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Änderungen im Verlauf des polaren Jetstreams kann extreme Wetterereignisse verursachen
Erklärungen über die der Auswirkungen eines sich ändernden polaren Jetstreams mit Dr. Jennifer Francis, leitende Atmosphärenwissenschaftlerin am Woodwell Climate Research Center und preisgekrönte Wissenschaftskommunikatorin.
Getreu seinem Namen kann der Polar-Jetstream einen Flug von Nordamerika nach Europa um rund 30-45-Minuten verkürzt. In der Gegenrichtung wird die Flugzeit wegen den Gegenwinden verlängert. Die Höhenwindströmung, in welcher sich in der nördlichen Hemisphäre in der Höhe der Verkehrsflugzeuge bewegen, wirkt als zuverlässige Barriere zwischen eisiger Arktis und wärmerer südlicher Luft.
Aber der Klimawandel stört das Windsystem, und die einst relativ stabilen Wellen des polaren Jetstreams sinken in der letzten Jahren häufiger tiefer oder in grössere Höhen als bisher üblich was zu schwerwiegenden Folgen für Milliarden von Menschen führt.
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Der polare Jetstream ist ein Windfluss, der vom Westen nach Osten fliesst und die nördliche Hemisphäre umgibt. Seine mäandrierenden Wellen bilden eine Grenze zwischen der kalten arktischen Luft und der wärmeren Luft nach Süden. Doch angesichts der dreimal schnelleren Erwärmung der Arktis als der Durchschnitt für den Rest der Welt nimmt die Temperaturunterschiede zwischen Nord und Süd ab und so auch die Geschwindigkeit der Westwinde des Jetstreams. Während sich diese Winde verlangsamen, wird die Wellenhöhe (die Wellenamplitude) der Luftströmung typischerweise grösser und die Winde fliessen weiter nach Norden bzw. weiter nach Süden. Grössere Jet-Stream-Wellen bewegen sich langsamer nach Osten und beeinflussen Wettermuster in ganz Nordamerika nach Mitteleuropa und Asien.
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"Die grossen Wellenbewegungen des Jetstreams sind in der Regel sehr hartnäckig und bleiben lange am selben Ort. Da jede Welle entweder warme oder kalte Luft in eine Region bringt, kann diese langsame Bewegung extreme Wettermuster wie Hitzewellen, Überschwemmungen, Kälteperioden, Stürme und Dürren verursachen - und wir sehen diese Wellenmuster häufiger", erklärt Dr. Dr. Jennifer Francis, leitende Atmosphärenwissenschaftlerin am Woodwell Climate Research Center.
Auf der rechten (oder falschen) Seite der Welle
Der Archipel Spitzbergen (Svalbard) erlebte im Jahr 2024 den kältesten Winter seit 20 Jahren , gefolgt von einem anhaltenden Aufwärmen und schnellen Verschwinden des Meereises im Frühjahr, was zu einem weiteren rekordverdächtigen warmen Sommer führte. Dies hat einen direkten Zusammenhang mit den heftigen Nord-Süd-Auslenkungen des Luftstroms.
Während Teile der Arktis, einschliesslich des Spitzbergen-Archipels und von Nordnorwegen, den wärmsten Monat (Spitzbergen: durchschnittlich 11 Grad Celsius im August bei 78°N) und die meisten Sommertage über 20 Grad Celsius (Tromsø, Norwegen: 36 Tage im Vergleich zu einem Durchschnitt von 12 Tagen) registrierten, verzeichnete Mitteleuropa verheerende Überschwemmungen bei tieferen Temperaturen.
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Viele Wetterxtreme kommen paarweise. Während eine Region ungewöhnlich warme Temperaturen erlebt, können vermutlich weiter östlich oder weiter flussabwärts entgegengesetzten Wetterbedingungen herrschen. Ob ein Ort eine Trockenperiode oder Überschwemmung erlebt, hängt weitgehend davon ab, wo die Strömungsbahnen der polaren Jetstream-Wellen relativ zum Beobachtungsstandort verlaufen. Ein Ort, welcher sich auf einem Abschnitt einer Welle befindet, wo die Winde aus dem Nordwesten in südliche Richtungen fliessen, herrscht dort üblicherweise trockene Bedingungen und ein klarer blauer Himmeln. Auf der anderen Seite dieser Welle bringen Südwestwinde Wärme und Feuchtigkeit nach Norden, die dazu neigen, Stürme zu bilden. "Sie können sich also die Lage des Jetstreams ansehen und eine ziemlich gute Vorstellung davon bekommen, wie sich Ihr Wetter in naher Zukunft verhalten wird," erklärt Dr. Francis.
