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Auf die auffälligen Beweise für höhere Niederschläge in der Sahara wie Böden, Fluß- und Seeterrassen wurde in den vorigen Kapiteln eingegangen. Nun sollen die auslösenden Faktoren der Pluviale und Interpluviale behandelt werden.
Die erste dieser Feuchtphasen in der Sahara fand um 9500 BP statt, bei der die Seespiegelstände um ein Vielfaches höher als heute waren. Die zweite fand um 5500 - 6000 BP statt. Das erste Pluvial stimmt mit großflächigen klimatologischen Ereignissen überein. Das heißt, der schnelle und abrupte Rückzug des dünnen subantarktischen Treibeises um 9500 BP, sowie das etappenweise Abschmelzen der europäischen und nordamerikanischen Eisschilde (FLOHN/NICHOLSON,1979, 10)
3.1. Gang der Forschung
Anfangs stellte man alle feuchten Perioden zeitlich den Glazialen gleich. Für einen Teil der Pluviale ist das offenbar auch richtig und auch verständlich. Der planetarische Westwind der nördlichen Hemisphäre wurde aufgrund der großen Vereisungen äquatorwärts gedrückt und erfaßte mit seinen regenbringenden Winden die nördlichen Randgebiete des subtropischen Wüstengürtels, sodaß die nordafrikanische Küste unmittelbar durch die Eiszeitwetterbedingungen beeinflußt wurde (SCHWARZBACH, 224).
Daher ging A.PENCK im Jahre 1932 von einer Einengung der Trockengürtel während der Kaltzeiten aus. BALOUT wieß bereits 1952 darauf hin, daß eine Einengung der Sahara von beiden Seiten her nicht mit einen außertropischen Glazial, sondern mit einer Warmphase korreliere. Die Monsunregen seien von Süden her weiter in die Sahara vorgestoßen, gleichzeitig habe sich am Nordrand der Wüste die Zyklogenese verstärkt. Eine Kaltzeit führt dagegen zu einer Südverschiebung des Trockengürtels. Diese verursacht feuchtere Bedingungen nur in der Nordsahara, in der Südsahara sowie der heutigen Sahelzone jedoch erheblich aridere Klimaverhältnisse.
3.2. Gründe für die Pluviale
Während im Mittelmeer innerhalb der glazialen Phasen des Eiszeitalters zeitweise verstärkte Regenfälle auftraten, ist es augenscheinlich, daß sich in den tropischen und äquatorialen Gebieten in diesen Epochen weniger Regenfälle ereigneten. Die sogenannte \"Pluvialtheorie\", die annimmt, daß während der kalten Epochen universell verstärkt Regen auftrat, ist demnach nicht haltbar, da die Verdunstung aus den Meeren in den kalten Perioden geringer war (FAIRBRIDGE, 185), da es an Wassermengen mangelte, die für die Wasserdampfmengen verantwortlich sind. Und diese wiederum sind für die Bildung von tropischen Zyklonen verantwortlich, die feuchte Luftmassen vom Ozean zum Kontinent transportieren (SARNTHEIM, 65). Generell kann man davon ausgehen, daß Temperaturänderungen auf der Erde jeweils den primären Faktor darstellen, dem die Niederschlagsveränderungen nachgeordnet sind.
Eine Temperaturerhöhung bedeutet, daß mehr Wasserdampf in den Wasserkreislauf eingespeist wird und sich seine Durchlaufzeiten, d.h., vom Zeitpunkt des Verdunstens bis hin zum Niederschlag, verkürzen. Erwärmung bedeutet ein höheres Niederschlagsaufkommen, wohingegen eine Temperaturerniedrigung eine Verminderung der Bereitstellung von Wasserdampf für den Wasserkreislauf nach sich zieht, bei der sich dann generell niederschlagsärmere Klimate ausbilden (LAUER / FRANKENBERG, 1979a, 9f).
Was die globale Feuchtigkeit betrifft, so war die Meeresverdunstung während der Würm/Weichsel-Eiszeit um rund 20% (nach Berechnungen von FLOHN, 1953) reduziert. Hinzu kommt noch die Verkleinerung der Meeresfläche durch eustatischen Rückgang und durch das Meereseis, was weitere 15% Rückgang ausmachte. (FAIRBRIDGE, 174)
Während die Zeit um 5500 BP, als in der Sahara das Klimaoptimum verherrschte, daß sowohl eine reichhaltige Flora und Fauna als auch menschliche Kulturen begünstigte, war, bedingt durch die Flandrische Transgression, global eine größere Wasserfläche vorhanden als um 18.000 BP. Dadurch erhöhten sich die Verdunstungsraten und somit auch die atmosphärischen Wasserdampfgehalte.
