Sturmspuren – Regionen, in denen Stürme von Westen nach Osten über Ozeane und Kontinente ziehen, angetrieben vom vorherrschenden Jetstream – bestimmen Wetter und Klima in Orten mittlerer Breite wie Chicago und New York.
"Änderungen in der Position von Sturmspuren als Reaktion auf den anthropogenen Klimawandel hängen davon ab, wie sich der Temperaturgradient vom Äquator zum Pol ändert, und unter den verschiedenen Faktoren, die diesen Gradienten beeinflussen, stechen Wolkenveränderungen als einer der hervor wichtige Teile des Puzzles", sagte Tiffany S. Shaw, Assistenzprofessor für geophysikalische Wissenschaften an der University of Chicago. Sie ist die Hauptautorin von "Storm Track Processes and the Against Influences of Climate Change", einer Übersicht über die neuesten Forschungsergebnisse und aktuelles Wissen, die am 29. August 2016 in Nature Geoscience veröffentlicht wurde.
In idealisierten und umfassenden Klimamodellsimulationen führt die Erwärmung aufgrund einer erhöhten Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre dazu, dass die Wolken in hohen Breiten mehr Sonnenstrahlung reflektieren, wodurch die Erdoberfläche in diesen Regionen gekühlt und der Temperaturgradient zwischen den erhöht wird Äquator und die Pole. Isoliert (die Menge an Sonnenenergie, die die Erdoberfläche erreicht) würde dies zu einer polwärts gerichteten Verschiebung der Sturmbahnen führen. In der Zwischenzeit neigen dieselben Wolken dazu, den Treibhauseffekt zu verstärken, wodurch die Erdoberfläche in denselben Regionen erwärmt und der Temperaturgradient zwischen dem Äquator und den Polen verringert wird, wodurch eine entgegengesetzte Verschiebung (auch isoliert) entsteht.
Dies ist nur ein Beispiel für die gegensätzlichen Einflüsse, die von den Autoren festgestellt wurden. Andere Beispiele sind der gegensätzliche Einfluss der Erwärmung in der oberen tropischen Atmosphäre und der arktischen Verstärkung (erhöhte Oberflächenerwärmung in der Arktis), die beide in Modellen als Reaktion auf den Klimawandel auftreten.
"Die gegensätzlichen Wolkeneinflüsse auf den Gradienten vom Äquator zum Pol sollten genauer untersucht werden, um das endgültige Ergebnis dieses 'Tauziehens' zu verstehen, da es sich auf die zukünftige Position der Sturmbahnen bezieht, " sagte Shaw.
Die wichtigste Botschaft dieses Papiers ist, dass Wissenschaftler derzeit nicht in der Lage sind, die Reaktion von Sturmspuren auf den anthropogenen Klimawandel zufriedenstellend zu projizieren, sagte Edwin Gerber, außerordentlicher Professor für Mathematik und Atmosphären- und Ozeanwissenschaften am Courant Institute der New York University. der nicht an der Überprüfung von Nature Geoscience beteiligt war.
"Wir verstehen eine Menge über die Prozesse, die für Storm-Tracks wichtig sind, aber der Teufel liegt darin, wie sie miteinander interagieren. Die Autoren treffen den Nagel auf den Kopf, wenn sie es als „Tauziehen“zwischen verschiedenen Kräften beschreiben, und es ist ungewiss, wer siegen wird.“
Die Forscher forderten eine Ausweitung der Beobachtungsbemühungen und der Hierarchie von Computersimulationen, die verwendet werden, um zu verstehen, wie sich Sturmspuren als Reaktion auf die erhöhte Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre verschieben werden.
"Um Vertrauen in unsere prognostizierten Änderungen zu haben, müssen wir unsere Modellhierarchie um vereinfachte Modelle mit Cloud-Prozessen erweitern, die verwendet werden können, um ihre Auswirkungen auf die Sturmspuren zu untersuchen", sagte Shaw.
Gewinner und Verlierer
Letztendlich wird jede größere Änderung der Position von Sturmspuren erhebliche Auswirkungen auf die Gesellschaft haben, da Sturmspuren Temperatur, Niederschlag und extremes Wetter beeinflussen.
Solche Positionsverschiebungen haben das Potenzial, Muster von Regen, Schnee, Hitzewellen und Kälteausbrüchen erheblich zu verändern, sagte Gerber. Wenn sich zum Beispiel Sturmspuren polwärts verschieben, werden New York und Chicago wahrscheinlich wärmeres Wetter und weniger Schnee erleben. Und es gibt bereits Beweise dafür, dass die Verschiebung der australischen Sturmbahn nach Süden – die durch das Ozonloch am Südpol verursacht wurde – den Regen in Australien und Südamerika beeinflusst hat, sagte er.
"Wir müssen wissen, wie sich extreme Ereignisse als Reaktion auf die Emissionen fossiler Brennstoffe verändern werden, damit wir fundierte Entscheidungen über unsere zukünftige Nutzung fossiler Brennstoffe treffen können", sagte Gerber.
Der Übersichtsartikel von Nature Geoscience ist das Ergebnis einer Konferenz, die letztes Jahr stattfand und von der National Science Foundation und dem World Climate Research Program gesponsert wurde.
"Dieses Papier stellt den 'Stand der Technik' in unserem Wissen über Sturmspuren sowie einige unserer vielversprechendsten Ideen für Fortschritte in der Zukunft schön dar", sagte Gerber. „Wir müssen wissen, wie sich die globale Zirkulation verändern wird, wenn wir genaue Vorhersagen zum regionalen Klimawandel treffen wollen.
"Ich würfele nicht gerne, wenn es um die Zukunft meiner Kinder geht", fügte er hinzu. - Greg Borzo
