Fortschritte im Verständnis der großmaßstäblichen Reaktionen des Wasserkreislaufs auf den Klimawandel

Weltweit erklärt die Thermodynamik einen Anstieg des atmosphärischen Wasserdampfs mit einer Erwärmung von etwa 7 %/°C in der Nähe der Oberfläche. Im Gegensatz dazu sind globale Niederschläge und Verdunstung durch die Energiestrahlung der Erde darauf beschränkt, mit etwa 2-3 %/°C zuzunehmen. Diese Zunahmerate wird jedoch durch schnelle atmosphärische Anpassungen als Reaktion auf Treibhausgase und absorbierende Aerosole unterdrückt, die das atmosphärische Energiebudget direkt verändern. Schnelle Anpassungen an die Einflüsse, kühlende Effekte durch streuendes Aerosol und beobachtungsbedingte Unsicherheiten können erklären, warum die beobachteten globalen Niederschlagsreaktionen derzeit schwer zu erkennen sind, aber erwartet wird, dass sie sich zeigen und beschleunigen, während die Erwärmung zunimmt und der Aerosoleinfluss abnimmt. Es wird erwartet, dass Niederschlagszunahmen mit Erwärmung über Land geringer sind als über dem Ozean, da es Einschränkungen bei der Feuchtigkeitskonvergenz gibt, die durch Rückkopplungen verschärft und durch schnelle Anpassungen beeinflusst werden. Thermodynamische Zunahmen der atmosphärischen Feuchtigkeitsflüsse verstärken nasse und trockene Ereignisse und treiben eine Intensivierung der Niederschlagsextreme voran. Die Intensivierungsrate kann von einer einfachen thermodynamischen Reaktion abweichen, bedingt durch Rückkopplungsprozesse, die während von Stürmen und in größerem Maßstab auftreten, während Änderungen in der großflächigen Dynamik und den Einzugsgebietseigenschaften die Häufigkeit von Überschwemmungen als Reaktion auf Niederschlagszunahmen weiter modulieren. Änderungen der atmosphärischen Zirkulation als Reaktion auf die Strahlungsanregung und sich entwickelnde Muster der Oberflächentemperatur sind in der Lage, die Veränderungen des Wasserkreislaufs in einigen Regionen zu dominieren. Darüber hinaus ist der direkte Einfluss menschlicher Aktivitäten auf den Wasserkreislauf durch Wasserentnahme, Bewässerung und Landnutzungsänderungen bereits ein bedeutender Bestandteil der regionalen Wasserzyklusveränderungen und wird voraussichtlich an Bedeutung zunehmen, da die Wassernachfrage mit der globalen Bevölkerung wächst.