Der April 2021 begann in Europa mit frühlingshaft warmen Temperaturen. Doch ein plötzlicher Kälteeinbruch sorgte dafür, dass die frisch ausgetriebenen Pflanzen erfroren und dadurch ein wichtiger Teil der Ernte ausfiel. Einen noch extremeren Temperatursturz verzeichnete die amerikanische Stadt Denver im September 2020: Gerade noch hatte sie mit Temperaturen weit über 30 Grad Celsius einen Hitzerekord gebrochen. Nur einen Tag später lagen die Temperaturen um den Gefrierpunkt und schwere Schneemassen ließen Bäume umknicken und sorgten für Stromausfälle.
Rapide Wechsel
„Solche schnellen Temperatursprünge von extremer Wärme zu Kälte oder umgekehrt stellen eine Herausforderung für Menschen und Ökosysteme dar, da nur sehr wenig Zeit bleibt, um zwei gegensätzliche Extreme abzumildern“, erklärt ein Team um Sijia Wu von der Sun Yat-sen Universität in China. „Während Hitze- und Kälteextreme einzeln bereits gut erforscht sind, ist wenig darüber bekannt, wie der Klimawandel den Wechsel zwischen warmen und kalten Temperaturen beeinflusst.“ Um diese Wissenslücke zu schließen, haben Wu und ihr Team globale Klimadaten von 1961 bis 2023 ausgewertet und mit Klimamodellen kombiniert.
Die Analysen ergaben: „In diesem Zeitraum haben die Häufigkeit und die Intensität von rapiden Wechseln zwischen Wärme und Kälte global signifikant zugenommen, während ihre Übergangsdauer abgenommen hat“, berichten die Forschenden. Während die Schwankungen in den Polarregionen geringer geworden sind, sind die Temperatursprünge in mittleren Breiten häufiger, stärker und rapider geworden. Die größten Zuwächse wurden in Südamerika, Westeuropa, Afrika sowie Süd- und Südostasien beobachtet.
Lokale und globale Prozesse
Laut Wu und ihren Kollegen spielen für die Wetterumschwünge sowohl lokale als auch globale Prozesse eine Rolle. Auf lokaler Ebene ist unter anderem die Wolkenbildung relevant: „Der Wechsel von warm zu kalt folgt üblicherweise auf feuchtere und bewölktere Bedingungen, während der Wechsel von kalt zu warm eine entgegengesetzte Tendenz aufweist“, erklärt das Forschungsteam. Auf globaler Ebene ist die atmosphärische Zirkulation von Bedeutung, die für großflächige Hoch- und Tiefdruckgebiete sorgt.
Anhand von Klimamodellen berechneten die Forschenden, wie sich der Wechsel zwischen kaltem und warmem Wetter unter verschiedenen Emissionsszenarien entwickeln könnte. In einem Szenario mit ungebremst hohen Emissionen (SSP5-8.5) würden die Schwankungen demnach wesentlich heftiger, häufiger und schneller werden. In Szenarien mit verstärkten Bemühungen um Klimaschutz (SSP2-4.5 und SSP1-2.6) würden die rapiden Temperaturschwankungen im Vergleich dazu weniger stark zunehmen. „Das bedeutet, dass sich das Risiko künftiger Temperatursprünge in Abhängigkeit von unseren Bemühungen zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen erheblich unterscheidet“, berichtet das Team.
