Laut einer Studie wird der Jetstream mit fortschreitendem Klimawandel schneller werden

A neue Studie In Natur Klimawandel nimmt einen der ersten tiefen Einblicke in die Frage, wie sich der Klimawandel auf die schnellsten Jetstreams auswirken wird – die starken, schmalen Winde in der oberen Atmosphäre, die einen Großteil der Wettersysteme der Erde steuern und mit Unwetterausbrüchen verbunden sind.

Die Forschung von UChicago-Professorin Tiffany Shaw und dem Wissenschaftler Osamu Miyawaki vom National Center for Atmospheric Research legt nahe, dass mit der Erwärmung der Welt die schnellsten Jetstream-Winde in den oberen Schichten immer schneller werden – um etwa 2 % pro Grad Celsius auf der Welt wärmt. Darüber hinaus werden die stärksten Winde 2,5-mal schneller als der durchschnittliche Wind.

„Basierend auf diesen Ergebnissen und unserem aktuellen Verständnis erwarten wir rekordverdächtige Winde“, sagte Shaw, „und es ist wahrscheinlich, dass sie zu kürzeren Flugzeiten, erhöhten Turbulenzen bei klarer Luft und einer möglichen Zunahme des Auftretens von Unwettern führen werden.“

Wind, Wetter und Erwärmung

Teilweise angeregt durch aktuelle Nachrichtenberichte über Geschwindigkeitsrekordflüge über dem Atlantik begannen Shaw und Miyawaki mit der Untersuchung und stellten fest, dass es bisher kaum Untersuchungen darüber gab, wie die schnellsten Jetstream-Winde auf den Klimawandel reagieren würden.

Um diese Lücke zu schließen, kombinierten sie Klimawandelmodelle mit dem, was wir über die Physik von Jetstreams wissen.

Jetstreams bewegen sich normalerweise von West nach Ost rund um den Globus in der oberen Atmosphäre, etwa zehn Kilometer über uns. Wir wissen, dass Jetstreams das Wetter, das wir am Boden erleben, stark beeinflussen – insbesondere die Lufttemperatur, Wind- und Wettermuster sowie Stürme. Sie beeinflussen auch das Auftreten von schweren Stürmen, Tornados, Hagel und starkem Wind.

Jetstreams entstehen aufgrund des Kontrasts zwischen der kalten, dichten Luft an den Polen und der warmen, leichten Luft in den Tropen in Kombination mit der Erdrotation. (Dies wurde erstmals im 20. Jahrhundert von den bahnbrechenden UChicago-Meteorologen Carl-Gustaf Rossby und Dave Fultz gezeigt.)

Die Analyse von Shaw und Miyawaki ergab, dass der Klimawandel diesen Dichtekontrast verstärkt. Je weiter sich die Luft in den Tropen erwärmt, desto mehr Feuchtigkeit kann sie speichern. Während sich auch die Luft an den Polen erwärmt, kann heißere Luft so viel mehr Feuchtigkeit speichern als kalte Luft, dass der Gesamtdichteunterschied nur noch zunimmt – und zwar deutlich.

„Der Anstieg ist multiplikativ – etwa 2 % pro Grad – und nicht linear“, sagte Shaw. „Es nimmt also nicht nur mit der Zeit zu, sondern je steiler der Kontrast, mit dem man beginnt, desto größer ist der Anstieg – was dazu führt, dass schnelle Winde schneller werden.“

Sie führten Tests mit Modellen des Erdklimas durch und stellten fest, dass diese grundlegende physikalische Erklärung sehr belastbar war. „Wenn man die Meeresströmungen in den Modellen wegnimmt, sieht man dieses Verhalten immer noch. Das Gleiche gilt auch, wenn man das gesamte Land entfernt“, sagte Shaw. „Diese Kombination aus Simulation und Verständnis rechtfertigt uns, den politischen Entscheidungsträgern zu sagen, dass sie dies ernst nehmen sollen.“

Nachgelagerte Effekte

Obwohl die Ergebnisse robust sind, müssen weitere Untersuchungen durchgeführt werden, um genau vorherzusagen, wie sich diese schnelleren Winde auf einzelne Stürme und das Auftreten von Unwettern auswirken werden.

Während die aktuelle Generation globaler Klimamodelle den Jetstream gut abbildet, werden Extremereignisse wie Unwetter, die in kleineren Maßstäben auftreten, nicht berücksichtigt, was es schwieriger macht, vorherzusagen, wie sie sich verändern werden. Neue, detailliertere Klimamodelle, die Unwetter darstellen, werden nun online gestellt und sollen dabei helfen, ein umfassenderes Bild zu erhalten. „Für politische Entscheidungsträger und Gemeinden ist es wirklich wichtig, für die Zukunft planen zu können“, sagte sie.

Während schnellere Transatlantikflüge vielleicht nicht so schlimm erscheinen, ist die Kehrseite, dass Flugzeuge wahrscheinlich mehr Turbulenzen erleben werden, sagte Shaw.

Die Wissenschaftler sagten, obwohl in den letzten Jahrzehnten rekordhohe Jetstream-Windgeschwindigkeiten beobachtet wurden, sei der Effekt statistisch noch nicht signifikant. „Wir würden erwarten, dass das Signal in den nächsten Jahrzehnten eintritt, wenn die Menschen den eingeschlagenen Weg hinsichtlich der Kohlenstoffemissionen fortsetzen“, sagte Shaw.

„Am Ende ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass wir hier auf dem Fahrersitz sitzen.“