Seit mehr als einem Jahr sind die Temperaturen auf der Erde unerklärlich hoch. Die Lufttemperatur ist seit Beginn der Aufzeichnungen global um fast 1,5 Grad Celsius gestiegen, das Oberflächenwasser der Ozeane, vor allem im Nordatlantik, hat seit März 2023 Rekordtemperaturen erreicht.
Klimaforschende hatten eine Temperaturabweichung in diesem Ausmaß nicht erwartet, die Erwärmung der Atmosphäre fiel um 0,2 Grad höher aus, als in den gängigen Klimamodellen vorhergesagt.
Überschwemmungen, Hitzewellen und Stürme
Im Jahr 2023 erreichte das zyklische Wetterphänomen El Niño seinen Höhepunkt und führte weltweit zu höheren Temperaturen. Doch das allein kann den Temperatursprung in Luft und Wasser nicht erklären. Bislang rätselt die Forschung noch weitgehend über die Ursachen. Anders Levermann vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) sprach angesichts der Rekordwerte in den Ozeanen von einem "monströsen Effekt", denn es brauche enorme Mengen an Energie, um die Meere zu erwärmen.
Es stellt sich aber auch die Frage, inwieweit die Überschwemmungen, Hitzewellen und Stürme des letzten Jahres Folgen der seit einem Jahr beobachteten Temperaturanomalie sind.
Bereits im vergangenen Jahr hatten Klimaforschende vermutet, dass die Sommertemperaturen in Europa wegen der warmen Ozeane überdurchschnittlich hoch ausfallen könnten: Temperaturanomalien im Nordatlantik könnten Vorboten von Hitzewellen in Europa sein.
"Temperaturschwankungen im Ozean könnten das Auftreten von Hitzewellen, Dürren und Starkniederschlägen begünstigen", sagte Johanna Baehr von der Universität Hamburg.
Flut in Slowenien und Hitzestress im Süden
Tatsächlich war das Jahr 2023 in Europa nicht gerade arm an extremen Wetterereignissen: Europa erlebte eines der niederschlagsreichsten Jahre seit langem, mit starken Hitzewellen zu Land und zu Wasser und verheerenden Überschwemmungen.
Der Sommer war vielerorts bis weit in den September hinein warm, wobei große Teile Europas wiederholt von Hitzewellen betroffen waren. Auf dem Höhepunkt der Hitzewelle im Juli wurde nach Daten des europäischen Klimaprogramms Copernicus in 41 Prozent Südeuropas "starker Hitzestress" registriert.
Im Mai, August und September kam es zu schweren Überschwemmungen. Am 4. August wurden weite Teile Sloweniens und Teile Österreichs von einem Hochwasser bisher ungekannten Ausmaßes überflutet, mit Schäden von mindestens 500 Millionen Euro.
Im September wurden weite Teile Griechenlands überschwemmt, in der Folge kam es in Libyen zu einer verheerenden Flutkatastrophe. Im November und Dezember folgten außergewöhnliche Hochwasserereignisse in der Schweiz und ab Weihnachten auch im Nordwesten Deutschlands.
Insgesamt fiel in Europa rund sieben Prozent mehr Niederschlag als im Mittel. Ein Drittel der europäischen Flüsse überschritt 2023 die Hochwassermarke "hoch". In großen Flusseinzugsgebieten, einschließlich der Loire, des Rheins und der Donau, wurden nach einer Reihe von Stürmen zwischen Oktober und Dezember Rekord- oder fast Rekordhochwasserstände beobachtet.
Verstärkte Wolkenbildung
Gibt es also einen Zusammenhang zwischen wärmerem Meerwasser und Wetterextremen? Eine einfache Antwort darauf ist nicht möglich. Fragt man Klimaforschende und Meteorologen, ergibt sich ein facettenreiches Bild, ein Puzzle, bei dem man erst durch das Zusammenfügen vieler Teile eine vage Vorstellung vom Ganzen bekommt.
Klar ist zumindest, dass wärmere Meere tendenziell mehr Wasser verdunsten. Hinzu kommt ein Effekt bei steigender Lufttemperatur: Mit jedem Grad mehr kann die Luft sieben Prozent mehr Wasserdampf aufnehmen. Forschende der ETH Zürich konnten bereits 2018 in einer Studie zeigen, dass das zusätzliche Wasser in der Luft dann vor allem bei starken Regenfällen wieder herunterkommt.
Wir wissen, dass hohe Temperaturen an der Meeresoberfläche zusätzliche Feuchtigkeit in die Atmosphäre abgeben.
Samantha Burgess, stellvertretende Direktorin des europäischen Klimawandel-Programms Copernicus
Darauf verweist auch die stellvertretende Direktorin des europäischen Klimaprogramms Copernicus Samantha Burgess. Zwar gebe es noch keine aktuelle Studie, die die Wetterereignisse des Jahres 2023 direkt auf Temperaturtrends zurückführe. "Wir wissen aber, dass hohe Temperaturen an der Meeresoberfläche zusätzliche Feuchtigkeit in die Atmosphäre abgeben", sagte sie dem Tagesspiegel.
