Hurrikane gehören zu den zerstörerischsten Naturgefahren der Welt. Ihre Fähigkeit, Schaden anzurichten, wird von ihrer Umgebung geprägt; Bedingungen wie warmes Meerwasser, führende Winde und Luftfeuchtigkeit können die Stärke eines Sturms bestimmen.
Eine neue Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern des Pacific Northwest National Laboratory des Energieministeriums kommt zu dem Ergebnis, dass sich die Küstenbedingungen seit 1979 verändert haben, was dazu führt, dass küstennahe Hurrikane auf der ganzen Welt immer stärker werden. Darüber hinaus deuten neue Prognosen darauf hin, dass diese Rate weiter steigen wird, wenn die aktuellen Erwärmungstrends anhalten. Das Papier ist veröffentlicht im Tagebuch Die Zukunft der Erde.
Es wurde viel Arbeit geleistet, um zu dokumentieren, wie sich Hurrikane in unserer wärmeren Welt verändern. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Stürme möglicherweise nasser werden und ein erhöhtes Überschwemmungsrisiko drohen. Andere Untersuchungen deuten darauf hin, dass sie in manchen Gebieten häufiger zuschlagen könnten und dass ihre Intensität näher an der Küste ihren Höhepunkt erreichen könnte, was ein zusätzliches Risiko für die rund 40 Prozent der Weltbevölkerung darstellt, die im Umkreis von 100 Kilometern (62,13 Meilen) von einer Küste leben, so die Studie Vereinte Nationen.
Bisher hat jedoch niemand dokumentiert, ob sich Küstenhurrikane auf globaler Ebene schneller verstärken. Bei der Betrachtung früherer Daten stellten die Autoren der neuen Arbeit fest, dass die durchschnittliche Geschwindigkeit, mit der sich diese Stürme im Zeitraum von 1979 bis 2000 verstärkten, alle sechs Stunden 0,37 Knoten betrug. Dieses Tempo nahm im Zeitraum von 2000 bis 2020 zu, wobei die mittlere Intensivierungsrate alle sechs Stunden 1,15 Knoten betrug.
In den zwei Jahrzehnten vor dem Jahr 2000 begann ein Hurrikan im Durchschnitt mit einer bestimmten Intensität und steigerte seine Stärke im Laufe eines Tages um etwa 1,5 Knoten. Nach dem Jahr 2000 könnte ein durchschnittlicher Hurrikan mit der gleichen Intensität beginnen und sich im gleichen Zeitraum von 24 Stunden um etwa 4,5 Knoten verstärken.
Neu ist auch die Erkenntnis, dass sich dieser globale Trend im Zuge des Klimawandels voraussichtlich verstärken wird. Ein Großteil der Hurrikanforschung konzentriert sich auf historische Beobachtungen und untersucht vergangene Aufzeichnungen, um mögliche Trends bei der Hurrikanverstärkung zu untersuchen.
In der neuen Arbeit enthüllte die Klimamodellierung, wie sich Hurrikane in den kommenden Jahrzehnten entwickeln könnten. An fast allen Küsten der kontinentalen Landmassen der Welt dürften sich Hurrikane mit der Erwärmung der Welt schneller verstärken, heißt es in der neuen Arbeit.
„Wir sprechen hier nicht von einer Intensivierung mitten im Ozean“, sagte der Hauptautor und Klimaforscher Karthik Balaguru. „Wir sprechen davon, dass es direkt an der Küste passiert, wo es am wichtigsten ist.“ Obwohl die Veränderung nur die Küstenumgebung betreffe, könnten Inseln dem gleichen Risiko ausgesetzt sein, fügte Balaguru hinzu, da sich in der Nähe der Philippinen und Madagaskars der gleiche Anstieg der Intensivierung entwickeln könnte.
Nicht alle Hurrikane verstärken sich schnell – die Autoren der oben beschriebenen neuen Arbeit untersuchten die Hurrikanverstärkung im Allgemeinen. Welche Faktoren treiben eine schnelle Intensivierung voran? Karthik Balaguru erklärt. Bildnachweis: Pacific Northwest National Laboratory
Steigende Intensivierungsraten: Was steckt hinter dem Wandel?
Die Autoren der neuen Arbeit verweisen auf erhöhte Luftfeuchtigkeit und abgeschwächte Windscherung als Hauptfaktoren für die zunehmende Intensivierungsrate, wobei letztere in Zukunft eine besonders wichtige Rolle spielen werden.
Unter Windscherung versteht man Änderungen der Windgeschwindigkeit und -richtung in verschiedenen Höhen der Erdatmosphäre. Stellen Sie sich vor, Sie würden direkt von der Planetenoberfläche nach oben fliegen, als wären Sie in einem Aufzug. Wenn Sie sich durch atmosphärische Schichten bewegen, sind die Winde nicht gleichmäßig – Sie können in einer Schicht auf starke Böen stoßen und einige Kilometer darüber vielleicht auf schwächere Winde, die sich in eine andere Richtung bewegen.
