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 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.“
Die Jetstreams würden großteils von Temperaturunterschieden zwischen dem Äquator und den Polen angetrieben. Weil die Arktis sich schneller erwärme als andere Regionen, nähmen diese Temperaturunterschiede ab. Außerdem erwärmten sich die Landmassen schneller als die Ozeane, besonders im Sommer. Beide Veränderungen wirkten sich auf die weltumspannenden Winde aus. Hierzu zählten auch die gigantischen Luftströme, die planetare Wellen genannt würden, weil sie die Nördliche Halbkugel in Form großer Kurven zwischen Tropen und Arktis umkreisten. Die Wissenschaftler hätten eine besondere Verteilung von Temperaturen gerade während der Zeiten entdeckt, in denen die östliche Vorwärtsbewegung der planetaren Wellen stockte, wie Satellitendaten zeigten.
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.“
„Mit den Simulationen belegen wir, dass zunehmende Treibhausgase für den Anstieg verantwortlich sind“, erläuterte Mann. Die Forscher stellten in Scientific Reports fest, „sowohl die Modelle als auch die Beobachtungen deuten darauf hin, dass dieses Signal erst vor kurzem aus dem Hintergrundrauschen der natürlichen Variabilität hervorgetreten ist.“
„Wir sind jetzt in der Lage, die Verbindung zwischen anthropogener globaler Erwärmung und einer Reihe von extremen jüngsten Wetterereignisse zu belegen“, so Mann. Während die Modelle einzelne Extremwetterereignisse nicht zuverlässig verfolgen können, reproduzieren sie die Jetstream-Muster und Temperaturszenarien, die in der realen Welt zu sintflutartigen Regen für Tage, Wochen der brütenden Sonne und Ausbleiben von Niederschlägen führen. „Derzeit haben wir nur historische Simulationen analysiert“, sagte Mann. „Was als nächstes zu untersuchen ist, sind Modellprojektionen der Zukunft, um zu sehen, was sie in Bezug auf weitere Zunahmen von Extremwetter Bevorstehendes implizieren.“
Folgt: Eine „Vorstudie“