Das habe im Juli und August in Nordwesteuropa zu verstärkter Wolkenbildung geführt. Zwar sei es noch zu früh, um den Anteil des Klimawandels an den Überschwemmungen genau zu beziffern, aber mit der Erwärmung nehme auch die Häufigkeit und Stärke von Extremereignissen und Stürmen zu. Dass es einen Zusammenhang zwischen Hitzewellen im Nordostatlantik und dem Sommerwetter gibt, sei ebenfalls bekannt, so Burgess.
Dass die beispiellos hohen Oberflächentemperaturen der Ozeane im vergangenen Jahr auch dazu beigetragen haben, dass 2023 das wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen wurde, hatten Forschende in einer Studie in der Fachzeitschrift "Advances in Atmospheric Science" dargestellt. Die Erwärmung der Ozeane könnte sogar noch größer sein, als die gemeldeten Zahlen vermuten lassen, hieß es.
Entwicklung im Atlantik
Der Klimaforscher Karsten Haustein von der Universität Leipzig hat die Entwicklung im Atlantik genauer unter die Lupe genommen. Der warme Atlantik habe zwar das Potenzial, winterliche Starkniederschlagsereignisse zusätzlich zu verstärken – "so wie wir es im vergangenen Dezember in Westeuropa in Ansätzen gesehen haben".
Für sommerliche Starkniederschläge sei der Zusammenhang aber weniger eindeutig, da gewitterträchtige Wetterlagen eher mit Luftfeuchtigkeit aus dem Mittelmeerraum zusammenhängen. "Allerdings erfährt das Mittelmeer durch den Nordatlantik eine leichte zusätzliche Erwärmung, was bei Gewitterlagen das Risiko für stärkere Niederschläge erhöht", sagte Haustein dem Tagesspiegel.
"Sommerliche Hitzeperioden hingegen werden durch einen warmen Atlantik bei uns kaum wärmer, man kann nicht sagen, dass sie in diesem Sommer wahrscheinlicher werden", sagte er weiter.
Höhere Windgeschwindigkeiten
Der Klimaforscher Andreas Fink vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erwartet, dass höhere Meerestemperaturen zu höheren Windgeschwindigkeiten führen können. Eine Untersuchung des Orkans "Xynthia", der im Februar/März 2010 über Westeuropa zog, hatte gezeigt, dass wärmere Ozeantemperaturen zu einem geringeren Kerndruck eines Modellsturms führen und damit höhere Windgeschwindigkeiten verursachen. "Allerdings hängt der Effekt von jedem einzelnen Sturm ab und vor allem davon, aus welcher Region die Luftmassen des Sturms kommen", erklärt Fink.
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KIT-Forscher Fink geht davon aus, dass die Erwärmung der Meere den Wasserdampfgehalt über dem Nordatlantik nur um wenige Prozent erhöht. Für extreme Regenmengen brauche es zudem eine entsprechende Wetterlage. "Das chaotische Wetter spielt für ihr Auftreten eine Rolle." Herrsche im Sommer eine regenreiche Wetterlage, etwa ein Genuatief, das sich bei uns festsetzt, könne das wärmere Meerwasser die Regenmengen aber tatsächlich um einige Prozentpunkte erhöhen. "Für genaue Zahlen sind aber aufwändige Modellstudien nötig."
Bei den Temperaturen erwartet Fink, dass sie durch den erwärmten Atlantik in den Küstenregionen Westeuropas und des Mittelmeers bei entsprechenden Wetterlagen höher ausfallen könnten, auch werde die Luft feuchter. "Wenn die Temperaturen im Mittelmeerraum weiter so hoch bleiben, ist an den Küsten mit stärkeren, feuchten Hitzewellen zu rechnen, mit erhöhtem Hitzestress für die Bevölkerung."
Klimaforscher Helge Gößling vom Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) geht davon aus, dass sich der warme Atlantik am stärksten in Westwind-Wetterlagen bemerkbar macht. Hitzeextreme würden allerdings in Südwind- oder Südwestwind-Lagen auftreten. Die Auswirkungen auf Wetterlagen seien zudem noch recht unklar.
Der Klimawandel lieferte den kontinuierlichen Erwärmungstrend, El Niño einen massiven Schub und das Wetter die zufällige Komponente.
Karsten Haustein, Universität Leipzig
Einen direkten Zusammenhang zwischen den hohen Meerestemperaturen und Wetterextremen des vergangenen Sommers sieht Marc Olefs, Leiter der Abteilung Klimaforschung bei Geosphere Austria: "Wenn die Ozeane überhitzt sind, führt das zu einer deutlichen Erwärmung der Atmosphäre und damit potenziell zu mehr Wetterextremen", sagte er mit Verweis auf Extremniederschläge, außergewöhnliche Hagelereignisse, Starkregen und damit verbundene Hangrutschungen, wie sie im vergangenen Sommer etwa im Süden Österreichs gehäuft auftraten.
