11.12.2015

Kalt, heiß oder trocken: Anhaltende Wetterextreme durch abnehmende Sturmaktivität

Die Abnahme der Sturmaktivität in Europa, Russland, China und weiten Teilen der USA kann sich auf dortige Wetterextreme auswirken – Kälte im Winter, Hitze und Trockenheit im Sommer. Das zeigt eine neue Studie von Wissenschaftlern des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK).
 
Die beobachteten Änderungen der Sturmaktivität stehen vermutlich im Zusammenhang mit anderen Änderungen in der atmosphärischen Dynamik, wie etwa dem Jetstream – einem Band starker Höhenwinde um die nördliche Hemisphäre.
 
„Weniger oder weniger starke Stürme in den mittleren Breiten, das klingt nach guten Nachrichten – jedoch nur auf den ersten Blick“, sagt Leitautor Jascha Lehmann. Denn „normalerweise haben diese Stürme einen ausgleichenden Effekt auf die Landtemperaturen, indem sie Meeresluft von den Ozeanen zu den Kontinenten tragen. Treten sie vermindert auf, kann das extreme Temperaturen begünstigen.“
 
In den mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre werden tägliche Wetterschwankungen maßgeblich durch die Sturmzentren über dem Atlantik und Pazifik beeinflusst. Dort entstehen Stürme und andere Wettersysteme, die dann ostwärts in Richtung der Kontinente wandern. Im Winter transportieren die Stürme vergleichsweise warme Ozeanluft zu den kälteren Kontinenten – und erwärmen diese. Im Sommer kehrt sich der Effekt um: die Winde bringen kühlere und feuchte Luft von den Ozeanen. Die Wissenschaftler zeigen, dass ein Ausbleiben solcher Winde länger andauernde Hitze- und Dürreperioden im Sommer und Kälteperioden im Winter begünstigt.
 
„In diesem Sommer gefährdete eine schwere Dürre die Getreideernte in China’s nördlicher Kornkammer Liaoning, während Kalifornien unter einer nun über drei Jahre anhaltenden Dürre leidet“, sagt Lehmann. Ausführliche Analysen von Satellitendaten zeigen, dass in diesen Regionen die Sturmaktivität während der feuchteren Jahreszeiten signifikant abgenommen hat. Insgesamt ist eine solche Abnahme im Sommer auf über 80 Prozent der Landfläche der mittleren Breiten zu verzeichnen. Änderungen der winterlichen Sturmaktivität sind von Region zu Region unterschiedlich, wobei eine wesentliche Abnahme über dem Osten der USA sowie in großen Teilen Europas und Asiens zu finden ist. Betroffen sind auch die Regionen um New York und Chicago, die in den letzten Jahren unter Rekord-Kältewellen zu leiden hatten.
 
Diese beobachteten Veränderungen der Sturmaktivität in den mittleren Breiten sind wahrscheinlich verbunden mit Veränderungen des Jetstreams und planetarer Wellen in der Atmosphäre. Dynamische Veränderungen wie diese begünstigen bestimmte Wettersituationen in verschiedenen Regionen. „Regionale Veränderungen sind meistens durch natürliche Schwankungen zu erklären, zusätzlich sehen wir jedoch eine ausgeprägte generelle Abschwächung der Aktivität von Sommerstürmen“, sagt Ko-Autor Dim Coumou. „Dies zeigen auch Klima-Simulationen zukünftiger Emissionsszenarien. Dennoch sind die Daten noch nicht ausreichend um festzumachen, ob die Sturmaktivität sich durch den Klimawandel verändert – das werden wir weiter untersuchen.“
 
Während die Sturmaktivität im Sommer im Mittel abnimmt, zeigen Simulationen eine Zunahme von starken Winterstürmen bei ungebremstem Klimawandel. Das könnte weitreichende Folgen für starke Regenfälle haben. Die stärksten Orkane und Taifune in den Tropen werden sich bei einer weiteren Erwärmung wahrscheinlich verstärken, denn sie werden von steigenden Temperaturen der Ozeanoberfläche angetrieben. In den mittleren Breiten ist der zentrale Auslöser hingegen der Temperaturunterschied zwischen dem warmen Äquator und der kalten Arktis; ein Unterschied der geringer wird, da sich die menschengemachte Erwärmung überproportional in der Arktis zeigt.
 
„Insgesamt zeigt unsere Studie wie sensibel die regionalen Wetterbedingungen auf Veränderungen der großen atmosphärischen Dynamiken reagieren“, sagt Coumou. „Für die Menschen auf der Erde kann das ernstzunehmende Folgen haben.“
 
Artikel: Lehmann, J., Coumou, D. (2015): The influence of mid-latitude storm tracks on hot, cold, dry and wet extremes. Nature Scientific Reports [DOI 10.1038/srep17491]

Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

.