Niederschlag in China
Im Nordosten Chinas fallen während der Sommermonate 80–90 % der jährlichen Niederschläge in Form heftiger Regengüsse.

Blütenstaub erzählt Monsungeschichte


Mithilfe fossiler Pollenkörner aus Seesedimenten des Longgang-Vulkanfelds in Nordostchina rekonstruieren Wissenschaftler die Klimaänderungen und deren Auswirkungen auf die Geo- und Biosphäre von der letzten Eiszeit bis heute.

Der asiatische Monsun, ein regionaler Akteur mit weltweiten Auswirkungen

In China prägen indischer und ostasiatischer Sommermonsun in weiten Teilen des Landes den jährlichen Witterungsverlauf. Hervorgerufen wird der Monsun durch jahreszeitliche Temperaturunterschiede zwischen der asiatischen Landmasse und dem Ozean. Damit verbunden ist die Ausbildung entsprechender Hoch- und Tiefdruckgebiete, die wiederum einen halbjährlichen Wechsel der vorherrschenden Windrichtung bedingen. Im Winter strömen kalte trockene Winde aus dem stabilen Kältehoch über Zentralsibirien nach China. Während der Sommermonate werden dagegen mit Feuchtigkeit beladene ozeanische Luftmassen nordwärts transportiert. Im Normalfall sind die Niederschläge, die sie über das bevölkerungsreiche Land bringen, eine verlässliche Größe für Ökosysteme und Wirtschaft. Trotz des regelmäßig wirkenden Antriebsmechanismus sind aber die sommerlichen Regenmengen nicht immer und überall konstant. Ist der Monsun schwach, kommt es regional zu Dürreperioden, fällt er übermäßig stark aus, richten Überschwemmungen Zerstörungen an. Da der Monsun Teil des weltweiten Klimasystems ist, hat seine jeweilige Stärke jedoch nicht nur für die betroffenen Regionen und deren Bevölkerung Bedeutung. Die genaue Kenntnis der  Monsundynamik trägt entscheidend dazu bei, Steuerungsmechanismen des globalen Klimageschehens zu verstehen.

Bohrungen auf Schiff
In Kooperation mit dem Deutschen Geoforschungszentrum Potsdam und der Chinesischen Akademie für Wissenschaften entnahmen wir im Sihailongwan kurze Bohrkerne, um die jüngsten, noch unverfestigten Sedimente detailliert zu untersuchen

Lesen im Paläoklimaarchiv

Mit paläoklimatologischen Untersuchungen lässt sich die natürliche Variabilität des asiatischen Monsuns bis weit vor den Beginn der systematischen Erfassung von Wetter- und Klimadaten zurückverfolgen. Reichlich neue Daten liefern fossile Pollenkörner, die sich am Grund des nordostchinesischen Sihailongwan-Maarsees Jahr für Jahr abgelagert haben. Da die Waldvegetation in dessen Umgebung bis in die jüngste Vergangenheit vom Menschen weitgehend unbeeinflusst war, zeichnen die vegetationsgeschichtlichen Daten aus den Bohrkernen hauptsächlich natürliche Klimaänderungen nach. So ließen sich anhand der fossilen Pollenflora markante Vegetationsveränderungen während des Holozäns – so wird unsere heutige Warmzeit genannt – nachweisen. Eine quantitative Auswertung der Daten ergab, dass nach dem Ende der letzten Eiszeit in Nordostchina wohl 3–5 °C höhere Sommertemperaturen geherrscht haben als heute. Vor 3500 Jahren gingen diese dann schrittweise zurück. Demgegenüber nahm die Regenmenge nach der letzten Eiszeit im Gebiet eher langsam zu, bis sie vor etwa 4000 Jahren ihr holozänes Maximum erreicht und sich danach auf heutigem Niveau eingependelt hat. Auch auf kürzeren Zeitskalen zeugen abrupte Wechsel in der Vegetation von Klimaänderungen. Besonders markant tritt ein Zyklus von etwa 500 Jahren in Erscheinung. Das heißt, auch im klimatisch eher stabilen Holozän ist eine signifikante Dynamik des Monsunklimas zu verzeichnen.

