Einfluss von Verstärker von “Mega-Hitzewellen” berechnet

In ungeahnte Temperatur-Höhen eskalierende Hitzewellen, wie man sie im heurigen Sommer auch in Österreich erdulden musste, werden auch durch eine Art Teufelskreis aus hoher Sonneneinstrahlung und Temperatur, fehlender Bodenfeuchte und hohem Luftdruck zusätzlich angetrieben. Wie stark, zeigen Forschende aus Deutschland, den USA, China und Österreich im Fachblatt “Science Advances”. Zum Tragen kommt dieser Push-Faktor für “Mega-Hitzewellen” vor allem in den mittleren Breiten.

Stellt sich der Prozess ein, kann dies den Berechnungen des Teams um Wissenschafterinnen und Wissenschafter vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und vom Internationalen Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) in Laxenburg (NÖ) zufolge ohnedies schon stattliche Hitzeereignisse nochmals um rund zehn Prozent wärmer ausfallen lassen, heißt es in einer Aussendung des PIK. Angesehen haben sich die Experten vor allem sehr weit aus dem üblichen Rahmen fallende Hitzewellen, wie jene in Europa im Jahr 2003 und 2020 oder jene, die im Sommer 2021 die US-Temperaturrekorde um über vier Grad Celsius übertraf. Neben diesen Beispielen gab es in den vergangenen Jahren zahlreiche weitere solche “Events” – auch in den gemäßigten Regionen der Südhalbkugel.

Sprunghafte Effekte am Buckel des Klimawandels?

Diese echten Extremhitzewellen wurden zuletzt nicht nur deutlich häufiger, sondern auch auffallend intensiver, als das bei moderateren ausgesprochenen Wärmeperioden zu beobachten ist, schreibt das Team in seiner Arbeit. In gängigen Klimamodellen würden derartige Ergebnisse bisher eher unterschätzt. Das deute darauf hin, dass hier Mechanismen mit am Werke sind, die in den Berechnungen noch nicht ausreichend Berücksichtigung gefunden haben. Die Frage sei auch, ob Rekordhitzewellen, wie die heurige, sozusagen einfach mehr oder weniger übliche Ausreißer in einem sich rapide erwärmenden Gesamtklima sind, oder ob noch Prozesse signifikant mitwirken, die zu sprunghaften Entwicklungen führen.

Dass sich die Effekte von sehr hohen Temperaturen und ausgetrockneten Böden gegenseitig verstärken, “ist schon seit einiger Zeit bekannt und wird berücksichtigt, wenn wir abschätzen, wie heiß ein typisches extremes Hitzeereignis ausfällt”, wird die Studien-Erstautorin Yinglin Tian vom PIK in einer Aussendung zitiert: “Wenn wir uns diese Mega-Hitzewellen ansehen, die bisherige Temperaturrekorde deutlich übertroffen haben, beobachten wir jedoch: Sobald eine bestimmte Temperatur erreicht ist, verstärken sich alle drei Faktoren, also austrocknende Böden, hoher Luftdruck und extreme Hitze, gegenseitig weiter.” Wie stark dieser zusätzliche Effekt sein kann und wie die Faktoren miteinander interagieren, sei aber bisher ungeklärt gewesen.

Kritischer Punkt für Mitteleuropa bei rund 29 Grad

Diesen Interaktionen hat sich das Team, dem auch der am IIASA tätige Co-Autor Kai Kornhuber angehörte, mit einem “nachvollziehbaren Maschinellen-Lernen-Ansatz” angenähert, hält man in der Publikation fest. Herausgekommen ist ein von drei Seiten wechselseitig beeinflusstes Zusammenspiel an Faktoren, das dazu führt, dass sich beim Überschreiten eines für die jeweilige Region kritischen Temperaturwertes Hitzewellen merklich zusätzlich verstärken.

Wenn unter Hochdruckeinfluss die viele Sonnenstrahlung den Boden mit der Zeit austrocknet, kann das dann wenige verdunstende Wasser die Oberfläche nicht mehr kühlen, was den Boden erneut zusätzlich aufheizt. Dieser selbstverstärkende Kreislauf setzt den Berechnungen zufolge in unseren Breiten bei einer durchschnittlichen Sommertemperatur von 29 Grad Celsius ein. Ist dies der Fall, bringt das nochmals eine signifikant wärmere Hitzewelle.

Durch den Klimawandel im Hintergrund wird die Wahrscheinlichkeit immer höher, dass der kritische Wert von rund vier Grad Celsius über dem “normalen” lokalen Sommerklima auch tatsächlich über längere Zeiträume hinweg erreicht wird. In Mitteleuropa lag die Wahrscheinlichkeit dafür zwischen 1979 und 1983 noch bei rund sechs Prozent, zwischen 2018 und 2022 dagegen schon bei 23 Prozent. Geht man davon aus, dass die Analyse der Forscherinnen und Forscher zutrifft, “und dieses Zusammenspiel die extremsten Hitzeereignisse noch weiter verschärft”, könnten folglich künftige Hitzewellen noch mehr Probleme verursachen als vielfach erwartet, so Kornhuber.

(S E R V I C E – )