Klimawandel führt nicht zu Winterextremen

Die letzten beiden Winter brachten bittere Kälte über den Osten der USA. Über mehrere Wochen fielen die Temperaturen weit unter den Gefrierpunkt, und auf dem Lake Michigan vor Chicago trieben Eisschollen. So niedrige Temperaturen waren in den letzten Jahren selten geworden. Bilder von vereisten und schneebedeckten Städten gingen um die Welt und mit ihnen die Frage, ob der Klimawandel für diese Extremereignisse verantwortlich sei.

Ins Feld geführt wurde das Argument, dass sich die Arktis in den letzten Jahrzehnten stärker als andere Regionen erwärmt hat und dies den polaren Jetstream abgeschwächt haben sollte. Der polare Jetstream ist ein Starkwindstrom in mehreren Kilometern Höhe, der von den Temperaturunterschieden zwischen den heissen Tropen und den kalten Polarregionen angetrieben wird. Einer Hypothese nach soll ein schwächerer Jetstream grössere Wellen schlagen und so zu grösseren Temperaturausschwankungen in mittleren Breiten führen. Damit wäre die verstärkte Erwärmung der Arktis für die extremen Kältewellen, wie sie im Osten der USA in den letzten Wintern auftraten, mitverantwortlich.

Spannbreite der Temperatur wird abnehmen

Wissenschaftler um Tapio Schneider, Professor für Klimadynamik der ETH Zürich, kommen zu einem anderen Schluss. Sie zeigen anhand von Simulationen und mit theoretischen Argumenten, dass die Spannbreite der Temperaturschwankungen an den meisten Orten abnehmen wird, wenn sich das Klima erwärmt. Es wird also nicht häufiger, sondern seltener zu extrem niedrigen Temperaturen kommen. Das schreiben die Wissenschaftler der ETH Zürich und des California Institute of Technology in der aktuellen Ausgabe des Journal of Climate. Hinzukommt, dass kalte Tage künftig ohnehin seltener werden, weil sich das Klima erwärmt.

Ausgangslage der Arbeit war, dass sich die höheren Breiten tatsächlich schneller erwärmen als die tieferen, und deshalb der Temperaturunterschied zwischen Äquator und Pol abnimmt. Stellt man sich nun vor, dass es diesen Temperaturunterschied überhaupt nicht mehr gäbe, dann würde das bedeuten, dass auch die Luftmassen die gleiche Temperatur hätten, egal ob sie von Süden oder von Norden strömen. Es gäbe theoretisch keine Temperaturvariabilität mehr. Ein solcher Extremfall wird nicht eintreffen, erklärt aber den theoretischen Ansatz der Wissenschaftler.

Extreme werden seltener

Mit einem stark vereinfachten Klimamodell untersuchten sie verschiedene Wetterszenarien und überprüften so die Theorie. Es zeigte sich, dass die Temperaturvariabilität in mittleren Breiten und somit auch in Nordamerika tatsächlich sinkt, je weniger sich die Temperaturen von Pol und Äquator unterscheiden. Auch die Simulationen mit den Klimamodellen des Weltklimarats IPCC zeigten ähnliche Resultate: In den mittleren Breiten nehmen die Temperaturunterschiede und mit ihnen die Temperaturvariabilität ab, ganz besonders im Winter.

Die Extreme werden also seltener, wenn sich die Varianz verringert. Das bedeutet aber nicht, dass es künftig zu gar keinen Temperaturextremen kommt. «Ausserdem wird es in Zukunft trotz der geringeren Temperaturvarianz zu mehr extrem warmen Perioden kommen, denn die Erde wird sich mit dem Klimawandel grundsätzlich erwärmen», erklärt Schneider. Die Wissenschaftler beschränkten sich in ihrer Arbeit auf die Entwicklung der Temperatur. Für andere extreme Ereignisse wie Stürme oder heftige Regen- und Schneefälle können die ETH-Forscher daher keine Entwarnung geben.

Nord-Süd-Verschiebung macht den Unterschied

Und der Jetstream? Der Klimawissenschaftler winkt ab. «Die Auslenkungen des Jetstreams ändern sich wenig.» Vielmehr bringe der Nord-Süd Unterschied der Temperaturen und die Verschiebung der Luftmassen die Temperaturunterschiede.

Was diese Resultate für Europa bedeuten, will Tapio Schneider in weiteren Studien untersuchen. Unter anderem will er der Frage nachgehen, ob Hitzewellen in Europa mit sogenannten «geblockten Zyklonen» zusammenhängen und herausfinden, weshalb solche Wirbel an einem Ort stehenbleiben und wie sie sich mit dem Klima ändern.

Das Forschungsprojekt wurde unterstützt von der U.S. National Science Foundation.