Hurrikane in den USA: Schlägt der Klimawandel durch?

Extremereignisse wie die Hurrikane Harvey und Irma oder der Bergsturz im Bergell lassen aufhorchen. Schnell wird die Schuld auf den Klimawandel geschoben. Ein Beweis ist aber schwierig.

Das Auge des Hurrikans Irma lag am 10. September 2017 zwischen Kuba und der Südwestküste Floridas. Dahinter (rechts unten im Bild) folgte sogleich der schwächere Hurrikan Jose. Bildquelle: NASA/NOAA GOES Project

Zwischen Ende August und Anfang September entstand in kurzer Zeit eine Reihe tropischer Wirbelstürme – sogenannte Hurrikane – im Atlantik und im Golf von Mexiko. Die Bedingungen im Atlantik scheinen dieses Jahr speziell geeignet für die Bildung von Hurrikanen. Tatsächlich ist der tropische Atlantik in diesem Jahr besonders warm. In der Karibik ist die Meeresoberflächentemperatur mit knapp 30 Grad rund 2 Grad wärmer als üblicherweise zu dieser Zeit. Dies begünstigt die Bildung und die Erhaltung von Hurrikanen, denn der warme Ozean ist der Treibstoff der Wirbelstürme. Die Entstehung tropischer Wirbelstürme erfolgt zudem nur, wenn keine vertikale Windscherung auftritt. Das heisst, dass die Höhenwinde mit ähnlicher Stärke und aus der gleichen Richtung wehen müssen wie die Bodenwinde. Ist dies nicht der Fall, bekommen die aufsteigenden Winde im Wirbelsturm eine Schräglage und der Wirbel wird zerrissen. Da nebst den hohen Wassertemperaturen dieses Jahr auch die vertikale Windscherung gering ist, muss tatsächlich mit überdurchschnittlich vielen und intensiven Hurrikanen gerechnet werden, wie auch aus einer Ende Mai von MetOffice veröffentlichten Vorhersage zur atlantischen Hurrikansaison hervorgeht. Die Saison der Hurrikane dauert im Atlantik üblicherweise von Juli bis November und erreicht ihren Höhepunkt anfangs September.

Bildquelle: NASA/NOAA GOES Project

Aktive Hurrikansaison
Mit Harvey und Irma sind gleich zwei extreme Hurrikane entstanden, die in der Karibik und in den Vereinigten Staaten grosses Leid und enorme Schäden angerichtet haben. Zuerst hat Ende August Harvey als Hurrikan der zweithöchsten Kategorie 4 mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 214 km/h die texanische Küste heimgesucht. Der Fokus hat sich vom Wind aber rasch auf die sintflutartigen Regenfälle verlagert. Besonders Houston wurde über mehrere Tage hinweg von historisch kaum vergleichbaren Wassermassen heimgesucht. Die Niederschläge summierten sich innert weniger Tage auf bis zu 1’300 mm. Das ist mehr als in Zürich in einem ganzen Jahr fällt! Die Folge waren verheerende Überschwemmungen in der Grossstadt. Nur wenige Tage später zeichnete sich bereits das Unheil des nächsten Wirbelsturms ab. Anfang September zog mit dem Hurrikan Irma einer der stärksten Hurrikane überhaupt auf. Irma brachte gemäss Berichten von NOAA während 37 Stunden ununterbrochen Windgeschwindigkeiten von 295 km/h hervor. Das macht Irma zum langlebigsten Hurrikan der höchsten Kategorie 5 weltweit seit Beginn der Satellitenmessungen vor mehr als 50 Jahren. Nah am Auge fielen zudem bis zu 270 mm Regen pro Stunde. Dies entspricht der durchschnittlichen Niederschlagssumme von Zürich von August bis Oktober.
Seit Beginn der Hurrikansaison 2017 erhielten im Atlantik bisher elf Stürme aufgrund ihrer Stärke einen Namen. Sechs wurden tatsächlich Hurrikane und drei wurden sogenannte Major Hurrikane der dritthöchsten Kategorie und höher. Obwohl die Hurrikansaison noch bis Ende November dauert, ist sie daher bereits überdurchschnittlich. Das bisherige Maximum an Hurrikanen wurde 2005 gezählt: 28 benannte Wirbelstürme, davon fünfzehn mit Hurrikanstärke und sieben mit Kategorie 3 oder höher.

