Die NASA kartiert wichtige Hitzewellenunterschiede in Südkalifornien

Heißes Wetter ist der Region Südkalifornien nicht fremd, sie sieht sich immer mehr feuchten Hitzewellen ausgesetzt, die die Anpassungsfähigkeit ihrer Bewohner auf die Probe stellen. Aber verschiedene Bereiche spüren unterschiedliche Auswirkungen.

Aufgrund des Klimawandels auf der Erde wird erwartet, dass es in der Region, wie in weiten Teilen des Planeten, in Zukunft zu weiteren Hitzewellen kommen wird. Und in einigen davon wird es immer feuchter, da langfristige Prognosen schwüle Perioden voraussagen, die eher für Florida oder den Osten von Texas gelten.

Um zu verstehen, was diese Veränderungen im Großraum Los Angeles bedeuten könnten, haben Wissenschaftler des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien kartiert, wie extreme Hitze- und Feuchtigkeitsmuster je nach regionaler Geographie variieren. Die Ergebnisse unterstreichen, dass die Lufttemperatur allein nicht alles über gefährliche Hitze aussagt.

Die Ergebnisse werden im veröffentlicht Zeitschrift für Angewandte Meteorologie und Klimatologie.

„Wir können nicht nur die Lufttemperatur betrachten, wenn wir über die Auswirkungen von Hitzewellen sprechen“, sagte Studienautorin Anamika Shreevastava, Postdoktorandin der NASA am JPL. „Menschen neigen dazu, sich an ihren Wohnort zu gewöhnen. Wir müssen verstehen, wie anormale Bedingungen die Gewöhnung der Menschen verändern.“

Der Klimawandel führt zu längeren, heißeren und häufigeren Hitzewellen. Nach Angaben des National Weather Service ist extreme Hitze in den USA die wetterbedingte Todesursache Nr. 1 und verursacht mehr Todesfälle als Hurrikane und Überschwemmungen.

Der Großraum Los Angeles ist ein Paradebeispiel für eine städtische Wärmeinsel – Städte und Vororte, die aus wärmespeicherndem Beton und Asphalt bestehen und zu wärmeren Temperaturen führen als umliegende ländliche Gebiete mit mehr Vegetation. Der von Bergen und dem Meer begrenzte Großraum LA umfasst Vororte und Wolkenkratzer mit einer hohen Bevölkerungsdichte und unterschiedlichen Grünflächen. Es umfasst mehrere Landkreise, Zehntausende Quadratmeilen und mehr als 18 Millionen Menschen, was es zu einem überzeugenden Testfeld für die Hitzewellenforschung macht.

Der Klimawandel und die Hitze in den Städten führen nun gemeinsam zu unterschiedlichen Hitzewellen. Im 20. Jahrhundert waren die meisten Hitzewellen in LA trocken. Allerdings haben feuchte Ereignisse seit 1950 stetig an Häufigkeit und Intensität zugenommen, was teilweise auf die anschwellende Feuchtigkeit von der sich erwärmenden Meeresoberfläche zurückzuführen ist.

In ihrer Fallstudie verglichen die JPL-Wissenschaftler zwei Hitzewellen, die im Sommer 2020 den Großraum Los Angeles heimsuchten: eine längere schwüle Phase im August und eine extrem trockene dreitägige Spitze im September. Während des letztgenannten Ereignisses stiegen die Temperaturen im San Fernando Valley – einem dicht besiedelten Teil der Stadt Los Angeles – auf über 49 Grad Celsius, während sengende Winde in den nahegelegenen San Gabriel Mountains ein verheerendes Lauffeuer entfachten.

Für ihre Studie verwendeten die Wissenschaftler den Datensatz Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2) der NASA – eine Neuanalyse historischer Atmosphärenbeobachtungen. Sie fanden heraus, dass beide Hitzewellen die Temperaturen über das 90. Perzentil des August-September-Klimarekords in LA trieben. Mithilfe fortschrittlicher Wettermodelle simulierten sie die Hitzewellen und untersuchten ihre Auswirkungen auf die gesamte Region.

Die Forscher fanden heraus, dass die Lufttemperaturen während der schwülen Hitzewelle im August zwar um bis zu 10 Grad Celsius kühler waren, die Hitzebelastung für die menschliche Gesundheit jedoch größer war als im September. Das liegt daran, dass die Feuchtkugeltemperatur – die Wärme damit in Beziehung setzt, wie gut sich unser Körper durch Schwitzen abkühlt – aufgrund der Luftfeuchtigkeit stark angestiegen ist.

Die Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es sei, feuchte Hitze bei der Ausgabe von Warnungen vor extremer Hitze einzubeziehen, sagten die Wissenschaftler.

Lokale Auswirkungen

Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Studie war, dass Hitzewellen nicht jeden Ort auf die gleiche Weise treffen. „Die gleiche Hitzewelle kann sich aufgrund lokaler Klimaschwankungen und Ungleichheiten in der Vegetation unterschiedlich anfühlen, was einen Schatten- und Kühleffekt hat. Diese kleinräumigen Schwankungen machen einen großen Unterschied in der Wirkung“, sagte Shreevastava, der extreme Hitze und ihre Auswirkungen untersucht städtische und natürliche Ökosysteme.

Shreevastava und ihr Team untersuchten drei Regionen, die die Hitzewellen 2020 unterschiedlich erlebten: Southern LA County und Orange County blieben aufgrund ihrer Nähe zum Pazifischen Ozean und der Küstenfeuchtigkeit kühler. Talregionen, darunter San Fernando und Riverside, waren tendenziell trockener und heißer. Zentral-LA lag zwischen den beiden Extremen.

Trotz der Mikroklimaschwankungen hatte die Luftfeuchtigkeit einen ausgleichenden Effekt: Sowohl die Küsten- als auch die Binnengebiete erlebten während der schwülen Hitzewelle im August einen erhöhten nächtlichen Hitzestress. Dies war eine bemerkenswerte Veränderung für die Talregionen, die in der Vergangenheit sengenden Tagestemperaturen durch trockenere Nächte entgegengewirkt haben. Talgebiete wie die in den Landkreisen San Bernardino und Riverside erlebten die größte Veränderung gegenüber den jüngsten historischen Durchschnittswerten, mit bis zu 10,8 Grad Fahrenheit (6 Grad Celsius) zusätzlicher Hitzebelastung in feuchten Hitzewellennächten.

Die Forscher sagten, dass ihre Ergebnisse verdeutlichen, wie Unterschiede in den Mustern kleiner Hitzewellen in Stadtvierteln von entscheidender Bedeutung für die Gestaltung von Notfallplänen und -richtlinien für unsere gemeinsame, heißere Zukunft seien.