Im Mittelmeerraum könnte sich damals die höhere Temperatur des Meerwassers vor allem in der kühleren Jahreszeit in einer verstärkten Zyklogenese ausgewirkt haben, da eine intensivere Labilisierung der überlagernden Luftmassen zu vermehrten Niederschlägen in den Maghreb-Länder führten. Die tropischen Sommerregen drangen dazu wesentlich weiter als heute nach Norden vor, so daß es zu einer weiträumigen Überschneidung von Winter- und Sommerregen gekommen sein muß (LAUER / FRANKENBERG, 1979a, 29).
Dies wäre dadurch zu erklären, daß der Ost-Jetstream, der heute ein weites Vordringen in nördlichere Richtungen des Monsuns verhindert - da er die Konvektion von monsunalen Luftmassen verhindert- deutlich abgeschwächt war. Eine solche Abschwächung ist deshalb wahrscheinlich, da der Ost-Jet durch den Temperaturkontrast zwischen dem Tibetanischen Hochplateau und dem Indischen Ozean gesteuert wird. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, daß durch den Verlust des Druckunterschiedes zwischen dem Höhenhoch über Tibet und dem Höhentief über dem Indischen Ozean der Ostjet die Konvektion monsunaler Luftmassen über Nordafrika nicht verhinderte.
Bei einer Vereisung des Tibetanischen Hochlandes wurde, infolge der geringen Mächtigkeit der Atmosphäre über den Hochland von Tibet und dessen Lage in den subtropischen Breiten (zwischen 27° und 40° nördlicher Breite), das Drei- bis Vierfache der Globalstrahlung reflektiert, als etwa über einem, in gleicher Breitenlage liegenden, Gletscherfirn in Europa oder Nordamerika. [Deren Albedo betrug zwischen 76- 95%.] Die rezente Albedo über dem mit Fels und Schutt bedeckten Hochland von Tibet beträgt rund 4-15%, maximal 20% und ist der Grund für die rezente Aufheizung der Landfläche und den niederen Schichten der Atmosphäre über diesem Gebiet. Die Vereisung dieses Gebiets bedeutet für die Atmosphäre einen Wärmeverlust, der jede atmosphärische Zirkulation nach Art der heutigen Monsundynamik und des Ost-Jets ausschließt. Somit würde diese Situation der heutigen Wintersituation ähneln (GELLERT, 18).
Dieser Ausfall des Monsunsystems über Südasien ermöglichte den Einfluß kaltzeitlicher, über dem Indischen Ozean angefeuchteter und daher niederschlagsträchtiger Passatwinde auf das Klima Ost- und Nordafrikas, die hier ein kaltzeitliches Pluvial bewirkten (GELLERT, 19).
Dieser Sachverhalt wird durch die globalen Seespiegelstände um 5500 bis 6000 BP gestützt, da im Einflußbereich des Ostjets die Seespiegelstände im Vergleich zu heute höher waren. (Vgl. Abb. 13)
Der Verfasser vermutet, daß durch die Inlandvereisung Tibets die Möglichkeit bestünde, daß die heutigen Mechanismen, die den über Nordafrika niederschlagshemmenden Ostjet bewirken, während des holozänen Klimaoptimums konträr abliefen. Das hieße, über Tibet herrschte ein Höhentief und über dem, im Vergleich zu heute wärmeren, Indischen Ozean ein Höhenhoch, sodaß die aufgestiegenen Luftmassen über dem relativ wärmeren Ozean über dem relativ kälteren Hochland von Tibet wieder abgesunken wären. Dort wären dann im Vergleich zu heute mehr Niederschläge gefallen. Diese Vermutung stützt die Abb.14.