Der Klimamator im Nordosten Chinas

Dank der wachsenden Zahl verschiedener Paläoklimadaten kristallisiert sich ein immer genaueres Bild der Monsunevolution heraus. So bringt ein
Vergleich der neuen Ergebnisse aus Nordostchina mit anderen chinesischen Paläoklimaarchiven regionale Unterschiede der Niederschlagsentwicklung
ans Licht, die sich mit einer Nordwärtsverlagerung der Sommermonsunfront im Laufe des frühen und mittleren Holozäns erklären lassen. Auch scheint der nordhemisphärische Westwindgürtel im frühen Holozän das Klima in Nordostchina mitbeeinflusst zu haben. Als Ursachen für die langfristigen natürlichen Veränderungen im ostasiatischen Monsunsystem kommen mehrere Antriebskräfte infrage. Dazu gehören neben der variierenden Erdachsenneigung Änderungen im gekoppelten Ozean-Atmosphäre-System. Eine entscheidende Rolle könnte dabei der Meereisdecke im Nordwestpazifik zukommen.
Überdies wurden auffällige Parallelen zwischen dem rekonstruierten Niederschlagstrend in Nordostchina und den Meeresoberflächentemperaturen
im subtropischen Westpazifik festgestellt. Wie sich der Monsun in der Zukunft, besonders im Hinblick auf den anthropogenen Klimawandel verhalten wird, lässt sich mithilfe von Modellen simulieren. Ob deren Szenarien allerdings als realistisch einzustufen sind, verrät vor allem der Blick ins Paläoklimaarchiv.

Autorin

Martina Stebich Team Quartärpaläontologie Weimar
Dr. Martina Stebich
studierte Biologie an der Universität Leipzig und promovierte anschließend an der Universität Bonn im Fach Botanik. Seit dem Jahr 2000 arbeitet sie als Palynologin an der Senckenberg Forschungsstation für Quartärpaläontologie in Weimar. Dort leitet sie die Sektion Quartäre Mikrofloren. Ihr Forschungsinteresse gilt vor allem den dramatischen Klimaänderungen während des Eiszeitalters sowie deren Auswirkungen auf die Pflanzenwelt in Europa und in den asiatischen Monsungebieten.

Forschungsinteressen

  • Vegetationsdynamik und Klimavariabilität im Quartär
  • Biostratigraphie
  • Palynologische Hochauflösungsstudien an jahreszeitlich geschichteten Seesedimenten
  • Quantitative Klimarekonstruktionen
  • Blühverhalten und Pollenniederschlag rezenter Gehölze

Abteilung Quartärpaläontologie | Sektion Quartäre Mikrofloren

Curriculum vitae

1970
geboren in Großenhain

1990-1995
Studium der Biologie mit den Schwerpunkten Spezielle Botanik, Pflanzenphysiologie, Ökologie und Geologie an der Universität Leipzig

1995
Diplomarbeit: Beiträge zur Vegetationsgeschichte des Georgenfelder Hochmoores

1995-2000
wissenschaftliche Mitarbeiterin/Promotionsstudium am Institut für Paläontologie der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, angestellt im Rahmen des Schwerpunktprogrammes der DFG „Wandel der Geo-Biosphäre“

1999
Promotion: Palynologische Untersuchungen zur Vegetationsgeschichte des Weichsel-Spätglazial und Frühholozän an jährlich geschichteten Sedimenten des Meerfelder Maares (Eifel)

seit 2000
Leiterin der Sektion Quartäre Mikrofloren an der Senckenberg Forschungsstation für Quartärpaläontologie in Weimar

Wissenschaftliche Publikationen

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Populärwissenschaftliche Beiträge

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STEBICH, M. (2002): Armleuchteralgen – filigrane Gesteinsbildner in Karstgewässern. – Natur und Museum 132 (6): 220-221.

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