Der Klimawandel wird laut Analyse zu mehr Turbulenzen im Flugverkehr auf der Nordhalbkugel führen

Eine Art unsichtbarer, unvorhersehbarer Luftturbulenzen wird laut neuen Forschungsergebnissen mit zunehmender Klimaerwärmung auf der Nordhalbkugel häufiger auftreten. Das als „Clear Air Turbulence“ bekannte Phänomen nahm zwischen 1980 und 2021 auch auf der Nordhalbkugel zu, so die Studie.

Die Forschung knüpft an jüngste Arbeiten an, die durch die Analyse umfangreicher Datensätze und die Durchführung umfassender Modellsimulationen eine Zunahme mäßiger bis schwerer Turbulenzen in klarer Luft vorhersagen. Die Studie wurde veröffentlicht In Journal of Geophysical Research: Atmosphären.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Turbulenzen in klarer Luft in den meisten vom Jetstream betroffenen Regionen zunehmen werden, insbesondere über Nordafrika, Ostasien und dem Nahen Osten, und dass die Wahrscheinlichkeit von Turbulenzen in klarer Luft mit jedem Grad Erwärmung steigt. Während die meisten Menschen mit Turbulenzen rechnen, wenn sie mit einem Flugzeug durch ein Gewitter oder über eine Bergkette fliegen, treffen Turbulenzen in klarer Luft Flugzeuge unerwartet. Und im Gegensatz zu anderen, offensichtlicheren Arten von Turbulenzen gibt es keine einfache Möglichkeit, Turbulenzen in klarer Luft zu erkennen und zu vermeiden.

„Wir wissen, dass Turbulenzen in klarer Luft die Hauptursache für Turbulenzen im Flugverkehr sind, die für etwa 70 % aller wetterbedingten Unfälle über den Vereinigten Staaten verantwortlich sind“, sagte Mohamed Foudad, Atmosphärenforscher an der University of Reading und Hauptautor der Studie. In jüngster Zeit kam es bei Turbulenzen in klarer Luft zu Verletzungen auf Flügen von Singapore Airlines und Air Europa.

Foudad fügte hinzu, dass Luftfahrtingenieure bei der Konstruktion künftiger Flugzeuge eine Zunahme der Turbulenzen berücksichtigen sollten.

„Wir sind mittlerweile ziemlich sicher, dass der Klimawandel in einigen Regionen die Turbulenzen in klarer Luft verstärkt“, sagte er.

Analyse der Luft

Die meisten Turbulenzen in klarer Luft treten in der Nähe von Jetstreams auf: schnell fließende, von West nach Ost gehende Luftströmungen in der oberen Troposphäre, wo kommerzielle Flugzeuge fliegen, etwa 10–12 Kilometer (ungefähr 32.000–39.000 Fuß) über der Erdoberfläche. Manchmal treffen Flugzeuge, die durch Jetstreams fliegen, auf Spitzen flüchtiger, aufwärts strömender Luft, die als vertikale Windscherung bezeichnet werden und das Phänomen der Turbulenzen in klarer Luft erzeugen.

Mit der Klimaerwärmung wird die Energiemenge in der Atmosphäre zunehmen, was sowohl die Geschwindigkeit der Jetstreams als auch die Anzahl der vertikalen Windscheren erhöht. Diese Zunahmen bedeuten, dass Turbulenzen in klarer Luft, denen Flugzeuge derzeit in etwa 1 % der Zeit auf der Nordhalbkugel ausgesetzt sind, in Zukunft voraussichtlich häufiger auftreten werden. Derzeit treten Turbulenzen in klarer Luft am häufigsten über Ostasien auf, wo der subtropische Jetstream am stärksten ist und wo Flugzeuge etwa 7,5 % der Zeit mit mäßigen bis schweren Turbulenzen in klarer Luft rechnen müssen.

Foudad und seine Kollegen verwendeten 11 Klimamodelle, um vergangene und zukünftige Veränderungen der Turbulenzen in klarer Luft zu bestimmen. Um zukünftige Trends zu ermitteln, führten die Forscher 20 Computersimulationen unter möglichen zukünftigen Erwärmungszunahmen von 1 Grad Celsius (entspricht der aktuellen Erwärmung) bis 4 Grad Celsius durch.

In den meisten vom Jetstream betroffenen Regionen der nördlichen Hemisphäre werden die Luftturbulenzen zunehmen. In Regionen, in denen die Turbulenzen in klarer Luft am stärksten zunehmen, stimmten die Modelle der Studie am meisten überein, was laut Foudad ein hohes Vertrauen in die Ergebnisse zeigt. Frühere Studien prognostizierten eine Zunahme der Turbulenzen in klarer Luft über dem Nordatlantik in der Zukunft, aber die neue Studie war für diese Region nicht schlüssig.

Durch eine Neuanalyse atmosphärischer Daten aus den Jahren 1980 bis 2021 stellten die Forscher fest, dass mäßige bis schwere Turbulenzen in klarer Luft über Nordafrika, Ostasien, dem Nahen Osten, dem Nordatlantik und dem Nordpazifik im Verlauf des 41-jährigen Zeitraums um etwa 60 bis 155 Prozent zugenommen haben.

Während die früheren Anstiege über Nordafrika, Ostasien und dem Nahen Osten auf den Klimawandel zurückgeführt werden können, konnten die Forscher die Anstiege über dem Nordatlantik und dem Nordpazifik nicht auf die vom Menschen verursachte Erwärmung zurückführen. Vielmehr könnten Klimaschwankungen in diesen Regionen die Anzeichen der Auswirkungen des Klimawandels verbergen.

Gefährliche Auswirkungen unsichtbarer Turbulenzen

Turbulenzen in klarer Luft lassen sich nur schwer und mit hohem Aufwand vorhersagen. Eine Zunahme der Turbulenzen könnte ein Problem für die Sicherheit von Flugzeugen darstellen.

Die Forscher weisen darauf hin, dass weitere Analysen Aufschluss darüber geben könnten, ob künftige Flüge in höheren oder niedrigeren Höhen sicherer sein könnten als derzeit üblich. Auch wenn Fluggäste in Zukunft holprigere Flüge erleben werden, sind moderne Flugzeuge doch so gebaut, dass sie starken Turbulenzen standhalten.

„Wir werden noch mehr solcher Unfälle erleben, aber die Leute sollten sich auch darüber im Klaren sein, dass Flugzeuge so konstruiert sind, dass sie den schlimmsten Turbulenzen standhalten, die auftreten können“, sagte Foudad.