Klima-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler sowie die Bevölkerung in der Arktis wissen oft nicht, welche starken Auswirkungen die zusätzliche Feuchtigkeit erzeugen kann. Für den Anfang ist Wasserdampf ein Treibhausgas, so dass in einer trockenen arktischen Winteratmosphäre etwas mehr Feuchtigkeit wesentlich mehr Wärme einfangen kann. Wenn diese Feuchtigkeit zu Wolken kondensiert, setzt sie latente Wärme frei und erwärmt die Luft weiter.
Warme Ozeane, grössere Jetstream-Wellen
Neben der sich schnell erwärmenden Arktis ist ein weiterer Grund für diese Entwickleung, dass der Jetstream stärker wird, damit die drastische Erwärmung der Ozeane in den mittleren Breiten weiter beschleunigt. "Die Ozeane absorbieren einen Grossteil der Wärme, d.h. bis zu 90 Prozent, die von Treibhausgasen eingeschlossen ist . Auf der anderen Seite des Nordpazifiks und des Atlantiks haben wir in den letzten Jahren rekordverdächtige Wassertemperaturen beobachtet."
In den höheren Breiten ist die Erwärmung noch ausgeprägter. In nur 40 Jahren sind etwa 75 Prozent des Meereises verloren gegangen. Während sich das Meereis zurückzieht und dünn ist, bietet es weniger Barriere für die Wärme des Ozeans, um in die Luft einzudringen, was weiter zur Erwärmung beiträgt.
Dr. Francis betont auch die Rolle des Wasserdampfs und schrieb 2018 in einem wissenschaftlichen amerikanischen Artikel: "Wissenschaftler und arktische Bewohner schätzen oft die starken Auswirkungen, die die zusätzliche Feuchtigkeit erzeugen kann. Für den Anfang ist Wasserdampf ein Treibhausgas, so dass in einer trockenen arktischen Winteratmosphäre etwas mehr Feuchtigkeit wesentlich mehr Wärme einfangen kann. Wenn diese Feuchtigkeit zu Wolken kondensiert, setzt sie latente Wärme frei und erwärmt die Luft weiter. Schliesslich fangen mehr Wolken mehr Wärme unter ihnen ein, ein weiterer Faktor, der zur arktischen Kernschmelze beiträgt." [1]
Hinzu kommt die ausgedehntere Nord-Süd-Oszillation des Jetstreams, die den hohen Breitengraden von Rekordwärme und Feuchtigkeit zu Schwung gebracht hat, und Sie beginnen, das komplexe Bild der arktischen Verstärkung zusammenzufügen.
[1] Francis, J., 2018. Schmelze. Das arktische Klima ist Rekord nach Rekord und verändert das Wetter weltweit. Scientific American, April 2018.
Das Zusammenspiel von Windströmungen
Neben dem polaren Jetstream gibt es auch einen subtropischen Jetstream auf der Nordhalbkugel (siehe: Zwei Arten von Jetstreams). Während der polare Jetstream die Wettermuster in den mittleren Breiten beeinflusst, hat sein südliches Äquivalent mehr Einfluss auf Gebiete zwischen dem Äquator und 30 Grad Nord. "Manchmal interagieren diese beiden Jetstreams übereinander; und wenn sie es tun, neigen wir dazu, die wirklich grossen Stürme zu bekommen. Das liegt daran, dass der subtropische Jetstream tropische Hitze und Feuchtigkeit in Kontakt mit sehr kalter arktischer Luft bringt", beschreibt Dr. Francis.
Es ist ein komplexes System und, als Dr. Francis erklärt, dass sich die beiden Windsysteme aus unterschiedlichen Gründen bilden und unterschiedlich auf den Klimawandel reagieren. "Es ist alles sehr interessant. Wir haben noch viele Fragen darüber, wie sich diese Windsysteme verändern und wiederum unser Wetter beeinflussen werden."
