Im April hatten wir wieder eine ungewöhnlich lange eher kühle Wetterperiode. In einem früheren Beitrag hatten wir über einen wahrscheinlichen Zusammenhang zwischen der reduzierten Eisbedeckung und der Kälteperiode des vergangenen Winters berichtet. In einer neueren Arbeit von J.A. Francis und S.J. Vavris in den Geophysical Research Letters (GRL) wird nun gezeigt, dass die überdurchschnittliche Erwärmung der Arktis (arctic amplification) die Wahrscheinlichkeit länger anhaltender kalter oder auch heisser Wetterlagen in Europa und auch Nordamerika erhöht.
Der Schlüssel für diese Zusammenhänge liegt beim Jet-Stream (gute Erklärung in Wikipedia). Der Jet-Stream ist ein Band hoher Windgeschwindigkeiten von West nach Ost, angetrieben von den Temperaturunterschieden zwischen der Arktis und südlicheren Breiten. Diese Windströmung trennt kalte Luft im Norden von warmer im Süden und bewegt die Hoch- und Tiefdruckgebiete von West nach Ost. Die Lage des Jet-Streams variiert zeitlich – meist relativ langsam innerhalb einiger Tage, wobei sich die Position nicht nur nach Nord oder Süd verschiebt, sondern es bilden sich mäanderförmige Buchten aus, sog. Rossby-Wellen. Dementsprechend dringt kalte Luft von Norden weit nach Süden und warme vom Süden weit in den Norden. Das Mäandern des Jet-Streams hat deshalb einen grossen Einfluss auf das Wetter speziell in den mittleren Breiten in Europa und Nordamerika wo diese Lageverschiebungen meist stattfinden.
Das folgende Video zeigt eine Animation des Phänomens:
Francis und Vavris untersuchten mit modernen Reanalyse Verfahren das Verhalten des Jet-Streams unter dem Aspekt der Klimaveränderung. Reanalyse ist ein wichtiges Forschungsinstrument, Messdaten werden mit Modellen “reanalysiert” d.h. nachgerechnet. Eine erfolgreiche Reanalyse erlaubt die physikalischen Zusammenhänge der betr. Phänomene zu entschlüsseln. Die Reanalyse zeigte, dass als Folge der arktischen Amplifikation die Rossby Wellen tendenziell eine grössere Amplitude bekommen und sich langsamer ostwärts bewegen. Ausbrüche von Kaltluft in südlichere Breiten werden wahrscheinlicher und sie reichen weiter in den Süden, entsprechend auch Ausbuchtungen der Warmluft nach Norden. Ausserdem wurde gefunden, dass die Ausbuchtungen im Mittel zeitlich länger anhalten. Diese Zusammenhänge gelten für alle Jahreszeiten. Das folgende Bild aus der Arbeit zeigt typische Muster mit den tiefen Ausbuchtungen nach Süden für alle vier Jahreszeiten.
Eine ausführlichere Diskussion der Arbeit findet sich in Climate Progress.
Die aktuelle Lage des Jet-Streams kann man sich z.B. auf der Website der San Francisco State University ansehen, dort kann man sich sogar eine Animation für den Verlauf der letzten Tage zusammenstellen. Das folgende Bild vom 19. April ist daraus entnommen.
Der extrem südliche Verlauf des Jet-Streams in Europa – er liegt über Spanien zeigt, dass wir zur Zeit in einer tiefen Ausbuchtung von Kaltluft liegen.
Der massive Eingriff des Menschen in das Klima wird uns vermutlich noch viele weitere Überraschungen auch an bisher nicht vermuteter Stelle mit kaum abschätzbaren Folgen bescheren. Die lang anhaltende extreme Hitzewelle in Russland im Sommer 2010 passt ebenfalls in das Muster von Wetterverläufen, deren Wahrscheinlichkeit durch die arktische Erwärmung erhöht wird, im März 2012 bildete sich in den USA eine tiefe Ausbuchtung des Jet-Streams nach Süden, sodass die Flugzeuge, die bei ihrem West-Ostflug den Jet ausnutzen, dies für den Nord-Süd Flug tun konnten. Die arktische Amplifikation, die Ursache dieser Veränderungen wird sich infolge des weiter ansteigenden CO2 weiter verstärken.
