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Wie Aerosole unser Winterwetter beeinflussen

Mildere Winter sind nicht nur eine Folge des Klimawandels

Europa im Winter
Die Winter in Europa weredn immer milder. Schuld daran ist aber nicht nur der Klimawandel. © NASA/ Scientific Visualization Studio

An den milden Wintern in Europa ist nicht nur die globale Erwärmung schuld. Auch die seit den 1970ern verringerte Luftverschmutzung spielt eine Rolle, wie eine Studie enthüllt. Weil immer weniger Aerosole in der Luft sind, sinkt deren Kühlwirkung und die Wintertemperaturen über Europa steigen. Dies wiederum verstärkt den Temperaturunterschied zur Arktis und verhindert, dass kalte Polarluft bis zu uns vordringt, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature Climate Change“ berichten.

In den letzten Jahrzehnten sind die Winter in Europa im Schnitt immer milder geworden. Studien zufolge hat die Zahl der extremen Kältetage seit 1950 um das Zwei- bis Dreifache abgenommen. Eine Ursache dafür ist der Jetstream: Während dieses globale Windband im Sommer große Wellen schlägt und so extreme Hitze beschert, ist dies im Winter immer seltener das Fall. Als Folge sind Wetterlagen, in denen arktische Kaltluft zu uns strömt, inzwischen rar. Aber warum?

Jetstream
Jetstream über Europa © NASA/ Scientific Visualization Studio

Schwebstoffe als Atmosphären-Kühlmittel

Eine Antwort darauf haben nun Yuan Wang vom California Institute of Technology und seine Kollegen gefunden. Demnach gehen die milden Winter in Europa nur zum Teil auf den Klimawandel zurück. Einen regional deutlich größeren Einfluss haben dagegen Aerosole – Schwebstoffe, die beispielsweise aus Abgasen des Verkehrs, der Industrie und von Kraftwerken, aber auch bei Vulkanausbrüchen freigesetzt werden.

Für ihre Studie hatten die Forscher auf Basis von Wetterdaten der Nordhalbkugel von 1970 bis 2005 die Wintertemperaturen, die Position des Jetstreams und die Temperaturgradienten zwischen Arktis und mittleren Breiten analysiert. Mithilfe mehrere Klimamodelle verglichen sie diese Beobachtungsdaten mit Simulationen, in denen die Aerosol-Emissionen teils den realen Werten entsprachen, teils jedoch ganz fehlten oder unverändert blieben.

Weniger Luftverschmutzung – wärmere Winter

Das Ergebnis: Seit 1970 ist dank strengerer Umweltauflagen die Luftverschmutzung über Europa stark zurückgegangen. Als Folge sank die Aerosoldichte in der Atmosphäre und damit auch deren Kühleffekt, wie die Forscher berichten. Dadurch ist es in Europa allmählich wärmer geworden – zusätzlich zur Erwärmung durch den Klimawandel. Parallel dazu verringerten sich die winterlichen Pendelbewegungen des Jetstreams. „Die räumlichen Muster zeigen eine konsistente und signifikante Reduktion über dem nördlichen Eurasien“, so Wang und sein Team.

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Nach Ansicht der Forscher spricht dies dafür, dass die immer milderen Winter in Europa zu einem großen Teil auf die Verringerung der Luftverschmutzung zurückgehen. Denn dies erwärmt Europa und erhöht damit die Temperaturunterschiede zwischen der winterlichen Arktis und den mittleren Breiten. Dieser Gradient wiederum stabilisiert den Jetstream und verhindert, dass er große Wellen schlägt. „Unsere Daten enthüllen die eindeutige Signatur der anthropogenen Aerosole im winterlichen Jetstream“, sagen die Wissenschaftler.

Jetstream stabilisiert

Das aber bedeutet: Zumindest in Bezug auf den Jetstream gleicht die abnehmende Luftverschmutzung den Klimawandel in gewissem Maße aus. Denn obwohl sich die Arktis überproportional stark erwärmt hat, hielt die sinkende Aerosollast über Europa den winterlichen Temperaturgradienten aufrecht und hat so den Jetstream regional stabilisiert. „Zumindest für die winterlichen Extreme haben Aerosole demnach sogar größeren Einfluss als die Treibhausgase“, sagt Koautor Jonathan Jiang vom Jet Propulsion Laboratory der NASA.

Allerdings: In Zukunft wird sich dieser ausgleichende Effekt nicht fortsetzen. Denn über Europa wird die Luftverschmutzung kaum weiter sinken, weil schon jetzt relativ strenge Regelungen greifen, wie die Forscher erklären. Anders ist dies in Nordostasien, wo der Trend zu verstärkter Luftreinhaltung erst jetzt beginnt. Dort könnte dann eine Reduktion der Aerosolbelastung den winterlichen Jetstream zumindest vorübergehend stabilisieren.

„Unsere Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, die Effekte anthropogener Aerosole zu verstehen“, sagt Wang. „Das ist nötig für genauere Prognosen von Wetterextremen, aber auch um Klimaschutz- und Anpassungsastrategien planen zu können.“ (Nature Climate Change, 2020; doi: 10.1038/s41558-020-0693-4)

Quelle: California Institute of Technology

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