Teufelskreis aus Trockenheit und Hochdruck verstärkt Mega-Hitzewellen

Hitzewellen, die sich zu außergewöhnlich hohen Temperaturen steigern, erhalten zusätzlichen Antrieb durch einen Kreislauf aus starker Sonneneinstrahlung, trockenem Boden und hohem Luftdruck. Wie die Salzburger Nachrichten berichten, hat ein Team aus Forschenden in Deutschland, den USA, China und Österreich untersucht, wie stark dieser Effekt wirkt. Die Ergebnisse erschienen im Fachblatt „Science Advances“. Vor allem in den mittleren Breiten kommt dieser Verstärkungsfaktor für sogenannte Mega-Hitzewellen zum Tragen.

Die Angaben stammen aus einer Mitteilung des PIK. Die Experten haben vor allem Hitzewellen betrachtet, die weit über dem üblichen Rahmen liegen. Dazu zählen jene in Europa in den Jahren 2003 und 2020 sowie eine Hitzewelle im Sommer 2021, die die US-Rekorde um über vier Grad Celsius übertraf.

Auch interessantDer Oktober war weltweit der wärmste seit Beginn der Aufzeichnungen

Extreme Hitzewellen sind laut der Arbeit zuletzt nicht nur deutlich häufiger geworden, sondern auch intensiver als moderatere Wärmeperioden. In gängigen Klimamodellen wurden solche Ergebnisse bisher eher unterschätzt. Das Team sieht darin einen Hinweis darauf, dass Mechanismen wirksam sind, die in den Berechnungen bislang nicht ausreichend berücksichtigt wurden. Offen sei zudem, ob Rekordhitzewellen wie die diesjährige in Österreich lediglich gewöhnliche Ausreißer in einem sich rasch erwärmenden Klima sind oder ob Prozesse mitwirken, die sprunghafte Entwicklungen auslösen.

Die Forschenden berichten, dass sich die Effekte sehr hoher Temperaturen und ausgetrockneter Böden gegenseitig verstärken. Das sei seit Längerem bekannt und fließe in die Abschätzung typischer extremer Hitzeereignisse ein. Erstautorin Yinglin Tian vom PIK habe in einer Mitteilung erklärt, dass sich bei den Mega-Hitzewellen, die bisherige Temperaturrekorde deutlich übertroffen haben, ab einer bestimmten Temperatur alle drei Faktoren weiter gegenseitig verstärken.

Diesen Wechselwirkungen ist das Team nach eigenen Angaben mit einem nachvollziehbaren Ansatz des maschinellen Lernens nachgegangen. Herausgekommen ist ein Zusammenspiel dreier Faktoren, die sich wechselseitig beeinflussen. Überschreitet eine Region einen für sie kritischen Temperaturwert, verstärken sich Hitzewellen merklich zusätzlich.

Der Mechanismus funktioniert laut den Forschenden so: Unter Hochdruck trocknet die viele Sonne den Boden mit der Zeit aus. Dann verdunstet nur noch wenig Wasser, das die Oberfläche kühlen könnte, und der Boden heizt sich erneut zusätzlich auf.

Durch den Klimawandel steigt die Wahrscheinlichkeit, dass der kritische Abstand von rund vier Grad Celsius zum normalen lokalen Sommerklima tatsächlich über längere Zeiträume erreicht wird. Zwischen 2018 und 2022 betrug sie dagegen bereits 23 Prozent. Kornhuber sagte, sollte die Analyse zutreffen und dieses Zusammenspiel die extremsten Hitzeereignisse weiter verschärfen, könnten künftige Hitzewellen mehr Probleme verursachen als bisher vielfach erwartet.