Der Anstieg der Treibhausgase hat die Energiebilanz der Erde aus dem Gleichgewicht gebracht: die absorbierte Energie ist höher als die wieder abgestrahlte. Der grösste Teil des Überschusses geht in die Erwärmung der oberen 2000 m der Ozeane. Die möglichst genaue Messung der Temperatur dieser oberen Meeresschicht ist deshalb eine sehr direkte Messung der Energiebilanz der Erde. Seit 2007 wurde in einer beispiellosen internationalen Zusammenarbeit ein Messnetz mit automatischen Sonden aufgebaut. Die Messungen werden von der NOAA publiziert, sie zeigen – wie erwartet – einen kontinuierlichen Anstieg des Wärmeinhalts.
Die Messung der Temperaturänderungen in den 9 Eiszeitzyklen seit 800 000 Jahren und die Messung der synchronen Veränderungen des CO2 in der Atmosphäre sind ein Grosserfolg der Klimaforschung und einer der wichtigen experimentellen Belege für den Einfluss des CO2 auf das Klima. Die Zyklen werden durch die Milankovitch-Veränderungen der Sonneneinstrahlung getriggert. Wie diese relativ kleinen Änderungen der Einstrahlung zu der beobachteten CO2 Freisetzung bzw. Absorption führen, war zunächst nicht so klar. Eine soeben erschienene Arbeit zeigt den weit fortgeschrittenen Forschungsstand zu dieser Frage.
Eine markante Kältewelle herrschte über grossen Teilen Europas im Februar 2012. In anderen Gegenden war es gleichzeitig ungewöhnlich warm. Für dieses Wettermuster hat Pethoukov schon 2009 eine erhöhte Wahrscheinlichkeit prognostiziert. Die Ursache liegt in der wegen der Klimaerwärmung reduzierten Meereisbedeckung in der Barentssee.
Veränderungen der Landwirtschaft sind nötig aus Klimaschutzgründen (ein Viertel der Treibhausgasemissionen kommen aus der Landwirtschaft), um den drohenden Wassermangel zu entschärfen, um die Ernährung der wachsenden Menschheit sicherzustellen und die Armut der Landbevölkerung in den Entwicklungsländern zu beheben. Die UNEP hat dazu von Experten fundierte Vorschläge ausarbeiten lassen. Sowohl die hochproduktive Landwirtschaft der Industrieländer als auch die überlieferte Landwirtschaft der Kleinbauern in den Entwicklungsländern müssen grundlegend reformiert werden. Beides ist möglich, die entsprechenden Massnahmen sind bekannt, die Einführung hat schon begonnen und befindet sich auf einem exponentiellen Wachstumspfad.
In den Böden der nördlichen Hemisphäre sind 1700 Milliarden Tonnen Kohlenstoff im Permafrost gespeichert. Ob und wie schnell dieser Kohlenstoff infolge der Klimaerwärmung freigesetzt wird und damit die Klimaerwärmung weiter verstärkt, ist Gegenstand intensiver Forschung. Die neuesten Erkenntnisse gehen von einem stetigen aber relativ langsamen Freisetzungsprozess aus. Es bleibt also Zeit zu handeln, angesichts der Grösse des Effekts ist Dringlichkeit angesagt.
“Natürliche Schwankungen” werden oft von sog. Skeptikern als alternative Ursache des Temperaturanstiegs der letzten Jahrzehnte herangezogen. Die Klimaforschung hat mit immer raffinierteren Methoden nicht nur zeigen können, dass für den überwiegenden Teil des Anstiegs nur die CO2 Emissionen infrage kommen. Die Ursachen der überlagerten natürlichen Schwankungen werden auch immer besser verstanden und von den Klimamodellen nachgebildet.
