Very Wet Day Precipitation (R95p) Projections under 1.5°C, 2°C, and 3°C Global Warming Levels: A CMIP6 Multi-Model Analysis for the Rapti River Basin

Regen fällt nicht gleichmäßig. In vielen Teilen der Welt, insbesondere in jenen, die vom Monsun abhängig sind, ist die gesamte Regenmenge eines Jahres weniger entscheidend als die Art und Weise, wie dieser Regen abgeliefert wird. Ein sanfter Nieselregen über einen Monat hinweg ermöglicht es dem Boden, aufzusaugen, und den Flüssen, stetig zu fließen. Doch wenn dieselbe Wassermenge in wenigen heftigen Ausbrüchen eintrifft, kann der Boden sie nicht aufnehmen, und das Ergebnis ist eine Überschwemmung. Da sich der Planet erwärmt, kann die Atmosphäre mehr Feuchtigkeit halten, und die Physik schreibt vor, dass dieses zusätzliche Wasser dazu neigt, sich in weniger, aber dafür intensiveren Stürmen zu konzentrieren. Wissenschaftler bezeichnen die Tage mit den schwersten Niederschlägen als „sehr nasse Tage“ und messen die gesamte Regenmenge, die an diesen spezifischen Tagen fällt, um zu verstehen, wie viel des jährlichen Wassers einer Region aus diesen gefährlichen Extremen stammt. Dies ist nicht nur eine Frage der Wetterstatistik; es ist eine Frage des Überlebens für Millionen von Menschen, die in Flussbecken leben, in denen eine einzige Woche mit schwerem Regen das Schicksal einer Ernte oder einer Stadt bestimmen kann.

Forscher wandten ihre Aufmerksamkeit kürzlich dem Rapti-Flussbecken zu, einer Region, die die Grenze zwischen Indien und Nepal überspannt und acht bis zehn Millionen Menschen ernährt. Dieses Gebiet ist bereits anfällig für Überschwemmungen, mit einer Geschichte katastrophaler Überflutungen nach nur wenigen Tagen außergewöhnlich schweren Regens. Um zu verstehen, was die Zukunft bringt, nutzte ein Team von Wissenschaftlern fortschrittliche Computermodelle, um das Klima unter drei verschiedenen globalen Erwärmungsszenarien zu simulieren: 1,5 Grad Celsius, 2 Grad Celsius und 3 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau. Dies sind die spezifischen Temperaturziele und Grenzwerte, die in internationalen Klimaverträgen diskutiert werden. Das Team betrachtete nicht den durchschnittlichen Regen für das ganze Jahr; stattdessen konzentrierte es sich ausschließlich auf die „sehr nassen Tage“ und berechnete die gesamte Regenmenge, die an den obersten fünf Prozent der nassesten Tage eines Jahres fällt. Sie führten diese Simulationen mit vier der anspruchsvollsten verfügbaren Klimamodelle durch, die jeweils von verschiedenen Forschungsinstituten weltweit entwickelt wurden, um zu sehen, wie sich die Intensität dieser Extremereignisse verändern könnte, wenn die Welt heißer wird.

Die Ergebnisse zeichnen das Bild einer Zukunft, in der der gefährlichste Regen deutlich intensiver wird, wobei die genaue Menge stark davon abhängt, welches Modell verwendet wird. In den Simulationen steigt die Menge des Regens, der an diesen sehr nassen Tagen fällt, mit steigender globaler Temperatur an. Bei einem Erwärmungsniveau von 1,5 Grad deuten die Modelle darauf an, dass der Gesamtregen aus diesen Extremtagen zwischen 800 und 2.200 Millimetern über das gesamte Becken verteilt sein könnte. Wenn die Erwärmung 2 Grad erreicht, steigt dieser Wert auf zwischen 900 und 2.600 Millimeter an. Bis die Erwärmung 3 Grad erreicht, zeigen die Projektionen einen weiteren Sprung, wobei einige Modelle Gesamtmengen von bis zu 2.800 Millimetern allein durch diese wenigen intensiven Tage vorhersagen. Ein spezifisches Modell, das komplexe Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Atmosphäre beinhaltet, projizierte konsistent die höchsten Regenmengen und deutet darauf hin, dass die sehr nassen Tage in einem 3-Grad-Szenario nahezu 2.000 Millimeter Wasser in einem einzigen Jahr beitragen könnten. Dies ist eine erschütternde Wassermenge, die vergleichbar mit oder sogar höher als der gesamte Jahresniederschlag einiger Teile des Beckens ist – geliefert in nur wenigen Tagen.

