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?

Spätsommer und Frühherbst laden zum Baden ein

Im Frühsommer braucht es Geduld, bis der Zürichsee badetauglich ist. Dafür kann dann bis im Frühherbst gebadet werden. Die Badesaison im Zürichsee dauert im Schnitt ganze 110 Tage.

Am Mittwoch 24. August 2016 überquerten wiederum tausende Schwimmende den Zürichsee im Stadtzürcher Becken vom Strandbad Mythenquai in das 1,5 km entfernte Seebad Tiefenbrunnen. Mit einer Wassertemperatur von über 24 Grad einen Meter unter der Wasseroberfläche herrschten angenehme Bedingungen. Ein Blick ins Archiv der Zürichsee-Temperaturen der Messstation Tiefenbrunnen der letzten zehn Jahre zeigt, dass der Zürichsee heuer Ende August übertemperiert ist. Im Durchschnitt der letzten 10 Jahre (2007-2016) war der Zürichsee Ende August jeweils 22 Grad warm. Dabei gibt es natürlich grosse Jahr-zu-Jahr-Schwankungen. So war der Zürichsee Ende August 2009 und 2012 sogar noch knapp 25 Grad warm. Im 2010 und 2014 hingegen waren es Ende August lediglich kühle 19 Grad.

Wassertemperatur-Zürichsee
Der Zürichsee erreicht häufig im August seine Jahreshöchsttemperatur. Die Badesaison mit einer Wassertemperatur über 20 Grad dauert im Mittel 76 Tage.

Aktuelle Wassertemperatur beim Mythenquai

Aktuelle Wassertemperatur beim Tiefenbrunnen

Tropischer Zürichsee

Im Jahresverlauf erreicht der Zürichsee zwischen dem 3. und 15. August seine Jahreshöchsttemperatur. In den letzten zehn Jahren war er in dieser Periode noch nie kühler als 20 Grad. Im langjährigen Durchschnitt erreicht die Wassertemperatur des Zürichsees am 7. August mit 22,7 Grad (Tagesdurchschnitt) sein Jahresmaximum. Im Hitzesommer 2015 vor einem Jahr stieg die Wassertemperatur des Zürichsees während der Hitzewelle Anfang Juli auf tropische Werte. So zeigte das Wasserthermometer am 7. Juli 2015 im Tiefenbrunnen erstaunliche 27,5 Grad.

Bis es soweit ist, zeigt der Zürichsee im Frühsommer typischerweise einen steilen Anstieg in der Wassertemperatur. Wer Ende Mai oder Anfang Juni an einem heissen Tag schwimmen will, muss abgehärtet sein. In einem durchschnittlichen Jahr hat sich der Zürichsee bis zum 1. Juni jeweils erst auf 15,9 Grad erwärmt. Die Wärmeaufnahme ist aber gross und der See wird von Tag zu Tag wärmer. Bereits eine Woche später, am 8. Juni, zeigt das Thermometer durchschnittlich schon badetaugliche 18 Grad an. Die Jahr-zu-Jahr-Schwankungen sind aber gerade im Frühsommer gross. Im Jahr 2010 war der Zürichsee Anfang Juni erst kühle 10 Grad, 2012 hingegen bereits 19 Grad.

Baden im Herbst

Ab Mitte August wird der Zürichsee langsam wieder kühler. Der Wärmeverlust im Spätsommer und Herbst geht aber kontinuierlicher und langsamer vonstatten als der Anstieg im Frühsommer. Die 18-Grad-Marke, welche am 8. Juni überschritten wird, unterschreitet der Zürichsee erst wieder am 25. September. Das Stadtzüricher Seebecken ist folglich im langjährigen Durchschnitt während 110 Tagen im Jahr badetaugliche 18 Grad warm. Die Badesaison mit mehr als 20 Grad Wassertemperatur dauert im Zürichsee vom 28. Juni bis zum 11. September, im Mittel 76 Tage lang. Ähnliche Wassertemperaturen wie sie Anfang Juni gemessen werden, erreicht der Zürichsee erst wieder nach dem 12. Oktober. Der Spätsommer und Frühherbst lädt also durchaus zum Baden im See ein.

Bis zur Weihnachtszeit sinkt die Wassertemperatur auf durchschnittlich 6-8 Grad ab. Die Jahr-zu-Jahr-Schwankungen sind dabei sehr klein. Der Zürichsee verliert bis zum meteorologischen Frühlingsbeginn Anfang März aber weiter an Energie. Das Jahresminimum der Wassertemperatur wird jeweils zwischen dem 11. Februar und dem 6. März erreicht. Der absolute Tiefpunkt der Zürichsee-Wassertemperatur der letzten zehn Jahre wurde während der Kältewelle im Februar 2012 registriert, als der Zürichsee am 26. Februar einen Meter unter der Oberfläche nur gerade 3,3 Grad kalt war.

Schneeschmelze und Regen ohne Einfluss

Die Zürichsee-Wassertemperatur wird hauptsächlich durch die Ein- und Abstrahlung beeinflusst. Die Einstrahlung ist im Sommer jeweils gross – wird jedoch durch das vorherrschende Wetter beeinflusst. Je mehr Sonneneinstrahlung, desto wärmer wird der See. Die Lufttemperatur spielt hingegen nur eine untergeordnete Rolle. In klaren Nächten gibt der See durch Abstrahlung viel Wärme ab und die Wassertemperatur sinkt. In bedeckten Nächten wird die langwellige Abstrahlung durch die Wolken gleich wieder auf die Erdoberfläche zurückgeschickt, so dass kaum Energie verloren geht. Für einen tropisch warmen Zürichsee bräuchte es folglich sonnige Tage und bewölkte Nächte. An bewölkten Tagen und klaren Nächten würde der Zürichsee hingegen kalt bleiben. Der kurzfristige Wassertemperaturverlauf des Zürichsees wird zudem deutlich durch den Wind beeinflusst. Starke Winde sorgen für Durchmischung des Seewassers. Dadurch kann kühleres Tiefenwasser an die Oberfläche steigen. In den obersten Schichten des Sees sinkt somit die Wassertemperatur. Bei Windstille und sonnigen Tagen kann sich das Oberflächenwasser hingegen optimal aufwärmen. Andere Faktoren wie Zu- und Abflüsse, Schneeschmelze oder Regen haben, entgegen landläufiger Vorstellung, keinen relevanten Einfluss auf die Wassertemperatur des Zürichsees.

Spätsommer und Frühherbst laden zum Baden ein