Zukünftig mehr Hurrikane?
Der Verweis auf den Klimawandel liess nach den extremen Hurrikanen Harvey und Irma und der allgemein aktiven Hurrikansaison 2017 nicht lange auf sich warten, obwohl der Einfluss der menschgemachten globalen Erwärmung auf tropische Wirbelstürme wissenschaftlich umstritten ist. Seit Jahren befassen sich Studien mit diesem spannenden Thema. Viele Studien zeigen, dass die Hurrikanaktivität in den letzten Jahren viel stärker durch natürliche Variationen als durch die globale Erwärmung bestimmt wurde. Ein messbarer Einfluss der globalen Erwärmung auf tropische Wirbelstürme ist zurzeit noch nicht bewiesen. Gemäss den neusten Klimamodellen und Berichten des UNO-Klimarats IPCC ist es aber wahrscheinlich, dass die Intensität der Wirbelstürme (Windgeschwindigkeiten und Extremniederschläge) zunimmt. Das hängt mit der Tatsache zusammen, dass mit dem Klimawandel einerseits die Ozeantemperatur ansteigt – das verstärkt den Antrieb – und andererseits die wärmere Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann. Die globale Häufigkeit von tropischen Wirbelstürmen dürfte jedoch in etwa konstant bleiben oder sogar abnehmen. Bei konstanter Zahl von tropischen Wirbelstürmen und verstärkter Intensität ist folglich global mit einer Zunahme von Hurrikanen der stärksten Kategorien zu rechnen.

Schuld ist der Klimawandel?
Einzelne Extremereignisse wie die Hurrikane Harvey und Irma können nicht einfach und direkt der vom Menschen verursachten Klimaänderung zugeordnet werden, da immer die Möglichkeit besteht, dass das Ereignis auf natürliche Weise hätte auftreten können. Aussagen darüber, ob Extreme zu- oder abgenommen haben, sind wegen der Seltenheit der Ereignisse zudem häufig schwierig. So reichen verlässliche Statistiken zu Hurrikanen lediglich 50 Jahre zurück. Aufgrund des Wissens über das Klimasystem ist aber zu erwarten, dass bestimmte Extremereignisse zunehmen. Was für starke Hurrikane gilt, gilt natürlich auch für alle anderen Extremereignisse. So ist der Bergsturz im Bergell zwar dem Auftauen des Permafrosts zuzuordnen aber nicht per se dem menschgemachten Klimawandel. Da im Zuge der globalen Erwärmung jedoch die Permafrostböden auftauen und Gletscher schmelzen, steigt folglich auch das Risiko eines Bergsturzes oder eines Gletscherabbruchs.

Hurrikane in den USA: Schlägt der Klimawandel durch?

Der Westwind bläst den Winter fort

Der Januar 2015 war in Zürich rund anderthalb Grad wärmer als das langjährige Mittel der Jahre 1981-2010. Auf dem Züriberg zeigte das Thermometer im Mittel 1,8 Grad an. Mit dem Januar geht der fünfte zu warme Monat in Folge seit September 2014 zu Ende. Weiter war es der fünfte übertemperierte Januar in Folge, nachdem in Zürich bereits alle Januare seit 2011 zu warm ausfielen. Die Januare im bereits wieder zur Hälfte durchschrittenen zweiten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts sind mit durchschnittlich 1,7 Grad so mild wie nie zuvor in der 150-jährigen Messreihe von Zürich. In der Dekade von 1981-1990 waren die Januare im Durchschnitt noch -0,2 Grad kalt. Zwischen 1991 und 2000 brachten es die ersten Monate des Jahres bereits auf 0,7 Grad, ehe sie sich in der ersten Dekade des neuen Jahrtausends von 2001 bis 2010 nicht weiter erwärmten und mit durchschnittlich 0,5 Grad sogar etwas kühler ausfielen als jene in der Vordeakde. Mit einem regelrechten Temperatursprung um 1,2 Grad seit der letzten Dekade haben sich die Januare nun aber wieder kräftig erwärmt.

 

