Ist die Hurrikan-Saison aufgrund des Klimawandels schlimmer? Ein Wissenschaftler erklärt

Der Hurrikan Harvey mit seiner historischen Niederschlagsmenge über Texas, gefolgt von einer Reihe von Hurrikans Irma, Jose und Katia im nordatlantischen Becken im Jahr 2017, hat zu langjährigen Fragen über den Zusammenhang zwischen Hurrikanen und Klima geführt.

Können wir diese jüngsten Wirbelstürme wirklich auf den Klimawandel zurückführen? Oder ist es einfach ein Zufall, dass die Natur alle paar Jahrzehnte eintritt, ähnlich wie bei den Wirbelstürmen Beulah, Chloe und Doria von 1967?

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Die Beantwortung dieser Fragen liegt im Zentrum der aktuellen Hurrikan-Klimaforschung, die Atmosphärenwissenschaftler zu verstehen versuchen. Es gibt Anzeichen, dass der Klimawandel Hurrikane auf verschiedene Weise beeinflussen kann. Diese Signale sind jedoch unschlüssig, da wir nicht wissen, wie Hurrikane mit der Umwelt interagieren.

Verbindung zur Wassertemperatur

So wie ein Grippevirus in verschiedenen Umgebungen verwandelt und bei kalten Wintertemperaturen ansteckender wird, hängen Hurrikane von ihrer Umgebung und ihrer Bewegung ab. Inwieweit das Umfeld die Entwicklung von Hurrikans beeinflusst, gehört in der Tat zu den am intensivsten untersuchten Themen der Hurrikanforschung.

Belege für die Rolle der Umwelt bei der Entwicklung von Hurrikanen wurden seit den frühen fünfziger Jahren festgestellt, doch ein wichtiger Meilenstein wurde von Kerry Emanuel am MIT in seinen Studien über die Dynamik von Wirbelstürmen in den späten achtziger Jahren erreicht.

Seine Idee war, Hurrikane als Wärmekraftmaschinen zu betrachten, die der Meeresoberfläche Wärme entziehen und sie in der oberen Troposphäre abführen können. Auf diese Weise gelang es Emanuel, einen mathematischen Ausdruck zu erhalten, der zeigt, wie die maximale potentielle Intensität, die ein Hurrikan in einer gegebenen Umgebung erreichen kann, von der Oberflächentemperatur der Meeresoberfläche und der Temperatur in der Nähe der Spitze der atmosphärischen Troposphäre um 14 Kilometer oder 8,8 Meilen oberhalb der Atmosphäre abhängt Meer. Eine wärmere Meeresoberflächentemperatur würde nach Emanuels Formulierung zu einer höheren Intensität führen.

Im Wesentlichen bestimmt Emanuels Verhältnis zwischen Hurrikan-Intensität und Meeresoberflächentemperatur, wie stark ein Hurrikan für eine gegebene Umweltbedingung sein kann. Zahlreiche Studien haben die Wichtigkeit der Meeresoberflächentemperatur für die Kontrolle der maximalen Intensität des Hurrikans bestätigt und deuten auf einen Anstieg der Hurrikanstärke um 2-3 Prozent pro 1 Grad Celsius an, wobei die Meeresoberflächentemperatur unter günstigen Bedingungen ansteigt.

Aus dieser Perspektive ist es daher sehr verlockend zu behaupten, dass Hurrikan-Intensitätsschwankungen aufgrund der lebenswichtigen Rolle der Ozeantemperaturen bei der Hurrikanentwicklung mit dem Weltklima in Zusammenhang stehen müssen. In der Tat wird in vielen Studien zur Hurrikan-Intensitätsklimatologie die Meerestemperatur als ein wichtiges Mittel angesehen, um den zukünftigen Trend der Hurrikan-Intensitätsänderung zu erkennen.

Der allgemeine Konsens zwischen diesen Studien ist die Schlussfolgerung, dass zukünftige Wirbelstürme tendenziell stärker sein werden als die im heutigen Klima, vorausgesetzt, die Meeresoberflächentemperatur setzt ihren derzeitigen Erwärmungstrend in der Zukunft fort.

Extreme nach Hinweisen suchen

Während wir mit einer Zunahme der Hurrikanintensität infolge steigender Meerestemperaturen rechnen können, fällt die Interpretation dieses Ergebnisses für einen bestimmten Hurrikan sehr unterschiedlich aus.

Um zu veranschaulichen, wie schwierig dies sein kann, sollten Sie berücksichtigen, wie der Klimawandel Auswirkungen auf unser Wetter haben kann, beispielsweise die tägliche Temperaturschwankung.

Beispielsweise würde eine zukünftige Erwärmung der Lufttemperatur um 0,5 Grad in den nächsten 10 Jahren durch tägliche Temperaturschwankungen weitgehend verborgen werden, die zwischen Tag und Nacht im Bereich von 10 Grad liegen. In diesem Sinne wäre es übereilt, zu der Schlussfolgerung zu gelangen, dass die hohe Intensität von Hurricane Harvey oder Irma durch Klimaveränderungen verursacht wird, nur weil Schwankungen der lokalen Wetterbedingungen viel mehr als Signale des Klimawandels beitragen können.

