„Elon“, „Felix“ und „Juno“: Ob in Deutschland, Nordamerika oder anderswo, bereits am Anfang des Jahres zogen mehrere Stürme durchs Land – und durch die Nachrichten. Sie werden gefühlt immer mehr. Kanadische Forscher haben nun jedoch herausgefunden, dass sich nicht die Anzahl der Stürme verändert, sondern vielmehr ihre Stärke. So werden große Stürme noch größer, kleinere hingegen kleiner.
Da Ozeane sich relativ langsam erwärmen und so eine große Menge Energie der erwärmten Atmosphäre abfangen, gelten sie als Puffer für den Klimawandel. Die Erwärmung von etwa 0,6 Grad Celsius an der Oberfläche erscheint gering im Hinblick des Temperaturanstiegs der Atmosphäre, doch die Meere haben dabei etwa 90 Prozent der Energie abgefangen und somit 20 Mal mehr Energie aufgenommen als die Atmosphäre. Die damit steigende Verdunstung hat gravierende Folgen.
Wie ein Wärmemotor
Der Physiker Frederic Laliberte und seine Kollegen der University of Toronto haben die Folgen der zunehmenden Verdunstung auf die Atmosphäre und speziell die Stürme untersucht. Denn es ist bereits bekannt, dass warme Luftmassen mehr Wasserdampf aufnehmen können. Das wiederum beeinflusst die atmosphärische Zirkulation – die großräumige Bewegung der Luftmassen. Wie eine große Umwälzpumpe transportiert sie Wärme und Wasserdampf zwischen Äquator und Polen.
Je mehr Energie dieser planetare Wärmemotor umwälzt, desto stärker können auch Wirbelstürme und andere Stürme ausfallen. Doch wie sich der Klimawandel konkret auf die Sturmhäufigkeit und –stärke auswirkt, dazu gibt es bisher widersprüchliche Daten und Prognosen. Immerhin deutet einiges darauf hin, dass Wirbelstürme künftig weiter nach Norden und Süden ziehen könnten und das Super-Taifune wie Haiyan künftig keine Ausnahme mehr sein werden.
Thermodynamik verrät Wirkung der Erwärmung
Laliberte und seine Kollegen haben nun die Wirkung auf Stürme mit einem anderen Ansatz untersucht: „Indem wir die atmosphärische Zirkulation mit einem Wärmemotor verglichen haben, konnten wir uns auf die Gesetze der Thermodynamik beziehen, um die Veränderungen der Zirkulation in einer Simulation des Klimawandels zu untersuchen“, sagt Laliberte. „Wir nutzten die Gesetze, um zu quantifizieren, wie sich die die Erhöhung der Wasserverdunstung durch die Klimaerwärmung auf die Stärke der atmosphärischen Zirkulation auswirkt.“
Um die Klimabedingungen zu simulieren und zu beobachten, liehen sich die Forscher Techniken der Ozeanographie. „Wir nutzten verbesserte Technik, um die Veränderung der Luftmassen, die vom Äquator zu den Polen wandert und zurück, umfassend zu beschreiben“, erklärt Laliberte. „So konnten wir die Energieeffizienz des atmosphärischen Wärmemotors ausmachen und ihren Output messen.“
Starke Stürme werden verstärkt
Wie sich zeigte, macht der steigende Wasserdampf-Gehalt der Luft den Wärmmotor nicht sofort stärker, sondern eher ineffizienter. Denn zunächst wird die zusätzliche Feuchtigkeit von Luftmassen aufgenommen, die noch nicht mit Wasserdampf gesättigt sind. Dadurch wird die Zirkulation in bestimmten Bereichen sogar geschwächt. Luftmassen, die bis an das obere Ende der Atmosphäre gelangen, werden verstärkt, während die, die es nicht erreichen, geschwächt werden.
„Einfacher ausgedrückt, kraftvolle Stürme werden auf Kosten von schwachen Stürmen verstärkt“, erklärt Laliberte. „Wir glauben, dass die atmosphärische Zirkulation sich an die ineffiziente Form anpassen wird. So werden wir entweder insgesamt weniger Stürme beobachten oder wenigstens ein Abschwächen der meisten gewöhnlichen und schwachen Stürme.“ (Science, 2015; doi: 10.1126/science.1257103)
(University of Toronto, 30.01.2015 – MAH)
