Die Rolle der Arktiserwärmung bei extremen Klimaereignissen
In den letzten drei Jahrzehnten hat sich die Arktis schneller als der restliche Planet erwärmt und durchlief beispiellose physische Veränderungen, wie die Rekordtiefstände des Meereises und der Schneegebiete im Sommer zeigen. Die Auswirkungen dieser Veränderungen auf das Wetter und Klima außerhalb des arktischen Gebiets, das heißt in Nordeurasien, könnten erheblich sein, da die Arktis ein wichtiger Teil des globalen Klimasystems ist. Solche Auswirkungen wurden möglicherweise bereits im letzten Jahrzehnt auf der Nordhalbkugel beobachtet. Dazu gehören vermehrte Hitzewellen, außergewöhnlich kalte Winter sowie Überflutungen, meist von beispielloser Stärke und Dauer. Das EU-finanzierte Projekt LAWINE zielte darauf ab, ein besseres Verständnis der komplexen Vorgänge zu erlangen, die die arktische Verstärkung möglicherweise mit dem Wetter und Klima in Nordeurasien verbinden, um den Schaden einzuschränken, den extreme Klimaereignisse verursachen. Diese Forschung wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführt. Beobachtungen und Modelle im Vergleich Die Wissenschaftler betrachteten kombinatorische Interaktionen der regionalen Luft-Eis-Ozean-Systeme rund um Nordeurasien. „Wir haben die Verbindungen der großräumigen Witterungsverhältnisse im Atlantik und der Meeresoberflächentemperaturen mit der atmosphärischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit über Nordeurasien sowie dem Einfluss der warmen Arktis untersucht – von kalten sibirischen Mustern bis zu der atmosphärischen Zirkulation der Nordhalbkugel“, so der Projektkoordinator Prof. Petteri Uotila. Diese wechselwirkenden Systeme werden als „Telekonnektionen“ bezeichnet und wirken sich auf das regionale Wetter und Klima aus. „Wir nehmen an, dass die arktische Verstärkung sich über Telekonnektionen auf eurasische Klimaextreme sowie andere Regionen wie den Atlantik und den Pazifik auswirkt“, erklärt Prof. Uotila. Das wissenschaftliche Verständnis von Telekonnektionen ist aufgrund von unvollkommenen Modellen und eingeschränkten Beobachtungen unvollständig. Prognosemodelle haben daher immer noch viele Defizite und sind alles andere als perfekt, was die Bestimmung der physikalischen Mechanismen, die Telekonnektionen zugrundeliegen, schwierig und Ergebnisse unzuverlässig macht. Die Forscher gingen diese Wissenslücken an, indem sie Telekonnektionen untersuchten, die die Eigenschaften des Ozeans und der Erdoberfläche mit dem Auftreten extremer Klimaereignisse verbinden. „Wir verglichen Ergebnisse aus Beobachtungen und Modellen und wählten jene Modelle aus, die Telekonnektionen am realistischsten darstellen können“, erklärt Prof. Uotila. Die Komplexität des Klimas im Vordergrund Das Projekt entwickelte Simulationen zum Klimawandel, führte diese durch und analysierte sie, um die Mechanismen zu bestimmen, die Telekonnektionen zugrundeliegen, und um die Prognosefähigkeiten der Modelle zu verbessern. Diese Bemühungen schränkten Unsicherheitsfaktoren bezüglich Schätzungen von Veränderungen bei Klimaextremen in Eurasien ein. Prof. Uotila dazu: „Wir stellten Probleme in gekoppelten Wetter- und Klimamodellen und retrospektiven Analysen fest, die die Präzision von Umweltprognosen senken. Wir konnten dann mehrere physikalische Mechanismen erklären, die zu diesen Problemen führen.“ Die Ergebnisse von LAWINE zeigten die Komplexitäten des Klimasystems, die relative Wichtigkeit verschiedener Telekonnektionen und deren Interaktionen auf. „Zum Beispiel ist es nahezu unmöglich, die regionalen Effekte der arktischen Verstärkung in Nordeurasien von den gleichzeitig wirkenden Telekonnektionseffekten zu trennen, die aus anderen Regionen in der Umgebung stammen, wie den Tropen oder dem Atlantik“, merkt Prof. Uotila an. Da extreme Ereignisse großen Schaden anrichten und Menschenleben bedrohen können, ist ein besseres Verständnis der Mechanismen, die deren Auftreten und Intensität fördern, unerlässlich. LAWINE kommt daher direkt den Entwicklern von Umweltprognosemodellen zugute. Davon profitieren indirekt die Endnutzer, deren Leben und Lebensunterhalt gegebenenfalls auf der Genauigkeit der Modelle beruhen. „Die verbesserte Vorhersagbarkeit extremer Wetter- und Klimaereignisse ist ein wichtiger Faktor für eine verbesserte gesellschaftliche Widerstandsfähigkeit und Anpassung“, schließt Prof. Uotila.
Schlüsselbegriffe
LAWINE, Klima, Arktis, extrem, Telekonnektion, Eurasien, Erwärmung, Verstärkung
