Der Monsun ist ein globales Wetterphänomen, welches in vielen Regionen der Subtropen und Tropen überlebenswichtige Niederschläge bringt. In diesem MeteoBlog betrachten wir uns dieses komplexes System etwas genauer und zeigen typische Eigenschaften von den verschiedenen Monsunregionen. Abschliessend werden auch die zu erwartenden Veränderungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel kurz diskutiert.
Was ist ein Monsun
Entgegen der landläufigen Meinung beschreibt der Monsun in erster Linie nicht die starken Niederschläge in den (Sub-)Tropen, sondern ein jahreszeitliches Windsystem. Je nach Saison und Richtung dieser Winde können entweder enorme Niederschlagssummen fallen, oder es bleibt über Monate mehrheitlich trocken. Der Monsun ist ein globales und komplexes System, welches sich in weiten Teilen der Tropen und Subtropen entscheidend und direkt auf rund 60% der Weltbevölkerung auswirkt. Rund ein Drittel des globalen Niederschlags fällt im Zusammenhang mit dem Monsun, wobei die Monsunregionen nur knapp 20% der Erdoberfläche ausmachen. Die bekannteste Monsunregion befindet sich auf dem indischen Subkontinent, abgesehen von Europa gibt es aber auf allen Kontineten solche Systeme (mehr dazu weiter unten). Für die räumliche Abgrenzung einer Monsunregion spielt der gefallene Niederschlag und seine zeitliche Komponente eine wichtige Rolle. Gemäss Definition müssen nämlich mindestens 70% der jährlichen Niederschlagssummen einer Region während der Monsunsaison fallen (Abgrenzung zu äquatorialen Gebieten, welche ganzjährig grosse Niederschlagssummen verzeichnen) und zudem müssen die Differenzen zwischen Winter- und Sommerniederschlägen einen bestimmten Grenzwert überschreiten (Abgrenzung zu ariden/mediterranen Klimaregionen, in welchen der Niederschlag vor allem in den Wintermonaten fällt).
Entstehung
Der Monsun entsteht grundsätzlich als eine Ausgleichsreaktion der Atmosphäre auf die unterschiedlichen Temperaturen zwischen den verschiedenen Breiten und Oberflächen. Dazu kommt der wandernde Zenitstand der Sonne im Verlauf eines Jahres. Dort wo die Sonne im Zenit steht, werden die Land- und Ozeanmassen am stärksten erwärmt und steigen aufgrund der Wärmeausdehnung (geringere Dichte) auf. Durch diesen vertikalen Lufttransport entsteht so in Bodennähe ein Gebiet mit geringem Luftdruck, ein Hitzetief. Die Ausbildung von solchen Hitzetiefs entsteht mit einer durchschnittlichen Verzögerung von rund 3 bis 4 Wochen zum Zenitstand der Sonne und erstreckt sich rund um den Globus. Diese Tiefdruckrinne ist auch als innertropische Konvergenzzone (ITC) bekannt. Die ITC wandert also im Jahresverlauf dem Zenitstand der Sonne hinterher, wobei die nördliche/südliche Ablenkung direkt von dem Verhältnis zwischen Land- und Wasserflächen in einer bestimmen Region abhängig ist. Da Landmassen verglichen mit Wassermassen eine deutlich tiefere Wärmespeicherkapazität haben, erwärmt sich das Land rascher als das Meer, die ITC mäandriert stärker.
Abb. 1: Lage der innertropischen Konvergenzzone im Nordsommer (rot) und im Winter (blau) (Quelle: wikipedia)
Der tiefe Druck in der ITC muss durch Winde zu ihr ausgeglichen werden (Passate). Diese meridionalen Winde (Nord-Süd) werden durch die Corioliskraft auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt. Zudem beeinflussen auch die Hitzetiefs über den Landflächen (auch als Monsuntiefs bekannt) deren Richtung. Je nach Region überströmen diese Winde also weite Strecken der warmen Meeresoberfläche und nehmen dabei viel Wasser auf. Erreichen diese mit Feuchtigkeit angereicherten Luftmassen die Landflächen, führt dies zum Monsunniederschlag. Besonders auf der Luvseite von Gebirgen kommt es aufgrund der zum Aufsteigen gezwungenen Luftmassen zu starken Hebungsniederschlägen.
Typische Regionen und Jahreszeiten
Wie bereits weiter oben angedeutet, finden sich Monsunsysteme in weiten Teilen der Tropen und Subtropen. Nachfolgend soll auf die wichtigsten Systeme kurz eingegangen werden:
Indischer Monsun:
Der Sommermonsun beginnt typischerweise Anfang Juni an der Südspitze von Indien und Bangladesch und wandert in den folgenden Wochen und Monaten weiter nach Norden. Der Südwestpassat bringt besonders in der Region von Rajasthan und Pakistan Anfang Juli eine Abkühlung, zuvor können dort nämlich Temperaturen von teilweise über 50 Grad erreicht werden. Am meisten Niederschlag fällt durchschnittlich in Mawsynram mit knapp 12'000 mm pro Jahr, der absolute Rekord innerhalb eines Kalenderjahres gab es in Cherrapunji mit unglaublichen 26'461 mm Regen (26 Meter!). Im Herbst kehren sich die Druckverteilungen aufgrund des Sonnenstandes um, der Wind kommt nun aus Nordosten. Dieser Wintermonsun zeichnet sich durch kühle und vor allem trockene kontinentale Luftmassen aus, es ist zugleich der Start der Trockensaison mit nur wenig Niederschlag.
