Eine neue Studie, veröffentlicht im Bulletin of the American Meteorological Society, legt nahe, dass die Atmosphäre Veränderungen erfährt, die zu langanhaltenden Perioden von extrem kaltem oder nassem Winterwetter in bestimmten Regionen führen. Die Autoren der Studie haben große Wellen im Jetstream identifiziert, bekannt als Rossby-Wellen, die polarluft nach Süden bringen und dazu führen, dass eisige oder nasse Bedingungen über Nordamerika und Europa wochenlang anhalten. Diese Wetterwellen haben sich seit den 1960er Jahren verdoppelt und verursachen erhebliche Störungen und sogar Todesfälle.
Die Forscher erklären, dass der Klimawandel zwar zu insgesamt milderen Wintern führt, aber auch zu häufigeren und verheerenden Hitzewellen in der warmen Jahreszeit beiträgt. In Zukunft könnte extreme Kälte durch den weiteren Anstieg der Temperaturen weniger besorgniserregend werden. In der Gegenwart und absehbaren Zukunft bleibt jedoch kaltes Wetter eine erhebliche Gefahr.
Der Jetstream, ein hoher Luftstrom, der um die nördliche Hemisphäre herumführt, trennt normalerweise kalte Polarluft von mittleren Breitengraden. Er kann jedoch große Wellen und Schwingungen entwickeln. Einige Wissenschaftler argumentieren, dass diese übertriebenen Schwingungen aufgrund der schnellen Erwärmung in der Arktis in Größe und Häufigkeit zunehmen, was das System destabilisiert und Winde erzeugt, die die Nord-Süd-Barriere stören. Unter bestimmten Bedingungen können sich diese Schwingungen in symmetrische Wellen namens Rossby-Wellen verstärken, was zu langanhaltenden extremer Wetterlagen führt.
In einer früheren Studie zeigten die Autoren, dass ein spezieller Typ von Rossby-Wellenmuster, bekannt als Wellen-7, gleichzeitige Sommerhitzewellen und Dürren in Nordamerika, Europa und Asien verursacht. Die aktuelle Studie konzentriert sich auf die andere Seite der Medaille: ein Wintermuster namens Wellen-4. Wenn sich dieses Muster festsetzt, steigen die Chancen für extrem kalte oder nasse Bedingungen in Tälern deutlich an, während die Gipfel abnormale warme oder trockene Bedingungen erleben können.
Das jüngste große Wellen-4-Muster brachte im Februar 2021 eine schwere Kältewelle über Kanada, die USA und Nordmexiko mit sich, was zu Rekordtiefsttemperaturen und erheblichen Schäden führte. Ähnliche Ereignisse haben in der Vergangenheit Todesopfer und Störungen in Energie- und Transportsystemen verursacht. Diese Wellen-4-Muster treten häufig gleichzeitig auf beiden Seiten des Atlantiks auf, wobei die extreme Auswirkungen in Südwesteuropa und Skandinavien am stärksten sind.
Die Studie zeigt, dass diese gleichzeitigen Wellenmuster vor 50 Jahren durchschnittlich nur einmal pro Winter auftraten. Heute liegt der Durchschnitt bei zweimal im Jahr. Die Forscher vermuten einen Zusammenhang zwischen extremen Wetterereignissen in Nordamerika und Europa und glauben, dass weitere Forschung nötig ist, um die genauen Mechanismen hinter dem Auftreten von Wellen-4-Mustern zu verstehen. Die Identifizierung dieser Mechanismen könnte die Vorhersagen von kalten oder nassen Wellen in der Zukunft verbessern.
Die Autoren weisen darauf hin, dass es immer mehr Beweise für einen Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und Hitzewellen im Sommer gibt, aber der Zusammenhang zwischen erhitztem Klima und Winterwellenmustern noch Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Debatten ist. Laufende Forschung zielt darauf ab, die potenziellen menschlichen Ursachen oder die natürliche Variabilität, die mit diesen extremen Wetterereignissen einhergeht, zu untersuchen. Darüber hinaus haben Klimamodelle derzeit Schwierigkeiten, die extremsten regionalen Wetteranomalien genau zu reproduzieren, was zu Unterschätzungen von Ernteverlusten in bestimmten Gebieten führen kann. Zukünftige Arbeiten werden sich darauf konzentrieren, diese Herausforderungen anzugehen.

Einführung

Überblick über die Ergebnisse der Studie zur zunehmenden Häufigkeit von extremen Winterwetterbedingungen, die durch Rossby-Wellen im Jetstream verursacht werden.

Verständnis von Rossby-Wellen und dem Jetstream

Erklärung des Jetstreams und seiner Rolle bei der Trennung von kalter Polarluft von den mittleren Breiten. Diskussion darüber, wie Rossby-Wellen entstehen und welche Faktoren zu ihrer erhöhten Häufigkeit und Amplitude beitragen.

Das Winterwellen-4-Muster

Erklärung des Wellen-4-Musters in der Winterzeit und wie es zu langen Perioden von extrem kalten oder feuchten Bedingungen in bestimmten Regionen führt. Diskussion über die Auswirkungen des Wellen-4-Musters auf Tief- und Hochdruckgebiete und deren Einfluss auf Temperatur und Niederschlag.

Fallstudie: Die extreme Kältewelle im Februar 2021

Eine eingehende Analyse der extremen Kältewelle, die im Februar 2021 auftrat und zu rekordverdächtig niedrigen Temperaturen und erheblichen Schäden in ganz Nordamerika führte. Untersuchung der Auswirkungen auf verschiedene Sektoren wie Energie- und Transportsysteme.

Gleichzeitige Wellen-4-Muster in Nordamerika und Europa

Diskussion über das gleichzeitige Auftreten von Wellen-4-Mustern auf beiden Seiten des Atlantiks, mit Schwerpunkt auf den extremsten Auswirkungen in Südwesteuropa und Skandinavien. Erforschung möglicher Zusammenhänge zwischen extremen Wetterereignissen in Nordamerika und Europa.

Zunehmende Häufigkeit von Wellen-4-Mustern

Vergleich des Auftretens von Wellen-4-Mustern in der Vergangenheit mit der Gegenwart, mit besonderem Schwerpunkt auf der signifikanten Zunahme der Häufigkeit. Analyse der Auswirkungen dieser erhöhten Häufigkeit auf zukünftige extreme Winterwetterereignisse.

Aktuelle wissenschaftliche Debatte und zukünftige Forschung

Überblick über die laufende wissenschaftliche Debatte über den Zusammenhang zwischen Klimawandel und Winterwellenmustern. Diskussion über die Notwendigkeit weiterer Forschung, um die Mechanismen hinter dem Auftreten von Wellen-4-Mustern zu verstehen und die Vorhersagen von Kälte- oder Feuchteperioden in der Zukunft zu verbessern.

Herausforderungen bei der Modellierung von extremen Wetterereignissen

Erklärung der Herausforderungen, denen sich Klimamodelle bei der genauen Wiedergabe der extremsten regionalen Wetteranomalien gegenübersehen. Analyse der möglichen Konsequenzen einer Unterschätzung von Ernteverlusten und der Notwendigkeit zukünftiger Arbeiten, um diese Herausforderungen anzugehen.

Quelle

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