Atmosphärenforscher des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) können belegen, dass der wellenförmige Verlauf des Jetstreams im Winter und damit verbundene Extremwetterlagen wie Kälteeinbrüche in Mitteleuropa und Nordamerika in direktem Zusammenhang mit dem Klimawandel stehen. Über ihre Erkenntnisse berichten die Forscher im Onlineportal «Scientific Reports».
Als Jetstream wird ein starkes Westwindband über den mittleren Breiten bezeichnet, das die grossen Wettersysteme von West nach Ost schiebt. Der Wind weht gemäss AWI in etwa zehn Kilometern Höhe rund um die Erde, wird von den Temperaturunterschieden zwischen Tropen und Arktis angetrieben und erreichte früher Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde.
Allerdings zeigen Beobachtungen, dass sich der Wind mittlerweile immer wieder abschwächt. Er weht dann seltener auf einem geradlinigen Kurs parallel zum Äquator, sondern schlängelt sich öfter in Riesenwellen über die Nordhalbkugel.
Kälteeinbrüche, Hitzewellen
Diese Wellen wiederum führen im Winter zu ungewöhnlichen Kaltlufteinbrüchen aus der Arktis in die mittleren Breiten – zuletzt im vergangenen Januar, als der Mittlere Westen der USA von extremer Kälte heimgesucht wurde. Im Sommer dagegen verursacht ein schwächelnder Jetstream lang anhaltende Hitzewellen und Trockenheit, wie sie in Europa unter anderem 2003, 2006, 2015 und 2018 zu erleben waren.
Diese grundsätzlichen Zusammenhänge sind zwar gemäss AWI seit einiger Zeit bekannt. Forschern gelang es aber bislang nicht, den Schlängelkurs des Jetstreams in Klimamodellen realistisch zu reproduzieren und einen Zusammenhang zwischen dem schwächelnden Wind und den globalen Klimaänderungen herzustellen. Diese Hürde nahmen die Potsdamer AWI-Atmosphärenforscher nun, indem sie ihr globales Klimamodell um einen innovativen Baustein der Ozonchemie ergänzten.
«Teil des menschengemachten Klimawandels»
«Wir haben einen Machine-Learning-Algorithmus entwickelt, welcher es uns erlaubt, die Ozonschicht als interaktives Element im Modell darzustellen und daher die Wechselwirkungen aus der Stratosphäre und der Ozonschicht mit zu berücksichtigen», sagt der Erstautor der Studie und AWI-Atmosphärenforscher Erik Romanowsky. «Mit diesem Modellsystem sind wir jetzt in der Lage, die beobachteten Veränderungen im Jetstream realistisch zu reproduzieren.»
Mit Hilfe des neuen Kombimodells können die Forscher nun auch die Ursachen des Jetstreamschlängelns genauer untersuchen. «Unsere Studie zeigt, dass die Veränderungen im Jetstream zumindest teilweise vom Rückgang des arktischen Meereises verursacht werden», sagt der Leiter der AWI-Atmosphärenforschung, Markus Rex. «Sollte die Eisdecke weiter schrumpfen, gehen wir davon aus, dass die bislang beobachteten Extremwetterereignisse in den mittleren Breiten in ihrer Häufigkeit und Intensität zunehmen werden.»
Rex: «Unsere Ergebnisse untermauern zudem, dass die häufiger auftretenden winterlichen Kaltphasen in den USA, Europa und Asien der Klimaerwärmung nicht widersprechen, sondern vielmehr Teil des menschengemachten Klimawandels sind.» (SDA/noo)