Der Jetstream – eine sich in mittleren Breiten um den Globus ziehende “Windautobahn” – hat erhebliche Auswirkungen auf unser Wetter, denn er bestimmt die Route und Geschwindigkeit der Hoch- und Tiefdruckgebiete in unseren Breiten. Gleichzeitig wird der Jetstream gängiger Annahme nach vom Klimawandel beeinflusst – er soll welliger und langsamer werden. Eine Studie hat nun analysiert, inwieweit sich der Jetstream im Verlauf der letzten 40 Jahre tatsächlich verändert hat. Die Ergebnisse widersprechen gängigen Theorien, denn die Wellenbewegung des Windbands hat sich demnach nicht signifikant verlangsamt. Allerdings zeigen seine Ausschläge saisonale Schwankungen und regionale Eigenheiten.
Der in acht bis zehn Kilometer Höhe um den Globus ziehende Jetstream entsteht durch Druck- und Temperaturunterschiede zwischen verschiedenen Regionen unseres Planeten. Da die Luft im Bereich des Äquators wärmer und weniger dicht ist als an den Polen, entstehen starke Winde im oberen Bereich der Troposphäre, die warme Luft polwärts transportieren. Durch die Erdrotation werden sie nach Osten abgelenkt und umströmen die Erde mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde. Da der Jetstream die Luftdruckverteilung reguliert, beeinflusst er in hohem Maße das Wetter. So fördert eine stagnierende oder besonders langsame und stärker ausschlagende Pendelbewegung des Jetstreams Hitzewellen oder anhaltende Starkregenphasen beispielsweise über Europa.
Theorien auf dem Prüfstand
Gängigen Hypothesen nach könnte der menschengemachte Klimawandel dazu führen, dass sich der Jetstream verlangsamt, da eine Erwärmung der Polregionen seinen Antrieb schwächt. Auch die Wellenausschläge des Windbands könnten sich durch die veränderte atmosphärische Zirkulation verstärken, so die Annahme. „Viele Theorien stellen Vermutungen dazu an, was für den Jetstream zukünftig zu erwarten ist – allerdings basieren sie alle auf sehr idealisierten Annahmen“, sagt Georgios Fragkoulidis von der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz. „Denn während sich bei der Klimaerwärmung der CO₂-Eintrag direkt auf die Erwärmung auswirkt, liegen bei der atmosphärischen Zirkulation chaotische Prozesse vor.“
Um herauszufinden, inwieweit sich der Jetstream bislang tatsächlich verändert hat, hat Fragkoulidis für seine Studie die Entwicklung des Jetstreams in der Zeit von 1979 bis 2019 analysiert. Dabei griff er auf Daten des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF) sowie der NASA zurück. Fragkoulidis fokussierte sich vor allem auf zwei wichtige Eigenschaften des Jetstreams: Wie wellig ist er und mit welcher Geschwindigkeit umströmt er die Erde? „Wenn der Jetstream sehr wellig ist, kann kalte Luft von Norden oder heiße Luft aus Süden nach Deutschland strömen – die Wahrscheinlichkeit für Hitze- oder Kältewellen steigt“, erklärt der Forscher. Ein langsamer Jetstream wird mit langanhaltenden Regen-, Hitze- oder Dürreperioden in Verbindung gebracht.
Bisher keine Verlangsamung
Das Ergebnis: „Viele Gebiete der nördlichen Hemisphäre verzeichnen im Winter einen positiven Trend bei der Amplitude der Wellen, im Sommer dagegen einen negativen. Anders gesagt: Im Winter wird der Jetstream welliger, im Sommer weniger wellig.“ Das widerspricht gängigen Theorien, denen zufolge sich die Pendelausschläge des Jetstreams nicht jahreszeitenbedingt ändern. Zudem stellte Fragkoulidis fest, dass die Änderungen des Jetstreams von Region zu Region unterschiedlich sind. So treten über Nordamerika andere Effekte auf als über China oder Europa. „Eine einfache Antwort nach dem Motto `Der Jetstream wird welliger oder weniger wellig` können wir daher nicht geben, die Sache ist deutlich komplexer“, fasst Fragkoulidis zusammen.
Auch bezüglich der Geschwindigkeit, mit der sich die Wellen des Jetstreams nach Osten bewegen, widerspricht das aktuelle Ergebnis bisherigen Annahmen zur Verlangsamung des Jetstreams: „Auch wenn es gefühlt anders aussehen mag: In der nördlichen Hemisphäre, insbesondere in Europa, hat sich die Phasengeschwindigkeit der Wellen in den letzten 40 Jahren nicht signifikant geändert“, berichtet Fragkoulidis. In der südlichen Hemisphäre dagegen haben sich die Wellen seit 1979 sogar deutlich beschleunigt.
Grundlage für zukünftige Forschung
Die Ergebnisse bilden eine Grundlage für zukünftige Prognosen zur weiteren Entwicklung des Jetstreams angesichts des Klimawandels. „Die in dieser Studie beobachteten Muster deuten darauf hin, dass zukünftige Trends in der Zirkulation der oberen Troposphäre nicht unbedingt zonal symmetrisch oder homogen sein werden“, schreibt Fragkoulidis. In weiteren Studien möchte er überdies Erklärungen für seine Befunde suchen und beispielsweise herausfinden, ob die Tatsache, dass der Jetstream während der Sommermonate weniger wellig ist, dabei hilft, mögliche Wetterextreme abzumildern.
Quelle: Georgios Fragkoulidis (Johannes Gutenberg-Universität Mainz), Weather and Climate Dynamics, doi: 10.5194/wcd-3-1381-2022
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