Die tödlichen Hitzewellen, die in diesem Monat in Europa, den USA und China zu Bränden und Verkehrsunterbrechungen geführt haben, haben eines gemeinsam: eine eigenartige Form im Jetstream, die als „Welle Nummer 5“ bezeichnet wird.
Wissenschaftler versuchen zu verstehen, ob sich das Band der sich schnell bewegenden Luft, das das Wetter in den mittleren Breiten kontrolliert, so verändert, dass Hitzewellen häufiger und anhaltender werden.
„Der Jetstream ist der Haupttreiber unseres Wetters“, erklärt Paul Williams, Professor für Atmosphärenwissenschaften an der University of Reading. „Der Jetstream ist wie ein Förderband, das uns Stürme nacheinander liefert.“
Es kann auch Hitzewellen erzeugen, wenn es sich zu einer U-förmigen Form formt, die als „Omega-Block“ bezeichnet wird, da sie der Form des griechischen Buchstabens Omega ähnelt.
Derzeit umkreist ein globales Muster aus fünf großen Wellen die Welt, was zu gleichzeitigen Hitzewellen auf allen Kontinenten führt. Dieses als Wellenzahl 5 bekannte Muster kann wochenlang anhalten und dazu führen, dass heiße Bereiche lange Zeit heiß bleiben.
In China erleben mehr als 900 Millionen Menschen Hitzewellen, und mehr als 70 Wetterstationen haben diesen Monat Rekorde gebrochen. In den USA erleben Texas und Oklahoma täglich Rekordtemperaturen, und mehr als 20 Bundesstaaten haben Hitzewarnungen herausgegeben.
Großbritannien verzeichnete diese Woche auch die höchste Temperatur aller Zeiten – 40,3 ° C – während Frankreich und Spanien nach einer wochenlangen extremen Hitzewelle gegen Waldbrände gekämpft und Temperaturrekorde aufgestellt haben.
„Wie so oft in der Atmosphäre ist es miteinander verbunden: Wenn wir ein extremes Ereignis an einem Ort sehen, kann es mit extremen Ereignissen an einem anderen verbunden sein“, sagt Stephen Belcher, leitender Wissenschaftler am UK Met Office. „Die Prognostiker von Met Office schauen sich dieses Muster der Wellenzahl 5 sehr, sehr genau an, um zu sehen, wie lange es anhält“, fügte er hinzu.
Laut Belcher haben drei Faktoren zur Hitzewelle über Europa beigetragen: das Muster der Wellenzahl 5 im Jetstream; der Anstieg der globalen Durchschnittstemperaturen; und die trockenen Böden, insbesondere im Mittelmeerraum, die aus anhaltend heißem Wetter resultieren.
Dim Coumou, Klimawissenschaftler an der VU Amsterdam, sagt, dass es im Jetstream im Sommer zwei wichtige Muster gibt – mit fünf Wellen oder mit sieben Wellen – die dazu neigen, am selben Ort zu bleiben, wenn sie sich bilden. „Wenn solche Wellenmuster stagnieren und über längere Zeit bestehen bleiben, sehen wir typischerweise simultane Hitzewellen.“
Eine wachsende Anzahl von Forschungsarbeiten versucht, die Frage zu beantworten, wie genau der Jetstream durch die globale Erwärmung verändert wird und was dies für zukünftige Wettermuster bedeutet. Seit der vorindustriellen Zeit sind die Temperaturen durch menschliche Aktivitäten bereits um etwa 1,1 °C gestiegen.
Der Jetstream selbst scheint sein Verhalten langfristig zu ändern und im Sommer langsamer zu werden – was das „Omega-Block“-Muster wahrscheinlicher machen kann.
Jennifer Francis, Atmosphärenforscherin am Woodwell Climate Research Center, sagt, dass die schnelle Erwärmung der Arktis die Ursache für diese Verlangsamung zu sein scheint.
„Im Sommer nehmen die Winde allgemein ab“, sagt Francis. „Der Grund, warum es überhaupt einen Jetstream gibt, ist, dass es im Norden kalt und im Süden warm ist und dieser Temperaturunterschied entsteht [the condition for the jet stream],“ Sie sagte.
Da sich die Arktis viel schneller erwärmt als der Rest des Planeten, gibt es jetzt weniger Temperaturunterschiede zwischen diesen Luftmassen.
Ein Teil des Jetstream-Verhaltens ist noch ungeklärt: „Über dem Atlantik hat sich der Jet im Sommer nach Süden verlagert“, sagt Tim Woollings, Autor von Jet-Stream und Professor für Atmosphärenphysik in Oxford. „Während wir erwartet hatten, dass es sich als Reaktion auf den Klimawandel nach Norden verlagert.“
Die Hitzewelle, die Großbritannien kürzlich erlebt hat, ist „nur ein kleiner Vorgeschmack“ dessen, was der Rest Europas erlebt hat, sagt Woollings. „Das eigentliche Ereignis spielt sich in Spanien und Frankreich ab“, sagt er.
Großbritannien erlebte am Montag und Dienstag zwei Tage mit extrem hohen Temperaturen, bevor sich das Wetter abkühlte; In Spanien und Frankreich herrschen seit Wochen erhöhte Temperaturen.
Wenn die globalen Durchschnittstemperaturen steigen, zeigen Klimamodelle, dass Hitzewellen heißer werden. Es könnte jedoch Jahre dauern, bis die Forscher genau wissen, wie die globale Erwärmung diese Muster des Jetstreams beeinflusst.
„Wir brauchen eine sehr lange Beobachtungsaufzeichnung“, sagt Williams. „Es kann Jahrzehnte oder sogar ein Jahrhundert dauern, bis wir überzeugend Veränderungen erkennen.“
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