Im Winter schliesst sich ein dritter Kreisstrom der Szene an: Der stratosphärische Polarwirbel (Vortex). Dieses kalte Luftbecken sitzt nur in den Wintermonaten über dem Nordpol, weit über dem Jetstream (in 30 Kilometer Höhe gegenüber 10 km beim Jetstream). Es beginnt sich im Spätherbst zu bilden und dreht sich normalerweise um die Spitze dieser Erde - was in der Regel niemand stört, wie Dr. Francis drückt es aus.
Normalerweise hat der Polarwirbel wenig Einfluss auf unser Wetter, aber ab und zu formt er sich in eine Bohnenform, oder er spaltet sich in zwei oder drei Luftpakete auf. Wenn das passiert, können diese kleineren Taschen mit kalter Luft nach Süden absinken und dort die Kaltluftströmung im Jetstream verstärken, was einen Kälteeinbruch noch verschlimmert.
Genau das geschah im Februar 2021 in Texas, als der US-Bundesstaat die längste eisige Serie in seiner Geschichte verzeichnete. Der Great Texas Freeze, der fast 9 volle Tage dauerte, sah Temperaturen unter -26 Grad Celsius fallen und einen Stromausfall verursachen, der Millionen Menschen ohne Strom zurückliess.
Während polare Wirbelspaltungen auf natürliche Weise vorkommen und bisher selten auftraten, beobachten Forscherinnen und Forscher wie Dr. Francis eine zunehmende Häufung dieser Wetterereignisse. Einer der Gründe, warum dieses Phänomen häufiger auftritt, ist nach Meinung der Fachleute der Rückgang der Meereisflächen, insbesondere im Barents-Kara-Meergebiet östlich von Svalbard. Dieses Gebiet ist eine der am schnellsten erwärmenden Regionen in der Arktis und liegt direkt unter den Westwinden des Polarwirbels. Es entsteht wie eine Blase heisser Luft über der Region, die dazu führen kann, dass der sich drehende Wirbel wackelt, sich dehnt und schliesslich auseinanderbricht.
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Während es unrealistisch sein mag, diese Veränderungen rückgängig zu machen und den Jetstream wieder in seinen ursprünglichen Zustand zu bringen, müssen sich die Menschen bemühen, diese Veränderungen so weit wie möglich zu verlangsamen. Die Massnahmen, die wir heute ergreifen, werden die Zukunft für unsere Kinder und Enkel weniger düster machen.
Der zukünftige Jetstream - und die Chancen, ihn wieder auf Kurs zu bringen
Dr. Francis sagt voraus, dass in Zukunft immer häufiger stärkere Jet-Stream-Muster auftreten werden, die immer hartnäckigere Wetterregime verursachen. "Das sind schlechte Nachrichten, denn es bedeutet, dass wir mehr Extremwetterereeignisse (Dürren, mehr Hitzewellen, mehr Waldbrände, mehr Überschwemmungen) sehen werden. Alle diese Effekte sind mit ungewöhnlichen und anhaltenden Wettermustern verbunden. Die Erkenntnis aus diesen Beobachtungen ist, dass immer ausgeprägtere Wetterregime auftreten werden, welche zu Wettextreme begünstigen. Diese Wetterentwicklung werden langlebigen Wetterbedingungen beeinflussen. Leider werden wir in Zukunft noch extremere Wetteereignisse und rekordverdächtige Wetterbedingungen erleben, die Milliarden von Menschen auf der gesamten nördlichen Hemisphäre betreffen werden", warnt Dr. Francis .
Gibt es also die Möglichkeit, den Jetstream wieder auf Kurs zu bringen? "Die "Krankheit", die behandelt werden muss, ist die Anhäufung von wärmespeichernden Treibhausgasen in der Atmosphäre, die hauptsächlich aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, aber auch aus der Abholzung von Wäldern und der Entfernung von Feuchtgebieten kommen", Dr. Dr. Francis betont. "Wir haben alle Werkzeuge, um Veränderungen zu bewirken. Für Veränderungen braucht es allerdings den Willen von Menschen, Regierungen und Gemeinden, um die gesteckten Klimaziele zu erreichen. In der Zwischenzeit müssen wir uns auf die Veränderungen vorbereiten, von denen wir wissen, dass sie kommen werden."
