Wetter-Extreme: Effekt des Klimawandels bestätigt

Links ist das globale Zirkulationsmuster an einem normalen Tag zu sehen. Das rechte Bild zeigt das Muster bei Extrem-Wetter. Beim normalen Geschehen herrschen moderate Windgeschwindigkeiten in der Nord-und Süd-Richtung. Bei den extremen Lagen kommt es jedoch zu ungewöhnlichen Strömungen. (Bild, Michael Mann, Penn State)

Gutes Wetter ist eine Frage des Wechsels: Auf heiteren Sonnenschein muss kühleres Regenwetter folgen, sonst entstehen Dürren oder im umgekehrten Fall Fluten. Statistiken zufolge kommt es in den letzten Jahrzehnten immer häufiger zu solchen Wetterextremen. Eine Studie verdeutlicht nun die Ursache für diesen kritischen Trend: Die globale Erwärmung schafft offenbar Bedingungen, die ein Stocken des Wetterwechsels begünstigen.

"Das Wetter hat doch schon immer verrückt gespielt" – hartnäckig halten sich solche Ansichten, die den Effekt des Klimawandels herunterspielen. Aus Statistiken geht allerdings klar hervor, dass das Wetter heutzutage immer häufiger "verrückt spielt". "Die kalifornische Dürre 2016, die Überschwemmung in Pakistan 2010 und die Hitzewelle in Europa 2003 zählen alle zu einer äußerst beunruhigenden Serie von Extremen", sagt Michael Mann von der Pennsylvania State University in State College.

Fingerabdruck der menschlichen Aktivität

Dieser Trend ist nicht nur generell auffällig, sondern auch im Rahmen der Modelle zum Klimawandel. "Diese Ereignisse treten öfter auf, als es durch die direkte Wirkung der globalen Erwärmung zu erwarten wäre. Also muss es hier einen zusätzlichen Effekt des Klimawandels geben", sagt Mann. Wie er und seine Kollegen nun zeigen konnten, begünstigen die klimatischen Entwicklungen extreme Mäander bei den großen Luftströmungen - den Jet-Streams. Dadurch kommt es zu den gehäuften Wetter-Extremen. "Wir sehen also letztlich einen deutlichen Fingerabdruck der menschlichen Aktivität", so Mann.

Die Ergebnisse des internationalen Forscherteams basieren auf der Auswertung von Satellitendaten, Klimamodellen und historischen Wetteraufzeichnungen. "Hochwertige Satellitendaten gibt es erst seit vergleichsweise kurzer Zeit – zu kurz, um belastbare Rückschlüsse zu ziehen. Verlässliche Temperaturmessungen hingegen gibt es seit etwa 1870. Deshalb haben wir diese Messdaten genommen, um die Veränderungen über die Zeit hinweg zu rekonstruieren", sagt Co-Autor Kai Kornhuber vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). "Wir haben uns Dutzende verschiedener Klimamodelle, Computer-Simulationen und Beobachtungsdaten angeschaut, um Effekte auf die planetaren Wellen zu untersuchen", sagt Kornhuber.

Der Klimawandel bringt Strömungen ins Stocken

Bei diesen planetaren Wellen handelt es sich um gigantische Luftströme, welche die Erde umkreisen und wellenförmig zwischen Tropen und Arktis auf- und abschwingen. Dabei transportieren sie Wärme und Feuchtigkeit. Angetrieben werden diese Strömungen hauptsächlich von den Temperaturunterschieden zwischen dem Äquator und den Polen. Wie die Forscher erklären, nehmen diese Temperaturunterschiede nun zunehmend ab, weil die Arktis sich schneller erwärmt als andere Regionen. Außerdem erwärmen sich die Landmassen schneller als die Ozeane, besonders im Sommer. Beide Veränderungen wirken sich auf die weltumspannenden Winde aus, erklären die Wissenschaftler.

Zu den Wetterextremen kommt es dann, wenn der Wetterwechsel ins Stocken kommt. „Dies tritt unter besonderen Bedingungen auf, die eine sogenannte quasi-resonante Verstärkung begünstigen. Diese lässt die Nord-Süd-Windungen des Jetstreams sehr groß werden, und sie lässt die Vorwärtsbewegung der Wellen von West nach Ost stocken, erklärt Co-Autor Stefan Rahmstorf vom PIK.  Es stellte sich heraus, dass die Temperaturverteilung, die das Stocken der planetaren Wellen begünstigt, in fast 70 Prozent der Simulationen zugenommen hat. Die Wissenschaftler entdeckten in ihren Daten auch eine besondere Verteilung von Temperaturen gerade während der Zeiten, in denen die östliche Vorwärtsbewegung der planetaren Wellen stockte.

Wie die Forscher berichten, ist der größte Teil dieser Veränderungen erst in den letzten vier Jahrzehnten aufgetreten. "Dass der Jetstream sich öfter über lange Zeit stark windet, ist ein recht neues Phänomen – das macht es noch bedeutsamer", sagt Co-Autor Dim Coumou von der Freien Universität Amsterdam. "Wir müssen das nun weiter untersuchen - neben den guten Belegen haben wir weiterhin auch offene Fragen." Erneut lautet aber auch sein Fazit: "Wir können die Risiken der Zunahme von Wetterextremen begrenzen, wenn wir unseren Ausstoß von Treibhausgasen begrenzen", so der Klimaforscher.

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