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Klimawandel

Ändern sich Wettermuster, weil es in der Arktis wärmer wird?

Wissenschaft und Versicherer nehmen das Phänomen ortsfester Wetterlagen ins Visier.

21.04.2015

Ernst Rauch erklärt meteorologische Zusammenhänge.
Kälte- und Hitzeperioden, Dürren und große Nässe zur Unzeit oder von auffälliger Dauer, fast überall auf der Welt macht sich das Gefühl breit, bekannte Wettermuster seien ins Rutschen gekommen. Der Winter 2013/14 ist ein gutes Beispiel: Während er in Mitteleuropa nahezu nicht stattfand, gab es im östlichen Nordamerika und Japan Kälte- und Schneefallrekorde. In Kalifornien fiel zuwenig Winterniederschlag, um die Dürre aufzulösen, und in Großbritannien regnete es dauerhaft. Was passiert da?

Meteorologen sind mit schnellen Erklärungen vorsichtig. Aus ihrer Sicht aber ist auffällig, dass Wetterlagen in den vergangenen Jahren ungewöhnlich lange, oftmals über Wochen hinweg anhielten und sich dadurch extreme Auswirkungen ergeben können. Verantwortlich gemacht werden dafür ausgeprägte Wellen des Jetstreams, jenes Bands von starken Winden aus westlichen Richtungen, das in beiden Hemisphären in größerer Höhe um die Polarregionen verläuft und das Wetter der mittleren Breiten maßgeblich bestimmt.

Um für die Nordhalbkugel zu verstehen, wie das funktioniert, muss man sich den Jetstream genauer ansehen. Er trennt die kalten polnahen von den warmen subtropischen Luftmassen. Immer vorhandene Störungen wie z.B. Gebirgsmassive prägen diesem Starkwindband eine Wellenstruktur auf. Dann dringen arktische Luftmassen in sogenannten Trögen (Ausbeulungen nach Süden) weit Richtung Süden vor. Die sogenannten Rücken (Ausbeulungen nach Norden) transportieren hingegen subtropische Luftmassen in die entgegengesetzte Richtung. Aufgrund dynamischer Prozesse korrespondieren den Trögen in tieferen Bereichen der Atmosphäre Tiefdruckgebiete, die unter dem polwärts aus dem Trog herausführenden Abschnitt der Höhenströmung liegen. Den Rücken korrespondieren Gebiete mit hohem Luftdruck, die unter dem äquatorwärts aus dem Rücken herausführenden Abschnitt des Jetstreams angeordnet sind.
Wellenmuster des Jetstreams über der Nordhalbkugel mit entsprechenden Hoch- und Tiefdruckgebieten, gemittelt über die Periode 25.Juli – 8.August 2010.
Je größer die Auslenkung (Amplitude) des Jetstreams, umso eher können sich daraus offensichtlich Wetterextreme ergeben. Der physikalische Grund eines Wellenmusters mit großen Amplituden liegt in einer resonanten Verstärkung der Wellenschwingung. In den meisten Fällen ziehen die Tröge und Rücken von West nach Ost um die Halbkugel. Tiefs und Hochs wechseln sich so im Verlauf mehrerer Tage über einer Region ab. „Diverse Studien legen jedoch nahe, dass der Jetstream in den vergangenen Jahrzehnten immer häufiger auf der Stelle tritt – und zwar ausgerechnet dann, wenn seine Auslenkungen besonders groß sind. Dann können  auch die Auswirkungen extreme Züge annehmen“, sagt Professor Peter Höppe, Head of Geo Risks Research / Corporate Climate Centre von Munich Re. Die Wellen des Starkwindbands können bis zu mehrere Wochen über einem Gebiet verharren, erzeugen so quasi-stationäre Wetterlagen. Im Einflussbereich der Tröge kommen dann große Regenmengen zusammen, im Einflussbereich der Rücken treten im Sommer Hitzewellen und Dürren auf. „Würde man die meteorologischen Parameter über die geografische Breite mitteln, wäre das Ganze unauffällig“, so Höppe. Aus Sicht der Versicherer sind ortsfeste Wetterlagen aber eine teure Besonderheit: Hier kommt es überproportional zu Schäden.
Resonant verstärkte Wellenstruktur mit quasi-stationärem Hoch in Russland und Tief in Pakistan, gemittelt über die Periode 25.Juli – 8.August 2010. In beiden Regionen kam es wetterbedingt zu erheblichen Schäden.
Klimaforscher diskutieren derzeit intensiv, ob die Wellenmuster des Jetstreams sich infolge des Klimawandels verändern, insbesondere durch das rasche Abtauen  des Meereises in den arktischen Breiten. „Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das vermehrte Auftreten ortsfester Wetterlagen mit der starken Erwärmung der arktischen Region zusammenhängt“, sagt Dr. Eberhard Faust, Forschungsleiter Klima- und Naturgefahren bei Munich Re. „Komplett wird allerdings eine mögliche ursächliche Verbindung in diesem frühen Stadium der Forschung noch nicht verstanden.“
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