Changes in the extent of glaciers in the Eastern Terskey Alatoo, the Central Tien-Shan, in response to climatic fluctuations in between the end of the 19th and the beginning of the 21st century

Changes in the extent of glaciers and rates of glacier termini retreat in the eastern Terskey-Alatoo Range, the Tien Shan Mountains, Central Asia have been evaluated using the remote sensing techniques. Changes in the extent of 335 glaciers between the end of the Little Ice Age (LIA; mid-19th century), 1990 and 2003 have been estimated through the delineation of glacier outlines and the LIA moraine positions on the Landsat TM and ASTER imagery for 1990 and 2003 respectively. By 2003, the glacier surface area had decreased by 19% of the LIA value, which constitutes a 76 km(2) reduction in glacier surface area. Mapping of 109 glaciers using the 1965 1:25,000 maps revealed that glacier surface area decreased by 12.6% of the 1965 value between 1965 and 2003. Detailed mapping of 10 glaciers using historical maps and aerial photographs from the 1943-1977 period, has enabled glacier extent variations over the 20th century to be identified with a higher temporal resolution. Glacial retreat was slow in the early 20th century but increased considerably between 1943 and 1956 and then again after 1977. The post-1990 period has been marked by the most rapid glacier retreat since the end of the LIA. The observed changes in the extent of glaciers are in line with the observed climatic warming. The regional weather stations have revealed a strong climatic warming during the ablation season since the 1950s at a rate of 0.02-0.03 degrees Ca-1. At the higher elevations in the study area represented by the Tien Shan meteorological station, the summer warming was accompanied by negative anomalies in annual precipitation in the 1990s enhancing glacier retreat. However, trends in precipitation in the post-1997 period cannot be evaluated due to the change in observational practices at this station. Neither station in the study area exhibits significant long-term trends in precipitation. Crown Copyright (C) 2009 Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

The precipitation climate of Central Asia: intercomparison of observational and numerical data sources in a remote semiarid region

In this study, we systematically compare a wide range of observational and numerical precipitation datasets for Central Asia. Data considered include two re-analyses, three datasets based on direct observations, and the output of a regional climate model simulation driven by a global re-analysis. These are validated and intercompared with respect to their ability to represent the Central Asian precipitation climate. In each of the datasets, we consider the mean spatial distribution and the seasonal cycle of precipitation, the amplitude of interannual variability, the representation of individual yearly anomalies, the precipitation sensitivity (i.e. the response to wet and dry conditions), and the temporal homogeneity of precipitation. Additionally, we carried out part of these analyses for datasets available in real time. The mutual agreement between the observations is used as an indication of how far these data can be used for validating precipitation data from other sources. In particular, we show that the observations usually agree qualitatively on anomalies in individual years while it is not always possible to use them for the quantitative validation of the amplitude of interannual variability. The regional climate model is capable of improving the spatial distribution of precipitation. At the same time, it strongly underestimates summer precipitation and its variability, while interannual variations are well represented during the other seasons, in particular in the Central Asian mountains during winter and spring

Statistical–dynamical downscaling of present day and future precipitation regimes in the Aksu river catchment in Central Asia

