Für die Klimaforschung kommen Extremwetterlagen nicht von ungefähr: Was die Erderwärmung damit zu tun hat und wie sich Städte besser schützen können. Ein Überblick.
Mainz - Nach den schweren Unwettern im Westen Deutschlands stellt sich die Frage: Ist das noch Wetter – oder schon der Klimawandel? Für Fachleute ist die Antwort klar: Die Erderwärmung wird künftig zu einer Häufung extremer Wetterereignisse führen, die zudem oft heftiger ausfallen als in früheren Zeiten.
Wie kam die Flutkatastrophe zustande?
Das Tief „Bernd“ wurde in den letzten Tagen nahezu ortsfest über Mitteleuropa. Zunächst lenkte das Tief aus dem Mittelmeerraum feucht-warme Luft nach Deutschland. Von Westen wurde zudem kühlere Atlantikluft herangeführt. Am Mittwoch steuerte Tief „Bernd“ nun die warme Mittelmeerluft von der Nordsee und Osteuropa her zurück nach Süden wo sie über Westdeutschland und Benelux über die kühlere Luftmasse aufstieg, was zu den extremen Niederschlagsmengen führte. Zusätzlich waren die Böden in Mitteleuropa aufgrund der Niederschläge in den letzten Wochen gesättigt. Das stark gegliederte Gelände der betroffenen Region mit teils tief eingeschnittenen Flusstälern verstärkte weiterhin den Oberflächenabfluss. All diese Faktoren führten zusammengenommen zur Flutkatastrophe.
Kann die Erderwärmung diese Unwetterereignisse begünstigen?
Grundsätzlich ist es schwierig, Einzelereignisse kausal auf den Klimawandel zurückzuführen, sagt Sebastian Sippel vom Institut für Klima und Atmosphäre der Eidgenössischen technischen Hochschule Zürich. Allerdings gebe es Hinweise, dass die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten und die Intensität solcher Ereignisse durch den Klimawandel zunehmen. „Pro ein Grad Celsius Temperaturerhöhung kann die Atmosphäre etwa sieben Prozent mehr Feuchtigkeit aufnehmen“, sagt Sippel. Die zusätzliche Feuchte führt langfristig zu höheren Niederschlagsmengen. Es sei daher aufgrund dieser physikalischen Gesetzmäßigkeit davon auszugehen, dass langfristig in den mittleren Breiten Starkregenereignisse zunehmen. Die Tage mit schwachem Niederschlag werden dagegen abnehmen.
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Welche Phänomene des Klimawandels kommen ebenfalls als Auslöser in Frage?
Ein weiterer in der Forschung viel diskutierter Effekt ist die Abschwächung des Polarwirbels, der auch den Jetstream schwächt. Dieses Starkwindband zieht sich in rund zehn Kilometer Höhe um die Nordhalbkugel. Angetrieben wird es von den Temperaturunterschieden zwischen Arktis und Tropen. Weil sich die Arktis überdurchschnittlich erwärmt, nehmen die Temperaturunterschiede ab und damit auch die Geschwindigkeit des Polarwirbels. Dadurch bildet er stärkere Ausbuchtungen nach Norden und Süden, die bei uns zu Kälteeinbrüchen wie im Frühjahr führen können. Durch die Veränderung des Jetstreams bleiben Gewitter länger an einem Ort, was lokal zu lang anhaltenden Regenfällen führen kann.
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Werden in Deutschland Tage mit Starkregen zunehmen?
Klimaanalysen der letzten Jahrzehnte belegen dem Deutschen Wetterdienst (DWD) zufolge, dass sogenannte Starkregen-Ereignisse auch mittleren und nördlichen Breiten, zu denen auch Deutschland gehört, zugenommen haben. Dieser Trend setze sich fort.
Wie sieht es mit Hitzewellen aus?
Auch in Deutschland müssen sich die Menschen künftig besser vor Hitze schützen. Denn bei Hitzeextremen ist der Einfluss des Klimawandels noch stärker als bei Starkregenfällen, wie Friederike Otto erläutert. Die Physikerin untersucht an der Universität in Oxford, inwieweit einzelne Wetterereignisse auf den Klimawandel zurückgeführt werden können. Fakt ist, dass manche Hitzerekorde derart extrem sind, dass sie ohne Erderwärmung praktisch unmöglich wären, wie jüngst Waldbrände in Nordamerika. „Der Klimawandel beeinflusst vor allem alle Faktoren, die direkt an die Temperatur gekoppelt sind: Starkniederschläge können stärker werden, weil mehr Luftfeuchte zur Verfügung stehen kann, Hitzewellen werden heißer und Dürren trockener, weil der Boden stärker austrocknen kann“, bestätigt auch Douglas Maraun vom Wegener Center für Klima und Globalen Wandel in Graz.
Wie gut lassen sich solche Unwetterkatastrophen vorhersehen?
Sie lassen sich sogar recht gut berechnen: So hatten Wettervorhersagemodell die Unwetterkatastrophe in der Nacht zum vergangenen Donnerstag seit Tagen angedeutet. „Bereits drei Tage im Voraus zeichneten sich für die betroffenen Regionen sehr hohe Niederschlagsmengen ab“, bestätigt Julian Quinting, Experte für Meteorologie und Klimaforschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Entsprechend gab es frühzeitig Warnungen vor extremen Niederschlag und Hochwasser. „Leider konnte dennoch insbesondere in den westdeutschen Mittelgebirgsregionen eine Flutkatastrophe nicht abgewendet werden.“ Das könnte sich ändern: Derzeit entwickelt das Potsdamer Geoforschungszentrum (GFZ) gemeinsam mit anderen Forschungseinrichtungen die Web-Plattform „Safer Places“, mit denen Städte ihre Vorsorge gegen Überschwemmungen besser planen könnten. Der Prototyp der Plattform sei bereits online.