Menschheit verändert wahrscheinlich gigantische Luftströme
Potsdam – Die Zunahme verheerender sommerlicher Wetter-Extreme steht wahrscheinlich in Verbindung mit dem vom Menschen verursachten Klimawandel, wie immer mehr Belege zeigen. Gigantische Luftströme umkreisen die Erde, wellenförmig schwingen sie zwischen Tropen und Arktis auf und ab. Diese planetaren Wellen transportieren Wärme und Feuchte. Wenn sie ins Stocken kommen, können Dürren oder Fluten entstehen. Die globale Erwärmung durch Treibhausgase aus fossilen Brennstoffen schafft Bedingungen, welche ein solches Stocken begünstigen, so hat jetzt ein internationales Team von Wissenschaftlern herausgefunden.
„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 den USA, Leit-Autor der in Scientific Reports erscheinenden Untersuchung. „Solche Ereignisse treten öfter auf, als durch die direkte Wirkung der globalen Erwärmung zu erwarten wäre. Also muss es hier einen zusätzlichen Effekt des Klimawandels geben. In Daten aus Computer-Simulationen wie auch aus Beobachtungen sehen wir Veränderungen, die ungewöhnlich anhaltende, extreme Mäander des Jet-Streams begünstigen, und diese wiederum unterstützen das Entstehen von Wetter-Extremen. Die Menschheit stand schon lange im Verdacht, zu diesen Mustern beizutragen. Aber jetzt entdecken wir einen deutlichen Fingerabdruck der menschlichen Aktivität.“
Wie aus Sonnentagen eine heftige Hitzewelle wird
„Wenn dasselbe Wetter wochenlang anhält, dann kann in einer Region aus sonnigen Tagen eine heftige Hitzewelle werden, oder Dauerregen führt zu Fluten“, erklärt Ko-Autor Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „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. Hier den menschlichen Fingerabdruck dingfest zu machen, das ist fortgeschrittene Detektivarbeit.“
Luftströme werden grossteils von Temperaturunterschieden zwischen dem Äquator und den Polen angetrieben. Weil die Arktis sich schneller erwärmt als andere Regionen, nehmen diese Temperaturunterschiede ab. Ausserdem erwärmen sich die Landmassen schneller als die Ozeane, besonders im Sommer. Beide Veränderungen wirken sich auf die weltumspannenden Winde aus. Hierzu zählen auch die gigantischen Luftströme, die planetare Wellen genannt werden, weil sie die Nördliche Halbkugel in Form grosser Kurven zwischen Tropen und Arktis umkreisen. Die Wissenschaftler entdeckten eine besondere Verteilung von Temperaturen gerade während der Zeiten, in denen die östliche Vorwärtsbewegung der planetaren Wellen stockte, wie Satellitendaten zeigen.
Temperaturmessungen seit 1870 bestätigen Erkenntnisse aus Satellitendaten
„Hochwertige Satellitendaten gibt es erst seit vergleichsweise kurzer Zeit – zu kurz, um belastbare Rückschlüsse zu ziehen, wie diese Episoden des Stockens der planetaren Wellen sich über die Zeit hinweg verändert haben. Verlässliche Temperaturmessungen hingegen gibt es seit etwa 1870. Deshalb haben wir diese Messdaten genommen, um die Veränderungen über die Zeit hinweg zu rekonstruieren“, sagt Ko-Autor Kai Kornhuber, ebenfalls vom PIK. „Wir haben uns Dutzende verschiedener Klimamodelle – Computer-Simulationen, CMIP5 genannt – wie auch Beobachtungsdaten angeschaut. Und es stellte sich heraus, dass die Temperaturverteilung, die das Stocken der planetaren Wellen begünstigt, in fast 70 Prozent der Simulationen zugenommen hat.“
Interessanterweise 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 Ko-Autor Dim Coumou von der Abteilung für Wasser und Klimarisiken an der VU Universität in Amsterdam. „Wir müssen das weiter untersuchen; neben den guten Belegen haben wir weiterhin auch offene Fragen. In jedem Fall sollten solche nicht-lineare Reaktionen des Erdsystems auf die globale Erwärmung besser vermieden werden. Wir können die Risiken der Zunahme von Wetterextremen begrenzen, wenn wir unseren Ausstoss von Treibhausgasen begrenzen.“ (PIK/mc/pg)