Februar kann kalt sein

Die Winterwärme in der laufenden Dekade konzentriert sich keinesfalls nur auf den Januar. Ein sehr ähnliches Bild zeigt sich in der Tat auch im Dezember. Auch diese waren seit 2011, also im aktuellen Jahrzehnt, allesamt zu warm. Gegenüber dem vorangegangenen Jahrzehnt beträgt der Temperatursprung im Dezember sogar 1,7 Grad. Es ist jedoch zu bedenken, dass im aktuellen Jahrzehnt bis 2020 noch einiges geschehen kann. Von zu kalten Dezembern und Januare wird Zürich in den nächsten Jahren nicht unbedingt verschont werden. Dass es im Winter auch so richtig kalt werden kann, zeigen denn auch die Februare im laufenden Jahrzehnt. So war insbesondere der Februar 2012 für die heutige Zeit ausgesprochen kalt. Auf dem Zürichberg war es im Mittel eisige -3,5 Grad kalt. Und auch ein Jahr später blieb der Februar 2013 mit durchschnittlich -1,3 Grad frostig. Ob der letztjährige, viel zu warme Februar eine Trendwende einläutete, wird wohl der aktuelle Februar zeigen. Allgemein ist in diesem Jahrzehnt bisher noch kein Februarmuster zu erkennen, so war auch der Februar 2011 übertemperiert. Verglichen mit dem Vorjahrzehnt kühlten sich die Februare der Zehnerjahre jedoch im Schnitt markant ab. Trumpften die zweiten Monate des Jahres in den Dekaden 1991 bis 2000 und 2001 bis 2010 noch mit durchschnttlich 1,8 Grad auf, sind es im laufenden Jahrzehnt bisher kalte 0,5 Grad.

 

NAO entscheidet

Ob der Februar 2015 mild wie sein Vorgänger oder eisigkalt wie 2012 oder 2013 wird, hängt vor allem von der Nordatlantischen Oszillation (NAO) ab. Ist der Luftdruck über Südwesteuropa hoch und über Island und Skandinavien tief (positiver NAO-Index), führen die Westwinde im Winter milde und relativ feuchte Luftmassen heran. Ist das winterliche Kaltlufthoch über Russland dagegen kräftig ausgebildet, strömt mit Bise kalte und trockene Luft Richtung Alpenraum und die niederschlagsbringenden Tiefdruckgebiete ziehen dann weit nördlich und südlich von Mitteleuropa durch (negativer NAO-Index).

Die Nordatlantische Oszillation (NAO), also die Stärke der Westwindströmung, beeinflusst auch diesen Winter entscheidend das Wetter in der Schweiz: Bei positiver NAO ist es viel zu mild, bei negativer NAO ist es winterlich kalt.
Die Nordatlantische Oszillation (NAO), also die Stärke der Westwindströmung, beeinflusst auch diesen Winter entscheidend das Wetter in der Schweiz: Bei positiver NAO ist es viel zu mild, bei negativer NAO ist es winterlich kalt.

Wie stark der Einfluss der NAO auf den Schweizer Winter ist, zeigt der bisherige Winterverlauf (Dezember 2014 bis Januar 2015) eindrücklich: Der Winter startete Anfang Dezember mit durchschnittlichen Temperaturen. Die Strömung über Europa war zonal geprägt, jedoch war noch keine starke Westströmung auszumachen. In der Folge verstärkten sich die Druckgebilde Azorenhoch und Islandtief, so dass eine ausgeprägte Westwindströmung aufkam. Der NAO-Index stieg analog rasch in den stark positiven Bereich. Die Milderung in Zürich lies nicht lange auf sich warten. Schon bald stiegen die Temperaturen markant an. Zur Dezembermitte war es beinahe frühlingshaft mild auf dem Zürichberg mit Temperaturen über 10 Grad. In der Folge sank der NAO-Index bis zum Jahresende kontinuierlich bis in den negativen Bereich ab, da die Druckgebilde über dem Atlantik weniger ausgeprägt waren und somit die Westwinde langsam abflauten. Der Weg war somit frei für arktische Luftmassen, welche den Alpenraum dann auch tatsächlich kurz nach Weihnachten und bis zum Silvester besuchten und mit Schnee überhäuften. Doch bereits in der ersten Neujahrswoche reaktivierten sich die Druckgebilde über dem Atlantik und der NAO-Index wechselte wieder in den positiven Bereich. Mitte Januar war der NAO-Index dann schon wieder stark positiv. Die neuerliche Winterwärme liess nicht lange auf sich warten und so war es Mitte Januar erneut frühlingshaft mild mit bis zu 15 Grad in Zürich. Nachdem der NAO-Index in der Folge wieder zurückging, meldete sich auch der Winter in der zweiten Januarhälfte zurück. Die positive Phase der NAO Ende Januar konnte dann im Temperaturverlauf nicht mehr gut erkannt werden. Trotz hohem NAO-Index blieb es eher kalt, da der Westwind in der Schweiz die stabile Grenzschicht nicht genügend gut durchmischen konnte. Trotzdem zeigt sich auch in diesem Winter, wie stark die Nordatlantische Oszillation das Wetter im Alpenraum beeinflusst. Gemäss Mittelfristprognosen erwartet uns Anfang Februar nun zuerst einmal eine negative NAO-Phase mit entsprechend winterlichen Verhältnissen.

 

Der Westwind bläst den Winter fort