Quaternary Tipping Points of Lake Systems in the Arid Zone of Central Asia (Q-TiP)

Das Forschungsprojekt Q-TiP - Kipp-Punkte von Seesystemen in der ariden Zone Zentralasiens: Sensitivitätsanalysen zur Wasserbilanz des Qaidam-Beckens ist Teil der Förderinitiative CAME II, welche vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert ist.\n Das Qaidam-Becken (QB) ist ein endorheisches, intermontanes Becken im Nordosten des Tibet-Plateaus. In Abbildung 1 ist das Einzugsgebiet des Beckens abgebildet (gekennzeichnet mit schwarzer Umrandung). Während der tiefer gelegene Teil des QB heute über ein hyperarides Klima verfügt, belegen paläografische Studien, dass er im mittleren Pliozän (ca. 3,3–3,0 Ma BP) ein Süßwasser-Mega-Seesystem beherbergte. Obwohl die umliegenden Gebiete in dieser Serie immer weiter austrockneten, blieb der See über lange Zeit bestehen. Erst mit dem Beginn des Pleistozäns, etwa 2,6 Ma BP begann der See zu schrumpfen und letztlich fast ganz zu verschwinden. Die Frage, wie das Mega-Seesytem dem regionalen Trend der kontinuierlichen Aridifizierung so lange widerstehen konnte bis heute nicht abschließend wissenschaftlich beantwortet werden.

Karte der Modelldomäne und das das Qaidam-Becken
Q-TiP (Abb. 1): Karten der (a) Modelldomäne in Zentralsien und (b) das Qaidam-Becken.

Die Existenz eines Mega-Seesystems während des Pliozäns impliziert, dass die langzeitliche Wasserbilanz des Einzugsgebiets des QB im Mittel ausgeglichen oder positiv gewesen sein muss. Wäre dies nicht gegeben, so wäre der See zwischenzeitlich ausgetrocknet und hätte Schichten von Evaporitgestein hinterlassen.

Forschung

In diesem Forschungsprojekt wird die Frage, wie die mittlere Wasserbilanz des QB unter dem zunehmend aridem Klima über lange Zeit ausgeglichen oder positiv bleiben konnte und das Austrocknen des Seesystems verhindert wurde. Wir untersuchen die Sensitivität der Wasserbilanz, hinsichtlich Temperatur und spezifischer Feuchte. Dies ermöglicht eine direkte Einschätzung der Wasserbilanz unter verschiedenen Klimaten. Wir vergleichen verschiedene Modelle des QB, etwa unter dem Klima des mittleren Pliozäns und dem der heutigen Zeit. Dies erlaubt die Einschätzung der Unterschiede in der Wasserbilanz und im atmosphärischen Wassertransport in Zentralasien. So können wir auch die vorherrschenden atmosphärischen Systeme, welche die Wasserzufuhr des Beckens regulieren, identifizieren und Quantifizieren. Für diese Untersuchungen verwenden wir ein numerisches, mesoskaliges, state-of-the-art Klimamodell (Weather Research and Forecasting Model WRF-ARW). Das Vorhaben wird in enger Zusammenarbeit mit und auf Basis von Daten der Universität Tübingen durchgeführt.

Karte des Nett-Niederschlags
Q-TiP (Abb. 2): Karten des simulierten Netto-Niederschlags in und um das Qaidam-Becken unter (a) dem Klima des Pliozäns, (b) dem heutigen Klima und (c) die Karte der Differenz der Simulation des Pliozäns und der der heutigen Konditionen.

Da das mittlere Pliozän oft als historischen Analog eines unter der globalen Erwärmung möglichen Klima der näheren Zukunft gesehen wird, können unsere Studien dazu beitragen eine Datengrundlage möglicher Umweltveränderungen in dieser Region vorauszusagen.

Events

  • 12.09-13.09.2019, Frankfurt a.M.: CAME-II- und Q-TiP-Abschlusstreffen
  • 20.02.2019, Frankfurt a.M.: Q-TiP-Projekttreffen
  • 24.10-25.10.2018, Frankfurt a.M.: Gemeinschaftliches CAME-II- und Q-Tip-Projekttreffen
  • 28.02.2018, Frankfurt a.M.: Q-Tip-Versammlung
  • 18.10-19.10.2017: Gemeinschaftliche CAME-II- und Q-Tip-Projekttreffen
  • 01.03.2017, Frankfurt a.M.: Q-Tip-Projekttreffen

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Partner an der Universität Tübingen

Dr. Todd A. Ehlers

Dr. Svetlana Botsyun

Dr. Sebastian G. Mutz

Publikationen

Scherer, D. (2020):
Survival of the Qaidam mega-lake system under mid-Pliocene climates and its restoration under future climates. Hydrol. Earth Syst. Sci., 24, 3835–3850. DOI: 10.5194/hess-24-3835-2020.
Link

Schmidt, B., Wang, X., Mutz, S., Botsyun, S., Ehlers, T., Scherer, D. (2020):
Changes in water balance of the Qaidam Basin from Pliocene to present day. EGU General Assembly 2020, Online, 4–8 May 2020, EGU2020-20666. DOI: 10.5194/egusphere-egu2020-20666.
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