Zusätzlich zu den täglichen Intensitätsschwankungen aufgrund lokaler Umweltbedingungen können Hurrikane auch chaotisches Verhalten aufweisen, das dazu führt, dass ihre Intensität stark schwankt. Eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte, dass die internen Schwankungen der Hurrikan-Intensität zwischen 10 und 18 Meilen pro Stunde betragen könnten, was größer ist als das, was durch den Klimawandel hervorgerufen würde.

Andererseits sollte man nicht naiv behaupten, dass die extremen Auswirkungen von Hurricane Harvey oder Irma Symptome von Klimaveränderungen sind.

Einige Untersuchungen haben gezeigt, dass die Veränderung des globalen Klimas zu einer Verschiebung des Jetstream-Verhaltens in Nordamerika führen könnte. Überschwemmungen im Zusammenhang mit Harvey waren zum Teil ungewöhnlich, da der Sturm länger als jeder andere Hurrikan in Texas zum Stillstand kam. Unser aktuelles Wissen erlaubt es uns zwar nicht, die Intensität von Harvey mit bestimmten Klimaveränderungen in Verbindung zu bringen, aber die Abnormalität des Harveys, das über einen langen Zeitraum über Land blockiert, könnte ein Ausdruck der Verschiebung der globalen Zirkulation in einem wärmeren Klima sein.

Ebenso könnte die Entstehung von Triple-Hurrikans im Atlantik im September 2017 ein weiteres potenzielles Signal für die günstigeren Bedingungen für die Hurrikanbildung durch den Klimawandel sein.

Aus klimatologischer Sicht ist die Häufigkeit und das Ausmaß dieser anormalen Extreme, wie etwa die längere Zeit des Hurrikans Harvey oder die extreme Intensität des Hurrikans Irma, für Forscher oft von höchstem Interesse. Dies ist darauf zurückzuführen, dass diese Extreme Signale von Klimaveränderungen sind, die von den täglichen Schwankungen unterschieden werden können.

Grenzen unseres Verständnisses

Neben den direkten Auswirkungen des Klimas auf die Hurrikanintensität ist ein anderer denkbarer Einfluss des Klimas auf die Hurrikane die Verschiebung des Hurrikanbahnmusters im zukünftigen Klima.

Im Prinzip könnte eine Änderung der globalen Luftzirkulationsmuster die Steuerströme beeinflussen, die die Hurrikanbewegung steuern, ähnlich wie ein Blatt, das von einem Fluss mitgerissen wird. Daher könnten die mit dem Klimawandel einhergehenden Schwankungen der globalen Zirkulationen ein weiteres Maß an Variabilität bei den Auswirkungen von Hurrikanen bewirken, die wir berücksichtigen müssen.

Eine kürzlich durchgeführte Studie von James Kossin an der University of Wisconsin, die von James Kossin durchgeführt wurde, deutete auf eine Verschiebung der Lage der maximalen Intensität des Hurrikans in einem wärmenden Klima hin. Im Gegensatz zum Zusammenhang zwischen Hurrikan-Intensität und der Umgebung ist der Zusammenhang zwischen globaler Zirkulationsänderung und Hurrikan-Bewegung derzeit viel schwerer zu quantifizieren.

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Die Erforschung der Hurrikane gibt uns ein gutes Gefühl dafür, wie sich Hurrikane in einem wärmeren Klima verändern würden. Die Messung dieser Veränderung und insbesondere die Verknüpfung eines einzigartigen Hurrikans mit dem Klimawandel sind jenseits des derzeitigen Vertrauensniveaus.

In der Realität gibt es mehrere andere Faktoren, die die Hurrikanentwicklung stark beeinträchtigen könnten, beispielsweise die Änderung der Lufttemperatur mit der Höhe. Diese Faktoren wirken sich direkt auf die Wechselwirkung von Hurrikans mit der Umgebung aus. Diese sind jedoch im Zusammenhang mit dem Klimawandel sehr schwer zu quantifizieren, da sich die Entwicklung der Hurrikane - gemessen in der Größenordnung von Tagen und Wochen - und der über Jahrzehnte stattfindende Klimawandel unterscheiden.

Aus Sicht eines Wissenschaftlers ist das mangelnde Verständnis der Auswirkungen von Hurrikanen auf das Klima enttäuschend, wenn nicht irritierend. Andererseits motivieren uns diese Unsicherheiten weiterhin dazu, nach möglichen Verbindungen zwischen Hurrikans - einschließlich Intensität, Häufigkeit, Zeitpunkt der Entstehung und Ort - und dem Klima zu suchen. Ein besseres Verständnis der Hurrikan-Klima-Beziehung ist erforderlich, da letztendlich Wissen dazu beitragen kann, der Gesellschaft zu dienen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation von Chanh Kieu veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.