A statistical–dynamical downscaling (SDD) approach is applied to determine present day and future high-resolution rainfall distributions in the catchment of the river Aksu at the southern slopes of the Tienshan Mountains, Central Asia. First, a circulation weather type (CWT) classification is employed to define typical lower atmospheric flow regimes from ERA-40 reanalysis data. Selected representatives of each CWT are dynamically downscaled with the regional climate model COSMO-CLM 4.8 at a horizontal grid resolution of 0.0625°, using the ERA-40 reanalysis data as boundary conditions. Finally, the simulated representatives are recombined to obtain a high-resolution rainfall climatology for present day climate. The methodology is also applied to ensemble simulations of three different scenarios of the global climate model ECHAM5/MPI-OM1 to derive projections of rainfall changes until 2100. Comparisons of downscaled seasonal and annual rainfall with observational data suggest that the statistical–dynamical approach is appropriate to capture the observed present-day precipitation climatology over the low lands and the first elevations of the Tienshan Mountains. On the other hand, a strong bias is found at higher altitudes, where precipitation is clearly underestimated by SDD. The application of SDD to the ECHAM5/MPI-OM1 ensemble reveals that precipitation changes by the end of the 21st century depend on the season. While for autumn an increase of seasonal precipitation is found for all simulations, a decrease in precipitation is obtained during winter for most parts of the Aksu catchment. The spread between different ECHAM5/MPI-OM1 ensemble members is strongest in spring, where trends of opposite sign are found. The largest changes in rainfall are simulated for the summer season, which also shows the most pronounced spatial heterogeneity. Most ECHAM5/MPI-OM1 realizations indicate a decrease of annual precipitation over large parts of the Tienshan, and an increase restricted to the southeast of the study area. These results provide a good basis for downscaling present-day and future rainfall distributions for hydrological purposes.

Adaptive social protection: mapping the evidence and policy context in the agriculture sector in south Asia

An aim of government and the international community is to respond to global processes and crises through a range of policy and practical approaches that help limit damage from shocks and stresses. Three approaches to vulnerability reduction that have become particularly prominent in recent years are social protection (SP), disaster risk reduction (DRR) and climate change adaptation (CCA). Although these approaches have much in common, they have developed separately over the last two decades. However, given the increasingly complex and interlinked array of risks that poor and vulnerable people face, it is likely that they will not be sufficient in the long run if they continue to be applied in isolation from one another. In recognition of this challenge, the concept of Adaptive Social Protection (ASP) has been developed. ASP refers to a series of measures which aims to build resilience of the poorest and most vulnerable people to climate change by combining elements of SP, DRR and CCA in programmes and projects. The aim of this paper is to provide an initial assessment of the ways in which these elements are being brought together in development policy and practice. It does this by conducting a meta-analysis of 124 agricultural programmes implemented in five countries in south Asia. These are Afghanistan, Bangladesh, India, Nepal and Pakistan. The findings show that full integration of SP, DRR and CCA is relatively limited in south Asia, although there has been significant progress in combining SP and DRR in the last ten years. Projects that combine elements of SP, DRR and CCA tend to emphasise broad poverty and vulnerability reduction goals relative to those that do not. Such approaches can provide valuable lessons and insights for the promotion of climate resilient livelihoods amongst policymakers and practitioners.

Agriculture in Southeast Asia

Includes bibliography

Oceanic crust and island arc formation in Central Asia during late Neoproterozoic times - evidence from petrological and geochemical studies