Abb. 2: Ausbreitung des Indischen Monsuns (Quelle: wikipedia)
Aktuell:
In diesem Jahr hat sich der Monsunregen überdurchschnittlich rasch nach Norden ausgebreitet. Am 2. Juli war bereits ganz Indien davon betroffen, rund sechs Tage früher als im Schnitt. Die Niederschlagssummen im Süden des Landes waren mehrheitlich in der Norm, gingen in der Folge aber tendenziell zurück, sodass im Juni ein Defizit von rund 8% resultierte. In den nächsten Tagen werden die grössten Niederschlagssummen an der Südwestküste, sowie entlang des tibetischen Hochlandes erwartet. Bis Ende Monat kommen lokal mehr als 500 mm Niederschlag zusammen.
Abb. 3: Erwartete Niederschlagssummen bis Ende Monat auf dem indischen Subkontinent (Quelle: tropicaltidbits)
Westafrikanischer Monsun:
Gefolgt vom Indischen Monsun ist der Westafrikanische Monsun das zweitgrösste Monsunsystem der Welt. Der Sommermonsun dauert normalerweise vom Mai bis Oktober und zeichnet sich vor allem durch die grossen meridionalen Unterschiede aus. Während am Nordrand des Monsuns nur rund 100 mm Niederschlag fällt, sind es am Südrand um 1500 mm. Der Monsun erstreckt sich von den Kap Verden bis zum äthiopischen Hochland von Abessinien, wobei die zeitliche Variabilität und die Intensität der Niederschläge von Jahr zu Jahr stark schwanken. In Extremfällen kann dieser Monsun während Jahren nur sehr geringe Regenmengen bringen und so für grosse Not in den betroffenen Ländern sorgen. Von Februar bis November kehrt sich das Windsystem um, der Wintermonsun bringt grosse Trockenheit.
Abb. 4: Viel Niederschlag und überschwemmte Felder in Indien, 2020
Aktuell:
Die stärksten Niederschläge bis Ende Juli werden einerseits entlang der Westküste von Senegal bis Sierra Leone erwartet, andererseits erkennt man auch gut das äthiopische Hochland ganz im Osten mit Summen von über 500 mm. Die zunehmende Gewitteraktivität in Westafrika und dem angrenzenden Atlantik begünstigt zudem die Ausbildung von tropischen Systemen, die Hurrikansaison im Atlantik steht unmittelbar bevor.
Abb. 5: Erwartete Niederschlagssummen in Westafrika bis Ende Juli (Quelle: tropicaltidbits)
Nordaustralischer Monsun:
Im Südsommer sorgt ein Hitzetief über Nordaustralien, sowie ein Kältehoch über dem asiatischen Kontinent für eine nach Süden gerichtete Strömung. Die knapp nördlich des Äquators herrschenden Nordostwinde werden beim Überqueren des Äquators nach links abgelenkt, es resultiert ein Wind aus Nordwesten. Die Luft saugt über dem im Jahresmittel wärmsten Meer viel Feuchtigkeit auf. Der Januar ist im Norden Australiens der Monat mit den grössten Niederschlagssummen. Während des Südwinters dreht sich das ganze System um, es weht hauptsächlich ein trockener Südostpassat.
Nordamerikanischer Monsun:
Dieser befindet sich zwischen dem Golf von Mexiko und den südlichen Staaten der USA. Das dazugehörige Hitzetief befindet sich über dem Colorado-Valley und bringt in den nördlichen Regionen von Mexiko ab dem Juni Regen. Die grössten Niederschlagssummen werden normalerweise in der Sierra Madre gemessen, hier kommen bis zu 350 mm zusammen. Dieser Monsun sorgt in dieser Region für rund 70 % der Jahresniederschläge. Tropische Wirbelstürme können den ganzen Effekt noch deutlich verstärken.
Einfluss des Klimawandels
In den letzten 30 Jahren wurde eine Ausdehnung der Monsungebiete festgestellt, ausserdem nahmen die gefallenen Niederschlagssummen zu. Auch im 21. Jahrhundert dürfte diese Entwicklung weitergehen, je nach Klimaszenario werden die betroffenen Flächen um 5-16% zunehmen, wobei 80-90% davon über dem Ozean liegen. Die Niederschlagssummen werden um 3.5-6% ansteigen, hier gibt es aber grosse Unterschiede zwischen der Nord- und Südhalbkugel. Während südlich des Äquators wohl eher etwas weniger Niederschlag fallen dürfte, nimmt der Anteil dafür im Norden deutlich zu, der Indische Monsun könnte sich um bis zu 15% verstärken. Diese Unterschiede sind auf die ungleichmässige Verteilung von Land und Wasser auf den beiden Hemisphären zurückzuführen. Allgemein kommen diese Veränderungen vor allem aufgrund steigender Temperaturen zustande. Zum einen nehmen dadurch die Verdunstungsraten zu, zudem kann ein wärmeres Luftpaket mehr Feuchtigkeit aufnehmen (pro Grad rund 7%). In Westafrika könnte sich ausserdem das schmelzende Grönlandeis negativ auf den Monsunniederschlag auswirken, verheerende Dürren könnten das Resultat davon sein.