Ein neues Modell erklärt, dass Wasser, das aufgrund eines sich erwärmenden Klimas aus dem Arktischen Ozean verdunstet, nach Süden transportiert wird und im Spätherbst und Frühwinter zu vermehrtem Schneefall im Norden Eurasiens führen kann. Diese Informationen ermöglichen genauere Vorhersagen von Unwetterereignissen.
Steigende Lufttemperaturen aufgrund der globalen Erwärmung lassen Gletscher und Polkappen schmelzen. Scheinbar paradoxerweise hat die Schneedecke in einigen Gebieten im Norden Eurasiens in den letzten Jahrzehnten zugenommen. Schnee ist jedoch eine Form von Wasser; Die globale Erwärmung erhöht die Feuchtigkeitsmenge in der Atmosphäre und damit die Menge und Wahrscheinlichkeit von Regen und Schnee. Zu verstehen, wo genau die Feuchtigkeit herkommt, wie sie produziert und wie sie nach Süden transportiert wird, ist für bessere Vorhersagen von Extremwetter und Klimaentwicklung relevant.
Der Umweltwissenschaftler Tomonori Sato von der Universität Hokkaido und sein Team entwickelten ein neues, gekennzeichnetes Feuchtigkeitstransportmodell, das sich auf den „japanischen 55-Jahres-Reanalysedatensatz“ stützt, eine sorgfältige Neuanalyse weltweiter historischer Wetterdaten über die Zeitspanne der letzten 55 Jahre. Mit diesem Material hielt die Gruppe ihr Modell über viel längere Distanzen als bisher kalibriert und konnte so insbesondere den Mechanismus des Feuchtigkeitstransports über die riesigen Landmassen Sibiriens aufklären.
Eine Standardtechnik zum Analysieren des Feuchtigkeitstransports ist das „getaggte Feuchtigkeitstransportmodell“. Dies ist eine Computermodellierungstechnik, die nachverfolgt, wo sich hypothetische Brocken atmosphärischer Feuchtigkeit bilden, wie sie herumbewegt werden und wo sie aufgrund der lokalen klimatischen Bedingungen ausfallen. Doch mit zunehmender Entfernung zum Ozean werden die Computermodelle immer ungenauer. Dies erschwert insbesondere quantitative Vorhersagen. Daher konnten diese Methoden den Schneefall in Nordeurasien nicht zufriedenstellend erklären.
Die Ergebnisse der Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift npj Klima- und Atmosphärenwissenschaft zeigen, dass die Wasserverdunstung aus dem Arktischen Ozean in den letzten vier Jahrzehnten zugenommen hat und dass die größten Veränderungen in der Barents- und Karasee nördlich von Westsibirien sowie über der Tschuktschen- und Ostsibirischen See nördlich von Ostsibirien aufgetreten sind Oktober und Dezember. Zu dieser Jahreszeit ist das Nordpolarmeer noch warm und die nicht von Eis bedeckte Fläche noch groß.
Wichtig ist, dass diese Entwicklung mit dem Gebiet zusammenfällt, in dem der Meereisrückgang im Zeitrahmen der Studie am stärksten war. Darüber hinaus zeigt das quantitative Modell, dass Verdunstung und Schneefall bei bestimmten Wetterereignissen wie Zyklonsystemen besonders stark sind, die ungewöhnlich große Mengen an Feuchtigkeit aufnehmen und nach Süden bis nach Sibirien transportieren, was auch detaillierte und spezifische mechanistische Einblicke in die Wetterdynamik der Region.
Da der Arktische Ozean doppelt so empfindlich auf eine rasche Erwärmung reagiert wie der globale Durchschnitt, werden die Verdunstung und die daraus resultierenden Veränderungen des Wasserkreislaufs über Nordeurasien in den kommenden Jahren noch stärker ausgeprägt sein.
Die Forscher sagen, dass, da Schneefall oft die nachgelagerten Auswirkungen der abnormalen Wetterereignisse verzögert, die ihn verursachen, „die Kenntnis des als Schneedeckenanomalie gespeicherten Vorläufersignals voraussichtlich dazu beitragen wird, saisonale Vorhersagen von abnormalem Wetter zu verbessern, z. B. das Potenzial für Hitzewellen die das Brandrisiko in borealen Wäldern erhöhen.“
Damit liefert diese Studie ein Schlüsselelement, um den Mechanismus dieses und anderer davon beeinflusster Wettersysteme zu verstehen und damit schwerwiegende Ereignisse, die Menschen und Infrastruktur schaden könnten, besser vorhersagen zu können.
Mehr Informationen:
Tomonori Sato et al., Verbesserter arktischer Feuchtigkeitstransport in Richtung Sibirien im Herbst, enthüllt durch ein Modellexperiment mit markiertem Feuchtigkeitstransport, npj Klima- und Atmosphärenwissenschaft (2022). DOI: 10.1038/s41612-022-00310-1