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Quelle:
Arctic Council, 28. Oktober 2024 |
| Text: RAOnline, mit Hilfe des Übersetzungstools von Firefox |
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| Ein Archipel im Wandel: Klimawissenschaftler Ketil Isaksen über rekordverdächtige Veränderungen auf Spitzbergen |
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Ketil Isaksen ist leitender Wissenschaftler am Norwegischen Meteorologischen Institut. Er war während seiner gesamten Karriere regelmässig in Spitzbergen (Svalbard) - spätestens in diesem Sommer 2024, welcher in der Region um Spitzbergen rekordverdächtige war. In nachstehenden Interview spricht Ketil Isaksen über die Veränderungen, die er in den letzten drei Jahrzehnten beobachtet und überwacht hat, was die Zukunft für Spitzbergen bringen könnte und welche Massnahmen erforderlich sind, um das bestmögliche Zukunftsszenario für den Archipel zu erreichen.
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Questions and Answers - Fragen und Antworten |
Könnten Sie über die Veränderungen sprechen, die Sie in den letzten Jahrzehnten auf Spitzbergen erlebt haben?
Mitte der 90er Jahre, als ich als Student in Spitzbergen ankam, fing ich gerade an, die Kryosphäre und den Permafrost zu erkunden. Ich hätte nie gedacht, dass ich drei Jahrzehnte später solche bedeutenden Veränderungen erleben würde. Es ist auffallend, diese Veränderungen zu beobachten, sei es durch unsere laufende Langzeitüberwachung oder einfach nur, indem wir uns ansehen, wie sich die Landschaft aufgrund des auftauenden Permafrosts und des Schmelzens von Eis und Schnee verändert.
Der August 2024 war der dritte Rekordsommer auf Spitzbergen. Könnten Sie uns mehr über diese neuesten Aufzeichnungen und ihre Ursachen erzählen?
Der Sommer 2024 war wirklich bemerkenswert. Auf dem Flughafen Spitzbergen werden Wetterdaten seit dem Jahr 1899 gemessen. Im Jahr 2024 erreichte die Sommertemperatur 8,5 Grad Celsius. Das ist ein deutlicher Anstieg von 0,8 Grad im Vergleich zum Vorjahresrekord und 1,1 Grad höher als der drittheisseste Sommer 2022. Es ist beispiellos für uns, drei aufeinanderfolgende Jahre mit neuen Saisonrekorden zu sehen.
Wie beeinflussen diese Temperaturänderungen das tägliche Leben der Menschen in Longyearbyen?
Im Sommer tragen die Menschen oft leichtere Kleidung, wenn sie Zeit im Freien verbringen. Wenn Sie auf einer Wanderung oder einem Ausflug sind, der mehrere Tage dauert, können Sie nicht für selbstverständlich halten, dass das frische Essen in Ihrem Rucksack halten wird. Die kühlschrankartigen Temperaturen, die in Spitzbergen im Sommer üblich waren, gehören der Vergangenheit an.
Diese 10-Grad-Schwelle ist entscheidend, da sie das Polarklima von dem kaltgemässen Klima unterscheidet, daher ist es ziemlich beunruhigend, sie zwei Jahre hintereinander zu übertreffen.
Zweimal in diesem Sommer hat Spitzbergen die durchschnittliche 10-Grad-Grenze überschritten, die das arktische Klima definiert. Müssen wir überdenken, was die Arktis ist oder ändert sich die
Definition der Arktis selbst?
Es ist eine gute Frage! Der August 2024 war besonders auffällig, als die Augusttemperatur 11 Grad Celsius am Flughafen Spitzbergen erreichte, der erstaunliche 2,6 Grad über dem vorherigen Rekord von 2023 liegt, einem weiteren extremen Jahr.
Neben 2023 ist dies erst das zweite Mal, seit wir in Spitzbergen mit der Messung begonnen haben, dass wir Sommer hatten, in denen die monatliche Temperatur 10 Grad überschreitet. Diese 10-Grad-Schwelle ist entscheidend, da sie das Polarklima von dem kaltgemässen Klima unterscheidet, daher ist es ziemlich beunruhigend, sie zwei Jahre hintereinander zu übertreffen.
Sie und Ihre Kollegen haben kürzlich einen Bericht veröffentlicht, Svalbard 2100. Kurz gesagt, wie stellst du dir vor, dass der Archipel in 75 Jahren aussehen wird?