Eine statistische Auswertung der Wetterbeobachtungen durch Medvigy, einen Forscher der Princeton University, zeigt, dass sich die Klimaerwärmung auch durch stärkere Schwankungen des Wetters in ganz kurzeb Zeitskalen, von einem Tag zum nächsten, bemerkbar macht. Dies hat Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und damit auch eine Rückkopplung auf das Klima.
Im Dezember 2006 haben wir, Jürgen Ragaller und Klaus Ragaller, den Klimablog.ch gestartet. Die ersten zwei Beiträge vom Dezember 2006 zeigen welch geradezu verblüffende Aktualität diese Themen nach 5 Jahren noch haben: Der drohende beschleunigte Anstieg des Meeresspiegels und die “fossile” Verkehrs(-Ausbau)Politik im Kanton Zürich. In 74 Beiträgen haben wir seitdem über die Klimaforschung, über Alternativenergien, über Klimapolitik berichtet. Dabei legen wir Wert auf wissenschaftlich zuverlässige Quellen einerseits und auf eine auch für Nicht-Spezialisten verständliche Darstellung. (Infolge des zeitlichen Freiraums eines Pensionisten konnte Klaus Ragaller die meisten Beiträge für den von Jürgen Ragaller initiierten, eingerichteten und betreuten Blog erarbeiten).
Pro Monat werden diese Beiträge von etwa 500 bis 1000 Lesern angeklickt. Die “Beliebtheit” der Beiträge schwankt enorm – absoluter Spitzenreiter ist “Die Kuh, das Auto und das Klima“. Auch die Kommentare sind sehr ungleich verteilt. Inhaltlich reicht das Spektrum von “zustimmend, ergänzend” bis zu den wohl in allen Klimablogs zu beobachtenden Wortmeldungen aus der sog. Skeptiker-Szene.
Die entstandene Sammlung von 74 Beiträgen ist inzwischen ein recht umfassendes Nachschlagewerk für ein breites Spektrum von Themen im Zusammenhang mit der Klimaproblematik: Klimaforschung, Klimaprognosen, Klimaschutz, wirtschaftliche Aspekte, alternative Energien, Energieforschung. Wir verwenden ältere Artikel so weit wie möglich als Ausgangspunkt für weiterführende Beiträge. Dabei überprüfen wir sie auf ihre Aktualität und Gültigkeit. Bisher haben sich die Beiträge dabei als zuverlässig und kaum ergänzungsbedürftig erwiesen, im Gegenteil: mit Hilfe des Suchfeldes oben rechts findet man schnell zu wichtigen Stichwörtern einschlägige Beiträge, mit denen man sehr schnell einen guten Überblick zum Wissensstand erhält. Neben dem Überblick auch Hinweise und Links zu weiterführenden Informationen, zu Originalarbeiten, zu Bildern und Grafiken.
Davon kann man sich einen Eindruck verschaffen durch Eingabe folgender Suchbegriffe: Klimamodelle, Klimaprognosen, Solarstrom, CCS, Kosten von Klimaschutz, thermohaline Ozeanzirkulation…
Wir sind gerne bereit, auf Anregungen oder Anfragen von unseren LeserInnen auch bisher nicht oder nicht genügend abgedeckte Themen zu recherchieren und daraus einen Blog-Beitrag zu erstellen, sofern es thematisch zu den genannten Blog-Themen passt und die Fokussierung auf verlässliche wissenschaftliche Quellen gegeben ist.
Das Pacific Institute for Climate Solutions hat einen kurzen, präzisen und didaktisch gut aufbereiteten Kurzkurs von anerkannten Klimaforschern über die Grundlagen des Klimawandels zusammengestellt. Den Kurs kann man interaktiv im Internet durchlaufen, das eigene Wissen kann man mit Hilfe von Fragen zu jedem Kapitel überprüfen.