Klimawandel, El Niño und der Zufall
Die Ursachen für die Temperaturanomalie waren lange Zeit weitgehend unklar. Klimaforscher Karsten Haustein erklärt die positive Abweichung der globalen Temperatur im Jahr 2023 nun mit dem Zusammentreffen von drei Faktoren: dem menschengemachten Klimawandel, dem Wetterphänomen El Niño und dem Wettergeschehen.
"Der Klimawandel lieferte den kontinuierlichen Erwärmungstrend, El Niño einen massiven Schub, der zu globalen und regionalen Temperaturrekorden und Extremwetterereignissen führte, und das Wetter die Zufallskomponente", sagt Haustein.
Vor allem die südliche Hemisphäre mit der Antarktis und dem sie umgebenden Südpolarmeer trug 2023 zu den hohen globalen Temperaturen mit teilweise extremen Werten im Juli und September bei. Ob die großen Mengen an treibhauswirksamen Wasserdampf, die der Vulkanausbruch des Hunga Tonga im Jahr 2022 in die Atmosphäre geblasen hatte, dabei indirekt eine Rolle spielten, könne derzeit noch nicht gesagt werden.
Die ungewöhnlich starke Erwärmung des Nordatlantiks habe zur Abweichung der globalen Lufttemperatur beigetragen. Über die Ursachen wurde viel spekuliert, unter anderem, dass der Rückgang der Emissionen aus dem Schiffsverkehr zu einer Abnahme der sonnenreflektierenden Aerosole geführt habe.
"Das ist aber in diesem Ausmaß nicht durch die Theorie gedeckt", sagt Haustein. "Zumal es durch die kanadischen Waldbrände sehr viele verschmutzende Aerosolpartikel gab, die die fehlenden Schiffsemissionen im Mittel wahrscheinlich sogar kompensiert haben könnten."
Was also dann? Haustein sieht vor allem einen Auslöser: veränderte Windverhältnisse. "Die Winde in der Atmosphäre über dem Nordatlantik haben sich 2023 nachweislich abgeschwächt: Sowohl im Bereich, in dem normalerweise unsere Westwinde wehen – dem polaren Jetstream –, als auch im Bereich der Passatwinde südöstlich der Kanaren und Azoren", erklärt der Wissenschaftler.
Verlangsamt worden seien die Winde durch kräftige Hochdruckgebiete über Kanada. Insbesondere im Bereich der Passatwinde habe dies in der Folge dazu geführt, dass deutlich weniger Wüstenstaub über den tropischen Atlantik in Richtung Nordamerika transportiert wurde.
Dies hätte in zweierlei Hinsicht zu einer stärkeren Erwärmung des Ozeans im Sommer geführt: "Weniger Wind hat weniger kaltes Tiefenwasser an die Oberfläche transportiert, weniger Staub hatte zur Folge, dass mehr Sonnenlicht auf das Wasser traf und damit mehr Wärmeenergie aufgenommen werden konnte", so Haustein
Die großskalige Windanomalie hatte 2023 auch deswegen so starke Auswirkungen, da zuvor fast fünf Jahre lang ein gegenläufiges Windmuster vorherrschte, das für kühlere Wassertemperaturen im Nordatlantik sorgte. "Nun haben sich die Windverhältnisse zufällig parallel zu El Niño umgedreht, und prompt sind die Temperaturen wegen der darunter liegenden menschengemachten Klimaerwärmung durch die Decke gegangen", erklärt Haustein die "Eskalation" im Nordatlantik.
Kehrtwende 2024?
Der warme Atlantik hat also auf jeden Fall einen Einfluss auf unser Wetter, Extreme werden dadurch möglich. Auch den Ursachen ist man ein Stück näher gekommen. Doch wie geht es weiter?
Bislang liegen sowohl die Meeres- als auch die Lufttemperaturen weiterhin über dem langjährigen Durchschnitt, auch die starken Temperaturabweichungen im Nordatlantik sind nicht ganz verschwunden. "Was daran liegt, dass die Windanomalien nicht verschwunden sind", so Haustein.
Ob der Atlantik in diesem Sommer so ungewöhnlich warm bleibt, lasse sich aber nicht sagen. "Schließlich können sich die Winde jederzeit wieder ändern und damit auch die Temperaturanomalien."
Dass es 2024 noch wärmer wird als 2023, hält Karsten Haustein für unwahrscheinlich: "Dafür müssten aus heutiger Sicht schon einige Zufälle zusammenkommen." Eigentlich sei das Jahr nach El Niño, also 2024, in der Regel wärmer als das Vorjahr. 2023 sei aber zu stark nach oben abgewichen.
"Deshalb wird 2024 realistischerweise gleich warm oder etwas kühler als 2023 ausfallen. 2025 wird dann ziemlich sicher wieder unter den beiden Jahren liegen", so Haustein.
Auch Samantha Burgess erwartet aufgrund der aktuellen Daten und der saisonalen Vorhersagen kein weiteres Rekordjahr. "Die Daten deuteten darauf hin, dass der Sommer 2024 in Europa und weiten Teilen der Welt wahrscheinlich nicht wärmer als der Durchschnitt sein werde", sagte sie.
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