Potsdam - Im vergangenen Jahrzehnt hat die Zahl der Wetterextreme im Sommer - etwa die Rekord-Hitzewelle 2010 in Osteuropa, die mit Ernteeinbußen und verheerenden Waldbränden um Moskau einherging - ein außergewöhnliches Maß erreicht. Die vom Menschen verursachte globale Erwärmung kann zwar eine graduelle Zunahme solcher Hitzewellen erklären; Dennoch bleiben Fragen nach der beobachteten Stärke und Dauer einiger dieser Ereignisse offen.

Forscher des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) wollen nun einen Mechanismus entdeckt haben, der dafür verantwortlich ist, aktuell im Fachblatt "PNAS" berichten: das Aufschaukeln riesiger Wellen in der Atmosphäre. Denn eine neue Datenanalyse zeige, dass solche Resonanzen in den gigantischen, die Nordhalbkugel umkreisenden Luftströmen tatsächlich häufiger würden, so die Forscher.

Veränderte Zirkulationsmuster

"Uns hat erstaunt, in welchem Maß schwere Extremereignisse zugenommen haben", sagt Dim Coumou, Erstautor der Studie. "Durch die Kohlendioxid-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Energieträger erwärmen wir natürlich die Atmosphäre, dennoch schien uns die Zunahme verheerender Hitzewellen in Regionen wie Europa oder den USA unverhältnismäßig." Bei der Analyse globaler Wetterdaten stießen die Forscher nun auf Veränderungen in den Zirkulationsmustern der Luftströme in der Atmosphäre.

Ein großer Teil der globalen Luftbewegung in den mittleren Breiten nimmt gewöhnlich die Form von Wellen an, die um den Globus wandern, sogenannte Rossby-Wellen. Schwingen die Wellen nach Norden, saugen sie warme Luft aus den Tropen nach Europa, Russland oder die USA; schwingen sie nach Süden geschieht das gleiche mit kalter Luft aus der Arktis. Die Studie zeigt jedoch, dass einige dieser Wellen bei extremem Wetter nahezu feststeckten und sich stark aufgeschaukelt haben.

Eisschmelze in der Arktis

"Dahinter steht ein subtiler Resonanzmechanismus, der Wellen in den mittleren Breiten festhält und sie deutlich verstärkt", sagt Stefan Rahmstorf, Mitautor der Studie. Die neue Studie zeige, dass sich in der Atmosphäre unter bestimmten Resonanzbedingungen ungewöhnlich langsam wandernde Wellen von großer Stärke bilden, die dann zu Extremwetter am Boden führen. Und solche Resonanzereignisse seien häufiger geworden: "Seit dem Jahr 2000 sind sie fast doppelt so oft aufgetreten wie zuvor", so Rahmstorf.

Der Grund für die Zunahme könnte mit Prozessen in der Arktis zusammenhängen, wie Theorie und Beobachtungsdaten gleichermaßen nahe legen. Seit dem Jahr 2000 hätte sich die Arktis etwa doppelt so schnell erwärmt wie der Rest des Planeten, so die Forscher. Einer der Gründe dafür sei das Schrumpfen der hellen Meereisflächen - so wird weniger Sonnenlicht zurück ins All reflektiert, denn der offene Ozean ist dunkler und erwärmt sich stärker - eine Entwicklung, die vor allem auf menschliche Einflüsse zurückzuführen sei.

Mit den steigenden Temperaturen in der Arktis sinke die Temperaturdifferenz zu anderen Regionen. Doch eben diese Temperaturdifferenz sei der Haupttreiber für die Luftströmungen in der Atmosphäre, die wiederum das Wetter bestimmen. "Das Thema der planetarischen Wellen illustriert, wie empfindlich die Komponenten des Erdsystems miteinander verbunden sind", schreiben die Forscher. Und es zeige auf, wie unverhältnismäßig das System auf unsere Störungen reagieren könnte. (red, derStandard.at, 24.8.2014)