Hierbei verursacht der verstärkte Aufstieg verstärkte östliche Strömungen in großen Höhen. Das verstärkte \"Kippen\" der Wärmezellen des Höhenhochs wirkt sich in bodennahen und starken südwestlichen Strömungen aus, die den Feuchtigkeitsfluß vom Ozean zum Land ansteigen lassen. Die Konvergenz der Feuchtigkeit innerhalb der ITCZ endet mit einem 10-20%igen Zuwachs der Niederschlagsmenge des Monsuns. Diese südwestlichen Winde sind auch für das Aufquellen von Tiefseewässern in höhere Wasserschichten verantwortlich. (CROWLEY, 88)
Die zeitliche Verschiebung der Eisabschmelzung - die Eisschilde Nordeuropas und Nordsibiriens verschwanden um 8000 BP, während der Laurentische Eisschild Nordamerikas noch die Hälfte seiner ursprünglichen Größe innehatte und erst in drei Schritten bis 5000 BP vollständig verschwunden war - erzeugte zwischen den oben aufgeführten Zeiten eine scharfe Klima-Asymetrie, die besonders im Sommer wirksam war. Europa war um 6500 BP schnee- und eisfrei und hatte seine wärmste Phase der vergangen 75.000 Jahre, während das östliche Nordamerika noch kühl blieb. Das ergab eine Verstärkung der südwestlichen Winde über dem Atlantik sowie des Golfstroms. Diese Konstellation müßte dann zwangsläufig im Winter häufig Hochdruckrücken zwischen 0 und 20°W, gekoppelt mit Kaltluftausbrüchen über Mittel- und Osteuropa sowie Niederschlägen über dem Mittelmeergebiet und Nordafrika auslösen (FLOHN, 1985, 138).
Dieses Phänomen ist aufgrund der Rolle der Erdbahnelemente zu erklären. KUTZBACH geht davon aus, daß in der Zeit zwischen 12.000 und 8000 BP das Perihel im Gegensatz zu heute - im Januar- im Nordsommer lag. Damit erhielten die Nordkontinente im Sommer bis zu 7% mehr Sonnenstrahlung. Als Folge der Wärmespeicherung und der Wärmetransporte im Ozean resultierte dann im Sommer eine Verstärkung des thermischen Gegensatzes Land-Meer, was wiederum zu einer Verstärkung der Monsun-Zirkulation um Nordafrika und Südasien führte (FLOHN, 1985, 142).
Daß es diese Erdbahnschwankungen gegeben hat, dafür sprechen Pollenanalysen aus dem Hoggar, die zeigen, daß das letzte Pluvial der hohen Sonneneinstrahlung des \"Klimaoptimums\" zuzuschreiben ist (FAIRBRIDGE, 176). Wie man sieht, sind die Pluviale nur anhand von sehr komplexen Zusammenhängen zu erklären, wobei die Sonneneinstrahlung aber nur eine Triebfedern darstellt.
Diese Einflüsse der Sonneneinstrahlung haben die Tendenz, die Zirkulation entweder zu verstärken oder abzuschwächen, die jedoch durch einen Selbstverstärkungsmechanismus modifiziert werden. Bei eisbedeckten Zonen wirkt das Eis abkühlend auf die Umgebung, da das Eis eine höhere Albedo als zum Beispiel bewachsene Flächen besitzt. So wird die Eiskappe von Jahr zu Jahr größer (SCHWARZBACH, 308).
Ähnlich müßte es sich auch mit vermehrt vorhandenen Wassermassen verhalten haben, die für den globalen Wasserhaushalt im größeren Maße Wasserdampf liefern würden, der dann die Ausbildung von Zyklonen bewirkt.
Allerdings, so sind sich viele Forscher einig, waren die sich verringerten europäischen Eismassen um 10.000 BP dafür verantwortlich, daß sich die ITC im Sommer bis um 15°N verschob, sodaß vermehrte Niederschläge bis 20°N vorkamen. Der nordafrikanische Küstensaum hingegen blieb weitgehend trocken, was durch das starke Hoch vor der marokkanischen Atlantikküste bedingt war. Dieses verstärkte Niederschlagsaufkommen ist letztendlich ein Produkt der verstärkten Zyklogenese, die aus der Wechselwirkung zwischen hochliegenden Trögen und niederliegenden tropischen Störungen herrühren. Ein weiterer Faktor, der die verstärkten Zyklogenesen entscheidend beeinflußte, war die höhere Temperatur des Atlantischen Ozeans, die wiederum durch ein vermindertes Aufquellen von kalten Tiefseewässern bedingt war (FLOHN/NICHOLSON, 16) Die beiden folgenden Abbildungen geben die ungefähre atmosphärischen Zirkulationsmechanismen wieder.
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