Studie identifiziert Jetstream-Muster, das extreme Kälte- und Regenperioden im Winter verursacht

Der Winter kommt – irgendwann. Und während sich die Erde erwärmt, deutet eine neue Studie darauf hin, dass die Atmosphäre auf eine Weise verschoben wird, die in einigen Regionen zu langen Phasen extremer Winterkälte oder Nässe führt.

Die Autoren der Studie sagen, sie hätten riesige Mäander im globalen Jetstream identifiziert, die Polarluft nach Süden befördern und gleichzeitig über weite Teile Nordamerikas und Europas kalte oder feuchte Bedingungen einschließen, oft wochenlang. Sie sagen, die Häufigkeit solcher Wetterwellen habe sich seit den 1960er Jahren verdoppelt. Allein in den letzten Jahren haben sie Hunderte Menschen getötet und Energie- und Transportsysteme lahmgelegt.

Das neue Papier mit dem Titel „Der jüngste Anstieg eines wiederkehrenden panatlantischen Wellenmusters, das gleichzeitige Winterextreme verursacht“ erscheint diese Woche im Bulletin der American Meteorological Society.

„Obwohl die Winter im Durchschnitt milder werden, geschieht dies auf Kosten zunehmend verheerender Hitzeextreme in der warmen Jahreszeit“, sagte Autor Kai Kornhuber, außerordentlicher Wissenschaftler am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University. „In hundert Jahren werden wir uns wahrscheinlich nicht mehr so ​​viele Sorgen über extreme Kälte machen müssen, weil alles wärmer wird. Aber heute und in Zukunft ist Kälte immer noch eine sehr relevante Gefahr.“

Der Jetstream ist ein sich schnell bewegender Luftstrom, der die nördliche Hemisphäre kontinuierlich von Osten nach Westen umkreist. Er fließt im Allgemeinen innerhalb relativ gerader Grenzen und trennt die kalten polaren Luftmassen von den mittleren Breiten, aber manchmal kann es auf natürliche Weise zu großen Schwankungen kommen. Einige Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Schwankungen aufgrund der raschen Erwärmung in der Arktis, die weitaus stärker ist als in den südlicheren Regionen, an Größe und Häufigkeit zunehmen. Dies destabilisiere das System und erzeuge Winde, die die Nord-Süd-Barriere durchbrechen, heißt es.

Unter den richtigen Bedingungen können einige dieser Schwankungen zu symmetrischen Wellen verstärkt werden, die sich dann rund um den Globus festsetzen, ähnlich den Vibrationen, die eine konstante Tonhöhe erzeugen. Diese werden Rossby-Wellen genannt.

In eine Studie aus dem Jahr 2019Kornhuber und Kollegen zeigten, dass ein sich wiederholendes Rossby-Wellenmuster, bekannt als Welle-7 – das heißt sieben riesige Gipfel und sieben passende Täler, die den Globus umspannen – warme, trockene Luft aus den Subtropen in die mittleren Breiten zieht und gleichzeitig sommerliche Hitzewellen verursacht und Dürren in vorhersehbaren Teilen Nordamerikas, Europas und Asiens. Diese können in wichtigen Kornkammerregionen zu großflächigen, gleichzeitigen Ernteverlusten führen, heißt es in der Studie.

Das neuere Papier zeigt mehr oder weniger die andere Seite der Medaille. Ein als Welle 4 bekanntes Wintermuster – global gesehen vier Spitzen und vier entsprechende Tiefststände – tendiert dazu, sich festzusetzen. Die Autoren sagen, dass sich in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit extremer Kälte oder Nässe im Trog verdreifacht. Gleichzeitig kann es in den Gipfeln zu ungewöhnlich warmen oder trockenen Bedingungen kommen.