In 75 Jahren wird Spitzbergen aufgrund des Klimawandels wahrscheinlich erhebliche Veränderungen erleben. Die Lufttemperaturen werden voraussichtlich weiter deutlich steigen, was zu erhöhten Niederschlägen, intensiveren Regenfällen und grösseren Flussströmen führt. Dies könnte zu vermehrten Überschwemmungen und Erosionen führen.
Die Schneesaison wird kürzer, und der oberflächennahe Permafrost in Küsten- und Tieflandgebieten wird voraussichtlich auftauen. Lawinen und Erdrutsche können häufiger werden.
Die Landschaft wird sich dramatisch verändern, wenn Gletscher Masse und Volumen verlieren. Zusammen mit wärmerem Ozean und fast fehlendem Meereis in in grossen Teilen der arktischen Region werden diese Veränderungen das Ökosystem und die menschlichen Aktivitäten in der Region Archipel und der Barentssee tiefgreifend beeinflussen.
Das Bewusstsein für den Klimawandel und seine Auswirkungen auf Spitzbergen zu schärfen, kann dazu beitragen, Unterstützung für Minderungs- und Anpassungsbemühungen zu gewinnen. Es kann auch dazu beitragen, dass diejenigen, die in der Gegend leben oder sie besuchen, sich der Risiken bewusst sind und geeignete Massnahmen ergreifen können.
Was ist das bestmögliche Zukunftsszenario für Spitzbergen und was muss getan werden, um es zu erreichen?
Dies würde die Minimierung der Auswirkungen des Klimawandels bedeuten. Die Welt muss die Treibhausgasemissionen drastisch reduzieren, mit einer raschen Verlagerung hin zu erneuerbaren Energiequellen, energieeffizienteren Technologien und Veränderungen der Verbrauchsmuster. Vor Ort sollten weitere Pläne aufgestellt werden, um die Auswirkungen des Klimawandels zu mildern. Dazu könnten Massnahmen zur Bewältigung erhöhter Risiken durch Naturgefahren und Überschwemmungen gehören, die Infrastruktur verstärken, um den Auswirkungen des auftauenden Permafrosts standzuhalten, und den Schutz der biologischen Vielfalt.
Die fortgesetzte Forschung und Überwachung des sich verändernden Klimas und deren Auswirkungen auf Spitzbergen sind von entscheidender Bedeutung. Dies wird uns helfen, die auftretenden Veränderungen zu verstehen und effektive Strategien zu entwickeln, um sie zu verwalten. Das Bewusstsein für den Klimawandel und seine Auswirkungen auf Spitzbergen zu schärfen, kann dazu beitragen, Unterstützung für Minderungs- und Anpassungsbemühungen zu gewinnen. Es kann auch dazu beitragen, dass diejenigen, die in der Gegend leben oder sie besuchen, sich der Risiken bewusst sind und geeignete Massnahmen ergreifen können.
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Quelle:
Arctic Council, 6. November 2024 |
| Text: RAOnline, mit Hilfe des Übersetzungstools von Firefox |
Arctic Council (Arktischer Rat)
Der «Arctic Council» ist das intergouvernementale Forum der acht Arktis-Anrainerstaaten Dänemark, Island, Kanada, Finnland, Norwegen, Russland, Schweden, USA. Der alle zwei Jahre wechselnde Vorsitz liegt bis im Frühling 2017 bei den USA. In diesem zwischenstaatlichen Gremium haben nebst den acht Anrainerstaaten der Arktis (Kanada, Dänemark, Finnland, Island, Norwegen, Russland, Schweden und die USA), die indigenen Völker sowie Länder mit bedeutendem Engagement in der Region Einsitz.
Die Staaten mit vollem Stimmrecht im Arktischen Rat sind:
• Kanada
• Dänemark
• Finnland
• Island
• Norwegen
• Schweden
• Russland
• die Vereinigten Staaten von Amerika
Folgende organisationen haben permanenten Sitz im Arktischen Rat:
• Aleut International Association
• Arctic Athabaskan Council
• Gwich'In Council International
• Inuit Circumpolar Council
• RAIPON
• Saami Council
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| Quellen:
Eidgenössisches Departement für auswärtige Angelegenheiten EDA , 7. Oktober 2016 (Textauszug) und Arctic Journal, 11. Mai 2017 |
| Text: RAOnline |
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