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2016-06-13Dissertation DOI: 10.18452/17537
Feedbacks between vegetation and rainfall in the Amazon basin
dc.contributor.authorZemp, Delphine Clara
dc.date.accessioned2017-06-18T15:10:29Z
dc.date.available2017-06-18T15:10:29Z
dc.date.created2016-06-28
dc.date.issued2016-06-13
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/18189
dc.description.abstractDas erste Ziel dieser Arbeit ist eine umfassende Analyse der Wasserflüsse durchzuführen und Quellen und Senken des kontinentalen Niederschlags zu identifizieren. Als Analysemethode werden komplexe Netzwerke verwendet, ein Ansatz, mit dessen Hilfe das neuartige Konzept des “cascading moisture recycling'''' (CMR) eingeführt wird. CMR wird als vielfache Verdunstung von Niederschlag während des Feuchtigkeitstransports über bewaldeten Gebieten definiert. Dieses Verfahren ermöglicht es, den Anteil von CMR an der Menge des regionalen Niederschlags zu quantifizieren und Schlüsselregionen des CMR zu identifizieren. Die Analyse zeigt, dass der südliche Bereich des Amazonasbeckens nicht nur eine direkte Quelle für Niederschlag im La-Plata Becken ist, sondern auch als ``Brückenregion'''' dient, über die die verdunstete Feuchtigkeit des ganzen Amazonasbeckens auf dem Weg in die Subtropen transportiert wird. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Neubewertung der Vulnerabilität des Amazonasregenwalds unter Umweltveränderungen unabdingbar ist. Dies ist das zweite Ziel der vorliegenden Arbeit. Durch diese Veränderungen könnten große Teile des Regenwaldes in eine Savanne umgewandelt werden. Dies würde wiederum den Niederschlag reduzieren, was sich negativ auf die Stabilität der verbleibenden Waldgebiete auswirken und ein Waldsterben verursachen kann. Für die Analyse dieser Zusammenhänge werden ebenfalls komplexe Netzwerke verwendet, um das Konzept der Ökosystem-Resilienz und CMR basierend auf Beobachtungsdaten zu kombinieren. Es werden die Schlüsselregionen, in denen Entwaldung zu einer Destabilisierung der verbleibenden Wald führt, identifiziert und die Möglichkeit eines großflächigen Absterben des Regenwaldes aufgrund von verlängerter Trockenzeit untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Diversität des Regenwaldes und die durch den Feuchtigkeitstransport gegebene Konnektivität der Waldgebiete eine wichtige Rolle für die Stabilität und ökologische Integrität dieses Ökosystems spielen.ger
dc.description.abstractThe first aim of this thesis is to improve the understanding of vegetation-atmosphere interactions by means of complex network analysis of water fluxes from the sources to the sinks of rainfall in South America. This novel approach allows to introduce the concept of “cascading moisture recycling” defined as moisture recycling on the continent involving re-evaporation cycles along the way. A methodological framework is developed to quantify the importance of cascading moisture recycling and to identify key regions that sustain this process. It reveals, for instance, that the southern part of the Amazon basin is not only a direct source of rainfall for the La Plata basin as previously thought but also an intermediary region that re-distribute moisture evaporating from the entire Amazon basin towards the subtropics. This new concept lays the foundation for evaluating the vulnerability of the Amazon forest to environmental perturbations, which is the second aim of this thesis. Land-use and rainfall variability are expected to be intensified at the end of the twenty-first century and may push the south-eastern part of the Amazon forest towards a grass-dominated ecosystem. Such a forest loss would reduce local dry-season evapotranspiration and the resulting moisture supply for down-wind rainfall. In turn, this might erode the resilience of the remaining forest and lead to further forest losses. Using a complex network approach, the concepts of forest resilience and cascading moisture recycling are combined in a data-driven modeling framework. Key regions are identified where deforestation would greatly destabilize the remaining forest, as well as tipping points in dry-season intensification for large-scale self-amplified Amazon forest loss. The findings highlight the need to maintain the diversity and connectivity of forest patches in order to sustain the ecological integrity of the largest remaining tropical forest on Earth.eng
dc.language.isoeng
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
dc.rightsNamensnennung
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/
dc.subjectLandnutzungger
dc.subjectKlimawandelger
dc.subjectkomplexe Netzwerkeger
dc.subjectFeuchtigkeitstransportger
dc.subjectAmazonasbeckenger
dc.subjectLa-Plata Beckenger
dc.subjectBiosphäre-Atmosphäreger
dc.subjectVerdunstungger
dc.subjectÖkosystem-Resilienzger
dc.subjectclimate changeeng
dc.subjectcomplex networkeng
dc.subjectMoisture recyclingeng
dc.subjectAmazon basineng
dc.subjectLa Plata basineng
dc.subjectvegetation-atmosphere interactioneng
dc.subjectevapotranspirationeng
dc.subjectresilienceeng
dc.subjectdeforestationeng
dc.subject.ddc550 Geowissenschaften
dc.titleFeedbacks between vegetation and rainfall in the Amazon basin
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-100238879
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/17537
dc.identifier.alephidBV043643537
dc.date.accepted2016-04-19
dc.contributor.refereeGerten, Dieter
dc.contributor.refereeOliveira, Gilvan Sampaio de
dc.contributor.refereeDolman, A.J. (Han)
dc.subject.dnb31 Geowissenschaften
local.edoc.pages160
local.edoc.type-nameDissertation
local.edoc.institutionMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

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