Die vertikale Windscherung hat großen Einfluss auf die Stärke eines Hurrikans. Wenn Windscherung stark genug ist, kann sie dem Sturmkern Feuchtigkeit entziehen und so seine Kraft schwächen. Zu schwach, und das ist eine Kontrolle weniger für sich verstärkende Hurrikane.
Balagurus Team stellte fest, dass die Windscherung in weiten Teilen der Welt, insbesondere in der Nähe der Küstenregionen der nördlichen Hemisphäre, in einem wärmeren Klima wahrscheinlich schwächer wird. Wahrscheinlich spielen mehrere Faktoren eine Rolle.
Die von der subtropischen Meeresoberfläche in die darüber liegende Luft übertragene Wärme verändert die atmosphärischen Zirkulationsmuster und führt letztendlich zu einer schwächeren Windscherung an den Küsten der USA. Über Nordostasien ist die Erwärmung in den oberen Schichten der Erdatmosphäre der Hauptgrund für die dortige schwächere Windscherung. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass sich die höheren Schichten der Erdatmosphäre schneller erwärmen als die Planetenoberfläche.
„Diese Arbeit hat tiefgreifende Auswirkungen auf die an der Küste lebenden Menschen sowie auf operative Meteorologen und Entscheidungsträger“, sagte Co-Autorin und Geowissenschaftlerin Ruby Leung. „Die von uns beobachteten steigenden Intensitätsraten könnten bedeuten, dass auf Land treffende Hurrikane stärker und damit zerstörerischer werden. Es ist wichtig, dass wir verstehen, wie sich die von diesen Stürmen ausgehenden Risiken ändern könnten, wenn sich unser Klima ändert.“
Die Autoren weisen darauf hin, dass steigende Intensivierungsraten weltweit nicht völlig einheitlich sind. Entlang der Westküste Mexikos beispielsweise deuten die Daten nicht darauf hin, dass sich Hurrikane wesentlich schneller verstärken.
Im Einklang mit der Aufzeigung der vielfältigen Auswirkungen der globalen Erwärmung auf extreme Wetterereignisse in diesem Jahrhundert führte Balaguru kürzlich ein anderes Team dazu, einen überraschenden Zusammenhang zwischen Hurrikanen und einer anderen Form von Naturgefahren aufzudecken: Waldbränden.
Zyklone und Waldbrände
In Arbeit, die Anfang des Jahres veröffentlicht wurdeBalaguru und seine Co-Autoren fanden heraus, dass Hurrikane, die ihren Ursprung im Ostpazifik haben, das Waldbrandwetter im Südwesten der USA beeinflussen könnten.
Hurrikane im Ostpazifik treffen in der Regel nicht oft auf Land. Ihre Wege bleiben typischerweise in Meeresgewässern. Von September bis Oktober ist es jedoch wahrscheinlicher, dass die Stürme diesem Trend trotzen.
Hurrikan Hilary beispielsweise entstand im Ostpazifik und landete bald auf der westlichen Halbinsel Baja California, was das National Hurricane Center dazu veranlasste, seine erste Tropensturmwarnung für Südkalifornien herauszugeben.
Balagurus Team stellte fest, dass Hurrikane im Ostpazifik das Waldbrandrisiko im Südwesten der USA dämpfen könnten, indem sie Niederschläge liefern und die Feuchtigkeitsmenge im Boden und in der Atmosphäre erhöhen. Tatsächlich beobachteten die Forscher in den Zeiträumen, nachdem die Stürme das Land getroffen hatten, weniger Land, das durch Waldbrände verbrannt war.
Die Klimamodellprognosen des Teams deuteten darauf hin, dass die Hurrikanaktivität im Ostpazifik in den kommenden Jahrzehnten unter anderem aufgrund der globalen Erwärmung nachlassen könnte. Ohne die Zufuhr von Feuchtigkeit in die ohnehin brandgefährdete Region könnte es möglicherweise häufiger zu Waldbränden kommen.
Es bedarf jedoch weiterer Arbeit, um die vollständige Beziehung zwischen den beiden Phänomenen zu verstehen. Durch Hurrikane im Ostpazifik verursachte Feuchtigkeit könnte beispielsweise auch das Vegetationswachstum im Südwesten der USA ankurbeln und so Treibstoff für künftige Brände liefern.
Mehr Informationen:
Karthik Balaguru et al., Ein globaler Anstieg der Intensivierung tropischer Wirbelstürme in Küstennähe, Die Zukunft der Erde (2024). DOI: 10.1029/2023EF004230