Risiken für Ernten: Globale Hitzewellen könnten mehrere Kornkammern der Welt gleichzeitig treffen

In einer neuen Studie in Nature Climate Change zeigen Kai Kornhuber vom Earth Institute in New York und ein internationales Team, wie spezifische Wellenmuster im Jetstream die Wahrscheinlichkeit gleichzeitig auftretender Hitzewellen in wichtigen Anbauregionen Nordamerikas, Westeuropas und Asiens stark erhöhen.

Ihre Forschungsergebnisse zeigen, dass diese gleichzeitigen Hitzewellen die Nahrungsmittelproduktion in diesen Regionen signifikant reduzieren können, was das Risiko mehrfacher Ernteausfälle und anderer weitreichender gesellschaftlicher Folgen nach sich zieht.

„Ein zwanzigfach erhöhtes Risiko“

„Wir haben eine bislang unterschätzte Anfälligkeit des Nahrungsmittelsystem entdeckt: Wenn diese Muster im Jetstream weltweit auftreten, haben wir ein zwanzigfach erhöhtes Risiko für gleichzeitige Hitzewellen in wichtigen Anbaugebieten“, sagte Kornhuber, der auch Gastwissenschaftler am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) ist. „Eigentlich ist die Zirkulation des Jetstream chaotisch, aber bei derartigen Ereignissen ergibt sich tatsächlich eine globale Ordnung.“

Der Westen Nordamerikas, Westeuropa und der Raum am Kaspischen Meer sind besonders anfällig für diese atmosphärischen Wellenmuster, die Hitzegebiete und Dürren an einem Ort festhalten – mit fatalen Folgen für die Ernteerträge. „Das Bedrohliche an diesen Mustern ist das zeitlich synchronisierte Auftreten von Extremen mit potentiellen Auswirkungen auf die globale Nahrungsmittelsicherheit“, so Kornhuber.

„Normalerweise geht man davon aus, dass geringe Ernteerträge in der einen Region durch gute Ernteerträge in einer anderen Region ausgeglichen werden. Aber diese planetaren Wellen können zu Ernteeinbußen in mehreren wichtigen Kornkammern gleichzeitig führen – mit entsprechenden Risiken für die globale Nahrungsmittelversorgung“, sagt Dim Coumou vom Institut für Umweltstudien der Freien Universität Amsterdam und dem PIK.

Auch nicht direkt betroffene Regionen könnten Preissteigerungen erleben

„Die Hitzewellen werden künftig durch die menschengemachte globale Erwärmung häufiger gleichzeitig verschiedene Gegenden über den Globus verteilt treffen, und sie werden auch noch heftiger werden“, fügt Jonathan Donges, Ko-Autor und Ko-Leiter des PIK FutureLabs 'Erdsystemresilienz im Anthropozän' hinzu. „Das wirkt sich unter Umständen nicht nur auf die Nahrungsmittelverfügbarkeit in den direkt betroffenen Regionen aus. Sogar entlegenere Regionen können in der Folge von Knappheiten und Preissteigerungen betroffen sein.“

„In Jahren, in denen dieses verstärkte Muster der planetaren Wellen in zwei oder mehr Sommerwochen zu beobachten war, sank die Getreideproduktion in einzelnen Regionen um mehr als 10% ab. Im Durchschnitt über alle betroffenen Anbaugebiete hinweg sank sie um 4% ab“, sagt Elisabeth Vogel, Ko-Autorin von der Melbourne University.

Radley Horton vom Lamont Doherty Earth Observatory der Columbia University fügt hinzu: „Wenn Klimamodelle nicht in der Lage sind, diese Wellenmuster abzubilden, können Risikomanager wie Rückversicherer und Ernährungssicherheitsexperten das nicht richtig in ihre Analysen der gleichzeitig auftretenden Hitzewellen und ihrer Auswirkungen in einem sich erwärmenden Klima einbeziehen.“ Künftige Forschung muss auch die Anfälligkeit der globalen Pflanzenproduktion und des internationalen Agrarhandels bei gleichzeitigen Extremwetterlagen in großen Anbauregionen untersuchen.

Kornhuber fasst zusammen, dass ein gründliches Verständnis der Faktoren, die dieses Jetstream-Verhalten antreiben, letztendlich die saisonalen Vorhersagen der landwirtschaftlichen Produktion auf globaler Ebene verbessern könnte, und ebenso die Risikobewertungen von Ernteausfällen über mehrere wichtige Anbauregionen hinweg.

Artikel: Kai Kornhuber, Dim Coumou, Elisabeth Vogel, Corey Lesk, Jonathan F. Donges, Jascha Lehmann, Radley Horton (2019): Amplified Rossby waves enhance risk of concurrent heatwaves in major breadbasket regions. Nature Climate Change [DOI 10.1038/s41558-019-0637-z]

Weblink zum Artikel nach Veröffentlichung: https://www.nature.com/articles/s41558-019-0637-z

Weblink zu einem Erklärvideo zu den Planetaren Wellen (auf Englisch): https://www.youtube.com/watch?v=MzW5Isbv2A0

Vorherige Forschungsarbeiten zum Phänomen der Planetaren Wellen von PIK-Forschenden:

Kai Kornhuber, Scott Osprey, Dim Coumou, Stefan Petri, Vladimir Petoukhov, Stefan Rahmstorf, Lesley Gray (2019): Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern. Environmental Research Letters, Volume 14, Number 5. [DOI: 10.1088/1748-9326/ab13bf] (unsere Pressemitteilung hier)

Michael E. Mann, Stefan Rahmstorf, Kai Kornhuber, Byron A. Steinman, Sonya K. Miller, Stefan Petri, Dim Coumou (2018): Projected changes in persistent extreme summer weather events: The role of quasi-resonant amplification. Science Advances, Vol. 4, no. 10 [DOI: 10.1126/sciadv.aat3272] (unsere Pressemitteilung hier)

Dim Coumou, Giorgia Di Capua, Steven Vavrus, L. Wang, S. Wang (2018): The influence of Arctic amplification on mid-latitude summer circulation. Nature Communications [DOI:10.1038/s41467-018-05256-8] (unsere Pressemitteilung hier)