Das Klima ändert sich so schnell, dass wir noch nicht gesehen haben, wie schlimm extreme Wetterlagen werden können
Extreme Wetterlagen sind auf unserem Planeten per Definition selten. Heftige Stürme, glühende Hitzewellen und beißende Kälteeinbrüche zeigen, wozu das Klima in seinen schlimmsten Momenten fähig ist. Da sich das Klima der Erde jedoch rasch erwärmt, vor allem aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe, ändert sich die Bandbreite möglicher Wetterbedingungen, einschließlich Extremen.
Wissenschaftler definieren „Klima“ als die Verteilung möglicher Wetterereignisse, die über einen bestimmten Zeitraum beobachtet werden, wie etwa die Bandbreite der Temperaturen, der Niederschlagsmengen oder der Sonnenstunden. Daraus konstruieren sie statistische Maße, wie etwa die Durchschnittstemperatur (oder Normaltemperatur). Das Wetter variiert in mehreren Zeiträumen – von Sekunden bis zu Jahrzehnten. Je länger also der Zeitraum ist, über den das Klima analysiert wird, desto genauer erfassen diese Analysen die unendliche Bandbreite möglicher Konfigurationen der Atmosphäre.
Normalerweise verwenden Meteorologen und Klimaforscher einen 30-Jahreszeitraum zur Darstellung des Klimas, der alle zehn Jahre aktualisiert wird. Der jüngste Klimazeitraum ist von 1991 bis 2020. Die Differenz zwischen jedem der folgenden 30-Jahre-Klimazeiträume dient als sehr wörtliche Aufzeichnung des Klimawandels.
Diese Art, über das Klima nachzudenken, greift zu kurz, wenn man bedenkt, dass sich das Klima selbst rasch ändert. Die globalen Durchschnittstemperaturen sind in den letzten 30 Jahren um etwa 0,2°C pro Jahrzehnt gestiegen, was bedeutet, dass das globale Klima im Jahr 1991 etwa 0,6°C kühler war als im Jahr 2020 (unter Berücksichtigung anderer Schwankungen von Jahr zu Jahr) und sogar noch kühler als heute.
Ein bewegliches Ziel für Klimamodellierer
Wenn das Klima eine Reihe möglicher Wetterereignisse ist, dann hat dieser rasche Wandel zwei Implikationen. Erstens bedeutet er, dass ein Teil der Verteilung der Wetterereignisse, die einen 30-jährigen Klimazeitraum ausmachen, in einem ganz anderen globalen Hintergrundklima auftrat: So waren beispielsweise die Nordwinde in den 1990er Jahren in Nordwesteuropa viel kälter als die in den 2020er Jahren, was auf die fast viermal schnellere Erwärmung der Arktis als im globalen Durchschnitt zurückzuführen ist. Statistiken von vor drei Jahrzehnten spiegeln nicht mehr wider, was heute möglich ist.
Zweitens bedeutet das sich rasch ändernde Klima, dass wir nicht unbedingt die Extreme erlebt haben, die die heutige atmosphärische und ozeanische Wärme erzeugen kann. In einem stabilen Klima hätten Wissenschaftler mehrere Jahrzehnte Zeit, damit die Atmosphäre ihre verschiedenen Konfigurationen annehmen und Extremereignisse wie Hitzewellen, Überschwemmungen oder Dürren auslösen kann. Diese Beobachtungen könnten wir dann nutzen, um ein Verständnis dafür zu entwickeln, wozu das Klima fähig ist. Aber in unserem sich rasch ändernden Klima haben wir tatsächlich nur wenige Jahre – nicht genug, um alles zu erleben, was das Klima zu bieten hat.
Extreme Wetterereignisse erfordern das, was Meteorologen als „perfekten Sturm“ bezeichnen würden. So erfordert extreme Hitze in Großbritannien typischerweise die nordwärts gerichtete Bewegung einer Luftmasse aus Afrika in Kombination mit klarem Himmel, trockenen Böden und einer stabilen Atmosphäre, um die Bildung von Gewittern zu verhindern, die die Hitze abführen.
