, die von Insekten übertragen werden, in Regionen ausbreiten, in denen sie bisher nicht vorkommen.

Zusammen mit seinem Partner Michael Dillon von der Universität von Wyoming, USA, hat George Wang am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie zunächst die globale, räumliche Schwankung der mittleren Temperatur und des Temperaturzyklus abgeschätzt. Dafür haben sie mehr als eine Milliarde Temperaturmessungen zwischen 1926 und 2009 von 7.906 Wetterstationen analysiert. Die Analyse der monatlichen und jährlichen Temperaturextrema zeigt auf, dass seit 1950 die Tages- und Jahrestieftemperaturen, und die entsprechenden Höchsttemperaturen weltweit gestiegen sind. Die Wissenschaftler schätzten dann die globalen Änderungen der Beträge der Tages- und Jahrestemperaturzyklen zwischen 1975 und 2013 ab.

Die Forschung war so rechenintensiv, dass die Forscher Computerzentren auf zwei Kontinenten verwenden mussten. Sie benutzten darüber hinaus eine neue mathematische Methode, um die Temperaturänderung von Tag zu Nacht und von Sommer zu Winter zu analysieren und charakterisierten damit die Temperaturvariabilität weltweit.

Demnach waren die Änderungen an Orten am dramatischsten, die den Polen am nächsten sind und weit von Meeren entfernt liegen. „Lebewesen sind hier also inzwischen innerhalb weniger Tage viel höheren Temperaturunterschieden ausgesetzt. Diese Muster sind in Kanada und Russland am stärksten ausgeprägt, aber man findet sie auch in Deutschland“, erklärt Wang. „In Wiesbaden beispielsweise betrug im Jahr 1992 der durchschnittliche Unterschied zwischen Tag und Nacht 1,2 Grad, während der mittlere Unterschied zwischen Sommer und Winter 24,8 Grad betrug. Im Jahr 2012 lag der Tag/Nacht-Zyklus bei 5,2 Grad, der Sommer/Winter-Zyklus bei 18,9 Grad. Die Tagestemperaturen schwanken also heute stärker, die Temperaturen im Jahresverlauf sind dagegen nahezu konstant geblieben. Im Vergleich dazu beträgt der Tag/Nacht-Unterschied auf Las Palmas auf den Kanarischen Inseln 4,3 Grad und der Sommer/Winter-Unterschied 6,7 Grad. Er hat sich nicht sehr stark verändert.“

Die täglichen Temperaturschwankungen – also die Maximalwerte am Tag und die Minimalwerte in der Nacht – sind der Studie nach an den Polen am geringsten. Relativ klein sind sie auch in der Nähe von großen Gewässern und auf geringen Höhen. Die jährlichen Temperaturwechsel wiederum sind in den Tropen am kleinsten und steigen zu den Polen hin an. „In Temperaturzonen, die bislang relativ zu den Jahresschwankungen geringere Tagesunterschiede aufwiesen, haben sich die jahreszeitlichen Änderungen in den letzten 30 bis 40 Jahren nicht geändert“, erläutert Michael Dillon. „Aber die Tagesschwankungen sind beträchtlich gewachsen. Wenn aber die Jahresvariabilität konstant ist und die Tagestemperaturen ansteigen, werden Gebiete außerhalb der Tropen tropischer werden.“

Die Ergebnisse zeigen, dass kein Ort vor dem Klimawandel sicher ist. „Die meisten Menschen sind zu Recht über den Anstieg des Meeresspiegels besorgt, glauben aber, dass sie davon nicht betroffen sind, wenn sie nicht in Meeresnähe leben. Unsere Arbeit zeigt, dass Regionen, die weit von den Meeren entfernt sind, die größte tägliche und jahreszeitliche Temperaturvariabilität haben werden, weil sie weit entfernt sind von den Pufferwirkungen der Ozeane“, sagt Wang. Das wird somit Auswirkungen in der Landwirtschaft haben, weil es die Ernten beeinträchtigen wird, aber auch die Ausbreitung von Parasiten und Krankheiten wird sich ändern.

NW/HR

 
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