Die globale Erwärmung macht es wahrscheinlicher, dass Wetterlagen in den Sommermonaten der Nord-Halbkugel länger anhalten, was dann zu mehr extremen Wetterereignissen führt. Dies zeigt eine neuartige Analyse von langjährigen Atmosphärendaten. Zu diesen Ereignissen gehören Hitzewellen, Dürreperioden und intensive Regenfälle. Vor allem in Europa, aber auch in Russland, haben die anhaltenden Wetterlagen in den letzten Jahrzehnten an Zahl und Stärke zugenommen. Dabei treten die Wetterextreme oft an verschiedenen Orten gleichzeitig auf.
„In unserer Studie zeigen wir, dass sich lang anhaltende Wetterlagen im Sommer über dem Nordatlantik, Europa und Sibirien immer ähnlicher werden und letztlich extreme Wetterereignisse begünstigen. Allein in Europa sind bereits rund 70 Prozent der Landfläche von länger an einer Stelle verharrenden Wetterlagen betroffen“, sagt Peter Hoffmann vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Erstautor der in Scientific Reports veröffentlichten Studie. „Das bedeutet, dass die Menschen, vor allem im dicht besiedelten Europa, wahrscheinlich mehr und auch stärkere und gefährlichere Wetterereignisse erleben werden.“
Längerer Sonnenschein oder Regen führen zu extremen Ereignissen
Um dies zu belegen, analysierten die Wissenschaftler die so genannte Persistenz bestimmter Wetterbedingungen. Sie wendeten bewährte Bildvergleichsmethoden auf Atmosphärendaten an und verglichen Millionen aufeinander folgender Wetterzirkulationsmuster weltweit aus den vergangenen 40 Jahren. Sie untersuchten insbesondere zwei einzelne Extremereignisse, die Hitzewelle 2010 in Russland und den außergewöhnlich trockenen Sommer 2018 in Europa.
„Wir haben festgestellt, dass die Wettermuster im Allgemeinen heute beständiger sind als noch vor einigen Jahrzehnten“, sagt Hoffmann. „Vor allem im Sommer dauern Hitzewellen jetzt oft länger, und auch Niederschlagsereignisse neigen dazu, länger zu dauern und intensiver zu sein. Je länger diese Wetterlagen andauern, desto intensiver können die Extreme werden, sowohl auf der warmen und trockenen Seite als auch auf der Seite des Dauerregens.“
Die Zunahme der lang anhaltenden Wetterbedingungen ist zu einem großen Teil auf dynamische Veränderungen in der Atmosphäre zurückzuführen. Denn Westwinde in den oberen Atmosphärenschichten werden schwächer und können Wettersysteme nicht mehr so stark vorantreiben. Sie verharren daher mal länger einer Stelle. Dann gibt es in der betroffenen Region statt ein paar sonnigen Tagen eine mehrwöchige Hitzewelle, oder Regenfälle halten so lange an, dass es zu Überschwemmungen kommen kann.
Klimamodelle unterschätzen möglicherweise den Anstieg der Wetterpersistenz
Wie das Auge eines kundigen Beobachters tastet die neue Bilddaten-Vergleichsmethode systematisch Muster in Atmosphärendaten ab und hilft abzuschätzen, inwieweit aufeinander folgende Wetterzirkulationsmuster sich im Laufe der Zeit verändern oder stabil bleiben. Fred Hattermann, Mitautor der Studie und ebenfalls Wissenschaftler am PIK, erläutert das Potenzial des neuen Ansatzes: „Unsere Methode verbessert die Interpretation langfristiger Klimaauswirkungen entscheidend.
Wenn wir die gleiche Methode auf die Ergebnisse von Klimamodellen anwenden, also Computersimulationen, sehen wir keine vergleichbare Zunahme lang anhaltender Wetterlagen, insbesondere nicht über Europa. Möglicherweise waren die Klimamodelle etwas zu konservativ und haben den Anstieg der Wetterpersistenz unterschätzt – und damit auch die Wetterextreme über Europa.“ Dies wird angesichts des fortschreitenden Klimawandels immer wichtiger.
„Jüngste Ereignisse und laufende Forschungen haben gezeigt, dass die Menge und Stärke von Extremereignissen aufgrund des globalen Temperaturanstiegs zugenommen hat“, so Hattermann abschließend. „Um diesem besorgniserregenden Trend entgegenzuwirken, muss es das Ziel sein, die globalen Treibhausgasemissionen zu reduzieren, und damit den Klimawandel zu begrenzen.“