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Verringerte Sturmaktivität im Sommer verstärkt Hitzewellen

12.03.2015 - Stürmisches Wetter hat in großen Teilen Europas, der USA und Russlands in den vergangenen Jahrzehnten im Sommer abgenommen – aber das ist keine gute Nachricht. Denn die Abschwächung von starken Winden, die in Verbindung stehen mit dem Jetstream und mit bestimmten Wetterlagen, verlängert die Dauer von Hitzewellen und verstärkt sie damit auch. Dies kann zu Hitze-Extremen führen wie 2010 in Russland, wo Missernten auftraten und Waldbrände wüteten. Das zeigt eine jetzt in der hoch renommierten Fachzeitschrift Science erscheinende Studie eines Teams von Wissenschaftlern des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung. Sie bringen ihre Entdeckung mit Veränderungen in der Arktis in Verbindung, die von der mensch-gemachten globalen Erwärmung verursacht werden.
Verringerte Sturmaktivität im Sommer verstärkt Hitzewellen

Ein Farmer aus Colorado/USA in den Überbleibseln seines Maisfeldes nach einer großen Dürre im Sommer 2012. Foto: Thinkstock

„Wenn die großen Luftströmungen im Himmel über uns vom Klimawandel gestört werden, kann das erhebliche Auswirkungen unten auf der Erde haben“, sagt Leit-Autor Dim Coumou. „Eine Abnahme der Sturmaktivität könnte man zunächst für etwas Gutes halten. Nun zeigt sich aber, dass diese Abnahme dazu führt, dass Wetterlagen in den mittleren Breiten der nördlichen Halbkugel oft länger anhalten. Im Sommer transportieren Stürme feuchte und kühle Luft vom Ozean auf die Kontinente, was nach einer Zeit drückender Wärme wieder Linderung bringt. Flauten hingegen verlängern Wärmeperioden. Hitze-Extreme und Dürren sind die Folge.“

Klimawandel könnte Luftzirkulation in der warmen Jahreszeit weiter verringern

Bisherige Studien anderer Forscher haben sich größtenteils auf Winterstürme fokussiert, weil diese gewöhnlich die größten Schäden verursachen. Regional kann sich die Häufigkeit oder die Stärke der Stürme in der kalten Jahreszeit verändern, aber im Durchschnitt ändert sich wenig. Ganz anders im Sommer: Hier zeigt die Analyse der Beobachtungsdaten von Messstationen und Satelliten auch im Durchschnitt einen deutlichen Rückgang der Sturmaktivität – also eine Verringerung entweder der Häufigkeit oder der Stärke oder von beidem. Die Wissenschaftler haben dazu eine spezifische Form von Turbulenzen untersucht, die sogenannten synoptischen Eddies, und die Gesamtenergie ihrer Windgeschwindigkeit berechnet. Diese Energie, die ein Maß ist für das Wechselspiel zwischen Häufigkeit und Stärke von Hoch- und Tiefdrucksystemen in der Atmosphäre, ist seit 1979 um rund ein Zehntel gesunken.

„Ein ungebremster Klimawandel könnte die sommerlichen Luftströme weiter abschwächen, was dann das Risiko von Hitzewellen erhöht“, sagt Ko-Autor Jascha Lehmann. „Klimasimulationen für die nächsten Jahrzehnte, die CMIP5, zeigen bemerkenswerterweise den gleichen Zusammenhang, den wir in den Beobachtungsdaten entdeckt haben. Insofern könnten die Hitze-Extreme, die in den vergangenen Jahren auftraten, erst der Anfang sein.“

Der Arktis-Faktor: Erwärmung doppelt so schnell wie auf dem Rest des Planeten

Die beschleunigte Erwärmung der Arktis könnte die beobachteten Veränderungen der Luftzirkulation antreiben, so die Wissenschaftler. Treibhausgase aus fossilen Brennstoffen lassen die Temperaturen weltweit im Mittel steigen, aber im hohen Norden geschieht dies doppelt so schnell wie sonst auf dem Planeten. Das arktische Meereis schrumpft wegen der weltweiten Erwärmung – weil aber die eisfreie dunkle Meeresoberfläche weniger Sonnenlicht zurück ins All abstrahlt, als dies das weiße Eis tun würde, nimmt die Region mehr Wärme auf. Das wärmere Wasser erwärmt die Luft, was den Temperatur-Unterschied zwischen der kalten Polarregion und dem wärmeren Rest der Nordhalbkugel verringert.

Weil dieser Temperatur-Unterschied die Luftströme antreibt, führt eine Verringerung dieses Unterschieds zu einer Abschwächung des als Jetstream bekannten Strahlstroms. Genau dies haben die Wissenschaftler auch beobachtet. Sie bringen diese Abschwächung in Zusammenhang mit der Verringerung der Sturmaktivität.

„Aus welchem Winkel auch immer wir auf die Hitze-Extreme schauen: die Fakten, die wir finden, deuten alle in die gleiche Richtung“, so Coumou. „Die Hitze-Extreme nehmen nicht einfach nur deshalb zu, weil wir den Planeten erwärmen, sondern weil der Klimawandel zusätzlich Luftströme stört, die wichtig sind für die Entstehung unseres Wetters. Die verringerten täglichen Schwankungen, die wir beobachten, führen zu länger anhaltenden Wetterlagen. Und diese lassen Extreme enstehen, die sich über Wochen erstrecken. So steigt das Risiko von Hitzewellen mit erheblichen Auswirkungen.“

 

Artikel: Coumou, D., Lehmann, J., Beckmann, J. (2015): The weakening summer circulation in the Northern Hemisphere mid-latitudes. Science (Express). [DOI: 10.1126/science.1261768]

Weblink zum Artikel: http://www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.1261768

Weblink zu einer früheren Studie zu planetaren Wellen, die Einfluss auf Hitze-Extreme haben können: https://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/mehr-wetterextreme-durch-aufschaukeln-riesiger-wellen-in-der-atmosphaere?set_language=de

Weblink zu einer früheren Studie zur Zunahme von Hitze-Extremen: https://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/multifold-increase-in-heat-extremes-by-2040?set_language=de

 


Kontakt für weitere Informationen:
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