Erhöhte Luftfeuchtigkeit kann die Entstehung von Hurrikanen dämpfen

Erhöhte Luftfeuchtigkeit kann kritische Wettermuster über Afrika verändern und die Entstehung der Vorläufer vieler atlantischer Hurrikane erschweren, so eine neue Studie, die diesen Monat veröffentlicht wurde. Die Arbeit ist veröffentlicht im Zeitschrift für Fortschritte in der Modellierung von Erdsystemen.

Das Forschungsteam unter der Leitung von Wissenschaftlern des National Center for Atmospheric Research (NSF NCAR) der US-amerikanischen National Science Foundation verwendete ein innovatives Modell, das Simulationen der Hurrikanentstehung in höherer Auflösung ermöglicht als je zuvor. So konnten die Forscher die Auswirkungen erhöhter regionaler Feuchtigkeit über Afrika untersuchen, dem Geburtsort von Wettersystemen, die später Hurrikane über dem Atlantik erzeugen.

Frühere Forschungen haben gezeigt, dass wärmeres Meerwasser und eine feuchtere Atmosphäre dazu führen könnten, dass Hurrikane bei höheren Niederschlagsmengen intensiver werden. Doch wie sich die atmosphärische Feuchtigkeit, die in einem wärmeren Klima voraussichtlich zunehmen wird, auf die Entstehung von Hurrikanen selbst auswirken könnte, wurde bisher nicht im Detail untersucht.

Die Forscher fanden heraus, dass eine feuchtere Umgebung schwächere und langsamere afrikanische Ostwellen oder Störungen hervorbringt, die die primären Vorläufer oder „Keime“ von Hurrikanen im Atlantik sind. Die zusätzliche Feuchtigkeit verschob die Position der Gewitter innerhalb der Welle, wodurch es für die Welle schwieriger wurde, zu wachsen. Erhöhte Feuchtigkeit verlangsamte auch die Bewegung der Welle, was zu einer schwächeren und verzögerten Bildung von Hurrikankeimen führte, bis sie die östlichen atlantischen Gewässer erreichten.

„In den letzten zwei Jahrzehnten wurde in beträchtlichem Umfang die Rolle der feuchten Tiefenkonvektion bei der Erklärung der Entwicklung afrikanischer Ostwellen betont“, sagte Kelly Núñez Ocasio, Wissenschaftlerin und Hauptautorin des NSF NCAR. „Die genaue Rolle der Feuchtigkeit hat sich jedoch als ziemlich schwer fassbar erwiesen. Mit der Entwicklung neuer Modellierungsmöglichkeiten konnte ich mich auf die Rolle der Feuchtigkeit bei der Zyklogenese konzentrieren, die aus den Hurrikansamen hervorgeht.“

Modellierung der nächsten Generation

Die Entstehung von Hurrikanen und anderen tropischen Wirbelstürmen, die sogenannte Zyklogenese, ist ein komplexer Prozess, bei dem kleine Wetterereignisse und große atmosphärische Ereignisse gleichzeitig auftreten. Diese Komplexität hat es schwierig gemacht, die Entstehung tropischer Wirbelstürme zu untersuchen und zu modellieren. Die meisten Klimamodelle liefern nur ein grobes Bild davon, was mit lokalem Wetter geschieht, was es schwierig macht, etwas über die Rolle einzelner Bestandteile wie Feuchtigkeit zu erfahren, die sich vermischen, um Zyklogenese zu erzeugen.

Um dieses Problem zu lösen, griff das Forschungsteam auf das Model for Prediction Across Scales (MPAS) zurück. MPAS kann sowohl lokales als auch globales Wetter modellieren. Dank dieser Fähigkeit konnten Núñez Ocasio und ihre Kollegen herauszoomen und die globale Feuchtigkeit simulieren. Anschließend konnten sie hineinzoomen, um zu sehen, wie diese mit lokalen Wetterereignissen interagiert, die zur Bildung tropischer Wirbelstürme führen.

Die Forscher begannen das Experiment, indem sie mit MPAS eine feuchtigkeitsgetriebene afrikanische Ostwelle reproduzierten, die 2006 zum Hurrikan Helene wurde. Das Team nutzte diese Basis, um Feuchtigkeit hinzuzufügen oder wegzunehmen und zu untersuchen, was mit diesen Veränderungen geschah.

„Als ich die Feuchtigkeit erhöhte, sahen wir mehr Konvektion und Gewitter, was zu erwarten war. Wir stellten jedoch fest, dass die Wellen Schwierigkeiten hatten, sich mit der intensiveren und tieferen Konvektion zu verbinden“, sagte Núñez Ocasio. „Mit zunehmender Feuchtigkeit bewegte sich die Energiequelle der tropischen Wirbelsturmsamen nach Norden und weiter weg, wodurch die kinetische Energie der afrikanischen Ostwelle abnahm, was zu schwachen, energiearmen tropischen Wirbelsturmsamen führte.“

Die Untersuchung der Entwicklung tropischer Wirbelstürme nach dieser Anfangsphase lag außerhalb des Rahmens dieser Studie. Es bedarf weiterer Forschung, um herauszufinden, ob diese schwächeren Keime zu schwächeren tropischen Wirbelstürmen und Hurrikanen führen oder ob ihre Entstehung einfach länger dauert.

Die Bedingungen, die zur Entstehung tropischer Wirbelstürme führen, sind komplex, aber Forscher hoffen, dass diese neueren Modellierungstechniken zu besseren Vorhersagen führen werden. So hat Núñez Ocasio beispielsweise begonnen, Simulationen durchzuführen, bei denen sie andere atmosphärische Variablen verändert, die für die Entstehung tropischer Wirbelstürme von entscheidender Bedeutung sind.

„Zusätzlich zur Feuchtigkeit ändere ich in Zusammenarbeit mit Erin Dougherty, Projektwissenschaftlerin des NSF NCAR, auch andere Variablen im Modell, um ein zukünftiges Klimaszenario realistischer zu reproduzieren“, sagte sie. „Bisher sehe ich Ähnlichkeiten zu den Ergebnissen dieser Studie, auch wenn ich diese anderen wichtigen Teile ändere.“