Die jüngste große Welle 4 brachte im Februar 2021 eine Kältewelle in weite Teile Kanadas, in die Vereinigten Staaten und sogar in den Norden Mexikos. Bis südlich der US-Golfküste sanken die Temperaturen um bis zu 50 Grad Fahrenheit unter den Durchschnitt. In Teilen des tiefen Südens fiel selten Schnee. Am stärksten betroffen war Texas, wo die Rekordkälte Erdgaspipelines und andere Energieinfrastrukturen lahmlegte, einen Großteil des Stromnetzes lahmlegte und dazu führte, dass Häuser und Unternehmen dunkel wurden und einfrierten.

Insgesamt kamen mindestens 278 Menschen direkt oder indirekt durch die Kältewelle ums Leben, und es entstand ein Schaden von fast 200 Milliarden US-Dollar. Ein ähnliches, wenn auch weniger zerstörerisches Ereignis verursachte im Osten der USA im Januar und Februar 2019 einen Kälteeinbruch, bei dem mehr als 20 Menschen ums Leben kamen.

Das gleiche Muster tritt oft zur gleichen Zeit auf der anderen Seite des Atlantiks auf, am extremsten ist es normalerweise in Südwesteuropa und Skandinavien. Das Ereignis von Januar bis Februar 2019 brachte sowohl in Südfrankreich als auch in Schweden extrem niedrige Temperaturen. Gleichzeitig verursachte es durch das Einströmen feuchter Luft aus dem Atlantik in vielen Gebieten Mittel- und Osteuropas extreme Niederschläge und Überschwemmungen. Ähnliche Ereignisse fanden 2013 und 2018 in Europa statt.

Die Forscher sagen, dass solche gleichzeitigen Wellen vor 50 Jahren im Durchschnitt nur einmal pro Winter eintrafen. Die Zahlen schwanken von Jahr zu Jahr, doch mittlerweile ist der Durchschnitt auf zweimal im Jahr gestiegen.

„Dies trägt zu den zunehmenden Beweisen bei, dass extreme Wetterereignisse über Nordamerika und Europa oft synchronisiert auftreten“, sagte die andere Autorin der Studie, Gabriele Messori von der schwedischen Universität Uppsala. Messori veröffentlichte a Papier Anfang dieses Jahres Beachten Sie das wiederholte Beispiel dieses Phänomens und vermuten Sie einen Zusammenhang mit großräumigen atmosphärischen Zirkulationsmustern.

Kornhuber sagte, dass die genauen Mechanismen, die die Entstehung des Welle-4-Musters verursachen, weiterer Forschung bedürfen, aber er vermutet, dass sie mit periodischen Veränderungen der ozeanischen Bedingungen in Teilen des Pazifiks beginnen unter den richtigen Umständen, kann eine globale Kettenreaktion auslösen. Die Festlegung dieses Mechanismus könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, die kalten oder nassen Wellen besser vorherzusagen, sagte er.

Kornuber hat das gesagt Es gibt immer mehr Beweise eines Zusammenhangs zwischen der Klimaerwärmung und den Sommerwellen, die Hitzewellen mit sich bringen; Allerdings sind die Winterwellen immer noch Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Diskussionen. Wissenschaftler sind Derzeit werden mehrere mögliche Mechanismen untersucht Das könnte auf einen Zusammenhang mit dem Klima hinweisen und darauf, wie sich die Dinge in Zukunft entwickeln könnten.

Kornhuber wies darauf hin, dass eine von ihm Anfang des Jahres mitverfasste Studie zeigte, dass Klimamodelle selbst im Sommer immer noch Schwierigkeiten haben, die extremsten regionalen Wetteranomalien zu reproduzieren, die mit diesen großräumigeren Mustern verbunden sind; Dies könnte dazu führen, dass potenzielle wetterbedingte Ernteverluste in bestimmten Gebieten unterschätzt werden. Er sagte, dass sich die bevorstehenden Arbeiten auf die Untersuchung konzentrieren werden, ob die schlimmsten Extreme auf menschliche Ursachen oder nur auf natürliche Schwankungen zurückzuführen sind.