Die vorliegende Arbeit behandelt die Entwicklung des 570 Ma alten, neoproterozoischen Agardagh - Tes-Chem Ophioliths (ATCO) in Zentralasien. Dieser Ophiolith liegt südwestlich des Baikalsees (50.5° N, 95° E) und wurde im frühen Stadium der Akkretion des Zentralasiatischen Mobilgürtels auf den nordwestlichen Rand des Tuvinisch-Mongolischen Mikrokontinentes aufgeschoben. Bei dem Zentralasiatische Mobilgürtel handelt es sich um einen riesigen Akkretions-Subduktionskomplex, der heute das größte zusammenhängende Orogen der Erde darstellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden eine Reihe plutonischer und vulkanischer Gesteine, sowie verschiedene Mantelgesteine des ATCO mittels mikroanalytischer und geochemischer Verfahren untersucht (Elektronenstrahlmikrosonde, Ionenstrahlmikrosonde, Spurenelement- und Isotopengeochemie). Die Auswertung dieser Daten ermöglichte die Entwicklung eines geodynamisch-petrologischen Modells zur Entstehung des ATCO. Die vulkanischen Gesteine lassen sich aufgrund ihrer Spurenelement- und Isotopenzusammensetzung in inselbogenbezogene und back-arc Becken bezogene Gesteine (IA-Gesteine und BAB-Gesteine) unterscheiden. Darüber hinaus gibt es eine weitere, nicht eindeutig zuzuordnende Gruppe, die hauptsächlich mafische Gänge umfasst. Der grösste Teil der untersuchen Vulkanite gehört zur Gruppe der IA-Gesteine. Es handelt sich um Al-reiche Basalte und basaltische Andesite, welche aus einem evolvierten Stammmagma mit Mg# 0.60, Cr ~ 180 µg/g und Ni ~ 95 µg/g hauptsächlich durch Klinopyroxenfraktionierung entstanden sind. Das Stammmagma selbst entstand durch Fraktionierung von ca. 12 % Olivin und geringen Anteilen von Cr-Spinell aus einer primären, aus dem Mantel abgeleiteten Schmelze. Die IA-Gesteine haben hohe Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen (leichte-(L)- Seltenerdelement-(SEE)-Konzentrationen etwa 100-fach chondritisch, chondrit-normierte (La/Yb)c von 14.6 - 5.1), negative Nb-Anomalien (Nb/La = 0.37 - 0.62) und niedrige Zr/Nb Verhältnisse (7 - 14) relativ zu den BAB-Gesteinen. Initiale eNd Werte liegen bei etwa +5.5, initiale Bleiisotopenverhältnisse sind: 206Pb/204Pb = 17.39 - 18.45, 207Pb/204Pb = 15.49 - 15.61, 208Pb/204Pb = 37.06 - 38.05. Die Anreicherung lithophiler inkompatibler Spurenelemente (LILE) in dieser Gruppe ist signifikant (Ba/La = 11 - 130) und zeigt den Einfluss subduzierter Komponenten an. Die BAB-Gesteine repräsentieren Schmelzen, die sehr wahrscheinlich aus der gleichen Mantelquelle wie die IA-Gesteine stammen, aber durch höhere Aufschmelzgrade (8 - 15 %) und ohne den Einfluss subduzierter Komponenten entstanden sind. Sie haben niedrigere Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen, flache SEE-Muster ((La/Yb)c = 0.6 - 2.4) und höhere initiale eNd Werte zwischen +7.8 und +8.5. Nb Anomalien existieren nicht und Zr/Nb Verhältnisse sind hoch (21 - 48). Um die geochemische Entwicklung der vulkanischen Gesteine des ATCO zu erklären, sind mindestens drei Komponenten erforderlich: (1) eine angereicherte, ozeaninselbasalt-ähnliche Komponente mit hoher Nb Konzentration über ~ 30 µg/g, einem niedrigen Zr/Nb Verhältnis (ca. 6.5), einem niedrigen initialen eNd Wert (um 0), aber mit radiogenen 206Pb/204Pb-, 207Pb/204Pb- und 208Pb/204Pb-Verhältnissen; (2) eine N-MORB ähnliche back-arc Becken Komponente mit flachem SEE-Muster und einem hohen initialen eNd Wert von mindestens +8.5, und (3) eine Inselbogen-Komponente aus einer verarmten Mantelquelle, welche durch die abtauchende Platte geochemisch modifiziert wurde. Die geochemische Entstehung der ATCO Vulkanite lässt sich dann am besten durch eine Kombination aus Quellenkontamination, fraktionierte Kristallisation und Magmenmischung erklären. Geodynamisch gesehen entstand der ATCO sehr wahrscheinlich in einem intraozeanischen Inselbogen - back-arc System. Bei den untersuchten Plutoniten handelt es sich um ultramafische Kumulate (Wehrlite und Pyroxenite) sowie um gabbroische Plutonite (Olivin-Gabbros bis Diorite). Die geochemischen Charakteristika der mafischen Plutonite sind deutlich unterschiedlich zu denen der vulkanischen Gesteine, weshalb sie sehr wahrscheinlich ein späteres Entwicklungsstadium des ATCO repräsentieren. Die Spurenelement-Konzentrationen in den Klinopyroxenen der ultramafischen Kumulate sind extrem niedrig, mit etwa 0.1- bis 1-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit deutlich LSEE-verarmten Mustern ((La/Yb)c = 0.27 - 0.52). Berechnete Gleichgewichtsschmelzen der ultramafischen Kumulate zeigen grosse Ähnlichkeit zu primären boninitischen Schmelzen. Die primären Magmen waren daher boninitischer Zusammensetzung und entstanden in dem durch vorausgegangene Schmelzprozesse stark verarmten Mantelkeil über einer Subduktionszone. Niedrige Spurenelement-Konzentrationen zeigen einen geringen Einfluss der abtauchenden Platte an. Die Spurenelement-Konzentrationen der Gabbros sind ebenfalls niedrig, mit etwa 0.5 - 10-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit variablen SEE-Mustern ((La/Yb)c = 0.25 - 2.6). Analog zu den Vulkaniten der IA-Gruppe haben alle Gabbros eine negative Nb-Anomalie mit Nb/La = 0.01 - 0.31. Die initialen eNd Werte der Gabbros variieren zwischen +4.8 und +7.1, mit einem Mittelwert von +5.9, und sind damit identisch mit denen der IA-Vulkanite. Bei den untersuchten Mantelgesteinen handelt es sich um teilweise serpentinisierte Dunite und Harzburgite, die alle durch hohe Mg/Si- und niedrige Al/Si-Verhältnisse gekennzeichnet sind. Dies zeigt einen refraktären Charakter an und steht in guter Übereinstimmung mit den hohen Cr-Zahlen (Cr#) der Spinelle (bis zu Cr# = 0.83), auf deren Basis der Aufschmelzgrad der residuellen Mantelgesteine berechnet wurde. Dieser beträgt etwa 25 %. Die geochemische Zusammensetzung und die petrologischen Daten der Ultramafite und Gabbros lassen sich am besten erklären, wenn man für die Entstehung dieser Gesteine einen zweistufigen Prozess annimmt. In einer ersten Stufe entstanden die ultramafischen Kumulate unter hohem Druck in einer Magmenkammer an der Krustenbasis, hauptsächlich durch Klinopyroxen-Fraktionierung. Bei dieser Magmenkammer handelte es sich um ein offenes System, dem von unten laufend neue Schmelze zugeführt wurde, und aus dem im oberen Bereich evolviertere Schmelzen geringerer Dichte entwichen. Diese evolvierten Schmelzen stiegen in flachere krustale Bereiche auf und bildeten dort meist isolierte Intrusionskörper. Diese Intrusionskörper erstarrten ohne Magmen-Nachschub, weshalb petrographisch sehr unterschiedliche Gesteine entstehen konnten. Eine geochemische Modifikation der abkühlenden Schmelzen erfolgte allerdings durch die Assimilation von Nebengestein. Da innerhalb der Gabbros keine signifikante Variation der initalen eNd Werte existiert, handelte es sich bei dem assimilierten Material hauptsächlich um vulkanische Gesteine des ATCO und nicht um ältere, möglicherweise kontinentale Kruste.

Income, Trade and Pollution in Central Asia, Russia and China: An Econometric Analysis

The study performs a panel estimation of the relationship between per capita income, trade, and airborne pollution in the five Central Asian nations, Russia and China between 1992 and 2008. First, this study uses an environmental Kuznets curve hypothesis (EKC)- an inverted-U relationship between the increase in income and the level of environmental degradation - to examine how income and pollution are related. Second, the study uses a gravity model to estimate the effect of a regional trade agreement (Shanghai Cooperation Organization: SCO) on incomes and carbon dioxide emissions in the region. Empirical analysis confirms the existence of the rising portion of the EKC curve in the region - a positive correlation between per capita income growth and carbon dioxide emissions- and that the volume of bilateral trade, and not the existence of a regional trade agreement, contributes to the increasing level of environmental pollution.