Extreme Kälte kommt auch in einer sich erwärmenden Welt vor | Polarjournal
Ein Schneesturm mit brutal kalten Temperaturen traf Iowa und die Nachbarstaaten am 12. Januar 2024. Melina Mara/The Washington Post via Getty Images

Von Mathew Barlow, UMass Lowell

In den letzten Tagen sind extrem kalte arktische Luft und schweres Winterwetter nach Süden in weite Teile der USA vorgedrungen und haben von Montana bis Texas tägliche Tiefsttemperaturrekorde gebrochen. Dutzende Millionen Menschen waren von den gefährlich kalten Temperaturen betroffen, und heftige Schneefälle und Sturmböen hatten schwerwiegende Auswirkungen in der Region der Großen Seen und im Nordosten.

Diese schweren Kälteereignisse treten auf, wenn der polare Jetstream – der bekannte Jetstream des Winters, der entlang der Grenze zwischen arktischer und gemäßigter Luft verläuft – tief nach Süden abtaucht und die kalte arktische Luft in Regionen bringt, in denen sie nicht oft vorkommt.

Oberflächentemperaturen um 7.00 Uhr morgens EST am 16. Januar 2024. Temperaturen unter dem Gefrierpunkt sind blau, Temperaturen über dem Gefrierpunkt sind rot. Der Jetstream ist durch die hellblaue Linie mit Pfeilen gekennzeichnet. Mathew Barlow/UMass Lowell, CC BY

Ein interessanter Aspekt dieser Ereignisse ist, dass sie oft in Verbindung mit Veränderungen eines anderen Luftstroms auftreten, der noch höher über dem Jetstream liegt: der stratosphärische Polarwirbel, ein großer Luftstrom, der sich in der Mitte der Stratosphäre um den Nordpol bewegt.

Wenn dieser stratosphärische Wirbel gestört oder gedehnt wird, kann er auch den Jetstream verzerren, ihn in einigen Gebieten nach Süden drücken und Kaltluftausbrüche verursachen.

Der arktische Polarwirbel ist ein starkes Windband in der Stratosphäre, 15-50 Kilometer über der Erdoberfläche. Wenn dieses Windband, das normalerweise den Nordpol umgibt, schwächer wird, kann es sich aufspalten. Der polare Jetstream kann diese Umwälzung widerspiegeln, indem er schwächer oder wellenförmig wird. An der Oberfläche wird die kalte Luft an einigen Stellen nach Süden gedrückt. NOAA

Der aktuelle arktische Kälteeinbruch passt in dieses Muster: Der Polarwirbel hat sich in der unteren Stratosphäre so weit über die USA ausgedehnt, dass er sich fast in zwei Teile gespalten hat. Es gibt mehrere Ursachen, die zu dieser Ausdehnung geführt haben könnten, aber sie steht wahrscheinlich im Zusammenhang mit dem Wetter in den hohen Breitengraden in den letzten zwei Wochen.

Oberflächentemperaturen und der Jetstream um 7 Uhr morgens. EST am 16. Januar 2024, wobei der stratosphärische Polarwirbel ebenfalls als dunkelblaue Linie dargestellt ist. Mathew Barlow/UMass Lowell, CC BY
Eine polare Ansicht der Winde in der unteren Stratosphäre um 7.00 Uhr morgens. EST am 16. Januar 2024. Die gezeigten Winde befinden sich in der unteren Stratosphäre, etwa 15 Kilometer über der Erdoberfläche. Mathew Barlow/UMass Lowell

Nein, Kälte widerspricht nicht der globalen Erwärmung

Nachdem die Erde gerade ihr wärmstes Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen erlebt hat, mag es überraschend erscheinen, dass so viele Kälterekorde aufgestellt wurden. Aber widerspricht dieser Kälteeinbruch der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung? Als Atmosphären- und Klimawissenschaftler kann ich Ihnen absolut und eindeutig sagen, dass dies nicht der Fall ist.

Kein einzelnes Wetterereignis kann die globale Erwärmung beweisen oder widerlegen. Viele Studien haben gezeigt, dass die Zahl der extremen Kälteereignisse mit der globalen Erwärmung eindeutig abnimmt, wie es die physikalische Logik vorhersagt und versteht.

Ob die globale Erwärmung wider Erwarten eine unterstützende Rolle bei der Intensität dieser Ereignisse spielt, ist eine offene Frage. Einige Untersuchungen legen dies nahe.

Die Kältewelle vom Februar 2021, die das texanische Stromnetz schwer beeinträchtigte, war ebenfalls mit einem ausgedehnten stratosphärischen Polarwirbel verbunden. Meine Kollegen und ich haben Beweise dafür vorgelegt, dass die mit der globalen Erwärmung einhergehenden Veränderungen in der Arktis die Wahrscheinlichkeit solcher Wirbelunterbrechungen erhöht haben. Die Auswirkungen der verstärkten Erwärmung in hohen Breitengraden, die als arktische Verstärkung bekannt ist, auf die regionale Schneedecke und das Meereis können die Wettermuster verstärken, die wiederum zu einem ausgedehnten Polarwirbel führen.

In jüngerer Zeit haben wir gezeigt, dass in weiten Teilen der USA, Europas und Nordostasiens die Zahl dieser schweren Kälteereignisse zwar deutlich abnimmt – wie bei der globalen Erwärmung zu erwarten -, dass aber ihre Intensität trotz der raschen Erwärmung in den arktischen Ursprungsregionen offenbar nicht entsprechend abnimmt.

Auch wenn die Welt in Zukunft mit weniger schweren Kälteereignissen rechnen kann, müssen viele Regionen auf außergewöhnliche Kälteereignisse vorbereitet sein, wenn diese auftreten. Ein besseres Verständnis der Einflusswege zwischen den arktischen Oberflächenbedingungen, dem stratosphärischen Polarwirbel und dem Winterwetter in den mittleren Breiten würde unsere Fähigkeit verbessern, diese Ereignisse und ihre Schwere vorherzusehen.

Mathew Barlow, Professor für Klimawissenschaften, UMass Lowell

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative-Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel hier.

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