Die Studie identifizierte auch einen kritischen Wendepunkt in der Wahrnehmbarkeit dieser Veränderungen. Bei einem Erwärmungsniveau von 1,5 Grad zeigten die Modelle gemischte Signale, wobei einige eine Zunahme des Extremregens suggerierten und andere keinen klaren Trend oder sogar eine leichte Abnahme aufzeigten. Die Veränderungen waren nicht stark genug, um von den natürlichen Schwankungen des Wetters unterschieden werden zu können. Doch sobald die Simulationen die 2-Grad-Schwelle erreichten, änderte sich das Bild. Drei von vier Modellen zeigten einen klaren, statistisch signifikanten Anstieg der Intensität dieser sehr nassen Tage. Dies deutet darauf hin, dass 2 Grad eine Schwelle sind, an der der Einfluss der menschengemachten Erwärmung auf den extremen Niederschlag unbestreitbar wird und über das Rauschen der natürlichen Variabilität hinausgeht. Die Forscher fanden heraus, dass das 1,5-Grad-Ziel der Unterschied sein könnte zwischen einer Zukunft, in der extremer Regen noch halbwegs unvorhersehbar ist, und einer, in der eine dramatische Intensivierung festgeschrieben ist.

Vielleicht ist der auffälligste Befund, wie ungleichmäßig diese Gefahr über die Landschaft verteilt ist. Die Simulationen enthüllten eine scharfe Trennung zwischen den nördlichen Hochlagen und den südlichen Ebenen. In den Bergregionen im Norden, wo die Luft durch das Gelände zum Aufsteigen gezwungen wird, wird voraussichtlich zwei- bis dreimal mehr Regen an diesen sehr nassen Tagen fallen als in den flachen südlichen Ebenen. Diese Lücke vergrößert sich, je heißer die Welt wird. Während die südlichen Gebiete immer noch erhöhten Risiken ausgesetzt sind, könnten die nördlichen Teilbecken Gesamtniederschläge von Extremtagen erleben, die weita viel höher sind, was völlig andere technische Lösungen für den Hochwasserschutz erfordert. Ein Deich oder ein Entwässerungssystem, das für die flachen Ebenen konzipiert wurde, wäre für die steilen, regengetränkten Hügel völlig unzureichend und umgekehrt. Die Studie argumenttiert, dass es nicht mehr ausreicht, das gesamte Flussbecken als eine einzige Einheit für die Planung zu behandeln; Anpassungsstrategien müssen auf diese spezifischen lokalen Realitäten zugeschnitten sein.

Für die Landwirte und Gemeinschaften, die im Rapti-Becken leben, bedeuten diese Erkenntnisse eine grundlegende Änderung in der Art und Weise, wie Wasser bewirtschaftet werden muss. Der Regen wird nicht nur schwerer; er wird konzentrierter. Anstatt einer stetigen Durchfeuchtung, die dem Pflanzenwachstum hilft, kommt das Wasser in überwältigenden Schüben, die Saatgut wegspülen, den Boden erodieren und Felder tagelang überfluten. Die Studie legt nahe, dass der Anteil des jährlichen Gesamtniederschlags, der aus diesen Extremtagen stammt, von heute etwa 35 bis 45 Prozent auf bis zu 50 bis 65 Prozent in einer 3-Grad-Welt ansteigen könnte. Das bedeutet, dass selbst wenn die gesamte Regenmenge gleich bleibt, die Art und Weise, wie sie fällt, zerstörerischer wird. Die Forscher betonen, dass sich die Modelle zwar uneinig über die exakten Zahlen sind, sie sich aber alle über die Richtung einig sind: Die Extreme werden schlimmer. Diese Unsicherheit bedeutet nicht Untätigkeit; vielmehr ruft sie nach flexiblen Strategien, die sich an das sich ändernde Klima anpassen können, wie etwa der Bau von Entwässerungssystemen, die erweitert werden können, und die Erstellung von Hochwasserplänen, die Szenarien vorbereiten, die weit über das hinausgehen, was die Geschichte je aufgezeichnet hat. Der Unterschied zwischen der Begrenzung der Erwärmung auf 1,5 Grad und dem Zulassen von 3 Grad ist nicht nur eine Zahl auf einem Thermometer; es ist der Unterschied zwischen einer handhabbaren Herausforderung und einem katastrophalen Hochwasserrisiko für Millionen von Menschen.