Solche „perfekten“ Bedingungen sind grundsätzlich unwahrscheinlich und es können viele Jahre vergehen, ohne dass sie eintreten – während sich das Klima im Hintergrund weiter verändert. Wenn wir uns nur auf Beobachtungen stützen, sind wir möglicherweise völlig unvorbereitet auf das, was das Klima jetzt tun kann, wenn alle richtigen Wetterbedingungen gleichzeitig auftreten.
Zu den erschreckenden jüngsten Beispielen gehört die extreme Hitzewelle im pazifischen Nordwesten Nordamerikas im Jahr 2021, bei der die Temperaturen den bisherigen kanadischen Rekordhöchstwert um 4,6 °C übertrafen. Ein weiteres Beispiel ist das Auftreten von 40 °C im Sommer 2022 in Großbritannien, womit der bisherige britische Rekordhöchstwert, der nur drei Jahre zuvor erreicht wurde, um 1,6 °C übertraf. Dies ist einer der Gründe, warum die wahren Auswirkungen einer bestimmten Menge an globaler Erwärmung erst nach mehreren Jahrzehnten sichtbar werden, aber da sich das Klima schnell ändert, können wir diese Methode natürlich nicht mehr anwenden.
Mit dem Feuer spielen
Um diese Extreme besser zu verstehen, können Wissenschaftler Ensembles verwenden: viele Durchläufe desselben Wetter- oder Klimamodells, die sich jeweils leicht unterscheiden, um eine Reihe plausibler Ergebnisse zu zeigen. Ensembles werden routinemäßig bei Wettervorhersagen verwendet, können aber auch zur Beurteilung extremer Ereignisse herangezogen werden, die eintreten könnten, auch wenn sie zu diesem Zeitpunkt tatsächlich nicht eintreten.
Als in Ensemble-Prognosen für Großbritannien vor der Hitzewelle im Juli 2022 erstmals 40 °C auftauchten, zeigte dies, welche Art von Extremwetter im gegenwärtigen Klima möglich ist. Auch wenn es nicht dazu gekommen wäre, zeigte sein bloßes Auftreten in den Modellen, dass das zuvor Undenkbare nun möglich war. Tatsächlich führten mehrere natürlich vorkommende atmosphärische Faktoren zusammen mit der Erwärmung des Hintergrundklimas zu der rekordverdächtigen Hitze am 19. Juli desselben Jahres.
Die höchste jährlich beobachtete Temperatur im Vereinigten Königreich von 1900 bis 2023
Später im Sommer 2022, nach dem ersten Auftreten von 40 °C, zeigten einige Ensemble-Wettervorhersagen für Großbritannien eine Situation, in der an mehreren aufeinanderfolgenden Tagen 40 °C erreicht werden könnten. Dies hätte eine beispiellose Bedrohung für die öffentliche Gesundheit und Infrastruktur in Großbritannien dargestellt. Anders als im Vormonat trat dieses Ereignis nicht ein und geriet schnell in Vergessenheit – aber das hätte nicht passieren dürfen.
Es ist nicht sicher, ob diese Modellsimulationen die Prozesse, die zur Entstehung extremer Hitze führen, richtig abbilden. Trotzdem müssen wir die Warnsignale beachten.
Trotz eines rekordverdächtig warmen Planeten war der Sommer 2024 in Großbritannien bisher relativ kühl. In den letzten beiden Jahren lagen die globalen Temperaturen weit über allen bisher beobachteten Werten, sodass die potenziellen Extreme wahrscheinlich noch weiter von dem abweichen, was wir bisher erlebt haben.
Wie schon im August 2022 sind wir vorerst damit durchgekommen – doch beim nächsten Mal haben wir vielleicht nicht so viel Glück.
Simon H. Lee, Dozent für Atmosphärenwissenschaften, Universität St. Andrews; Hayley J. Fowler, Professorin für Auswirkungen des Klimawandels, Newcastle Universitätund Paul Davies, Chefmeteorologe, Met Office und Gastprofessor, Newcastle Universität
