FAQ

Hat es einen Wandel bei Extremereignissen wie Hitzewellen, Dürren, Überschwemmungen und Wirbelstürmen gegeben?

Seit 1950 haben sich sowohl die Anzahl der Hitzewellen wie auch weit verbreitet die Anzahl der warmen Nächte erhöht. Der Umfang der von Trockenheit betroffenen Regionen ist ebenfalls gewachsen, weil die Niederschläge über Land leicht zurückgegangen sind, während die Verdunstung sich aufgrund wärmerer Bedingungen erhöht hat. Im Allgemeinen hat sich die Anzahl starker, täglicher Niederschlagsereignisse, die zu Überschwemmungen führen, erhöht. Dies ist aber regional sehr unterschiedlich ausgeprägt. Die Häufigkeit von Tropen- und Wirbelstürmen schwankt beträchtlich von Jahr zu Jahr, aber vieles deutet darauf hin, dass es seit 1970 eine wesentliche Steigerung in Intensität und Dauer dieser Stürme gibt. Außerhalb der Tropen spiegeln Schwankungen in Sturmbahnen und Sturmintensitäten Schwankungen in den Haupteigenschaften der atmosphärischen Zirkulation wider (z. B. der Nordatlantischen Oszillation).

In einigen Regionen der Welt wurden Anzeichen für Veränderungen bei verschiedenen Arten extremer Klimaereignisse gefunden. Als Extreme werden üblicherweise die Werte betrachtet, die während 1, 5 und 10 % der Zeit überschritten werden (an einem Ende der Häufigkeitsverteilung) oder 90, 95 und 99 % der Zeit (am anderen Ende der Häufigkeitsverteilung). Ein Beispiel hierfür sind die warmen Nächte oder heißen Tage, die im Folgenden diskutiert werden. Sie stellen die Werte dar, welche das 90 %-Perzentil der Temperaturdatenverteilung überschreiten. Während kalte Nächte oder Tage, solche sind, die unterhalb das 10 %-Perzentil fallen. Starkniederschläge werden definiert als die tägliche Menge, die größer ist als das 95 %-Perzentil (oder bei sehr starken Niederschlagsereignissen größer als das 99 %-Perzentil).

Abbildung 1: Die Abbildung zeigt eine Häufigkeitsverteilung der Temperaturen. Die gelben Balken repräsentieren bestimmte Temperaturklassen, wobei die rechte Seite für wärmere und die linke Seite für kühlere Temperaturen steht. Die schwarze Linie zeigt die Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung sowie die jeweils äußersten 10% (Extreme): Das 10. Perzentil drückt aus, dass nur 10 % aller Temperaturen der Verteilung geringer sind (blau) und das 90. Perzentil dementsprechend, dass 90 % aller Temperaturen der Verteilung geringer sind; 10 % aller Temperaturen der Verteilung sind also höher (rot).

In den letzten 50 Jahren hat in den untersuchten Landflächen die Anzahl kalter Nächte pro Jahr signifikant ab und die Anzahl warmer Nächte signifikant zugenommen (Abbildung 2). Verringerungen in der Anzahl kalter Tage und die Zunahme der Anzahl heißer Tage waren hingegen zwar weit verbreitet, aber im Allgemeinen weniger stark ausgeprägt. Übereinstimmend mit der allgemeinen Erwärmung haben sich die Verteilungen von Minimal- und Maximaltemperaturen zu höheren Werten hin verschoben. Dabei haben sich die Kälteextreme während der letzten 50 Jahre mehr erwärmt als die warmen Extreme (Abbildung 1). Mehr warme Extreme weisen auf eine gesteigerte Häufigkeit von Hitzewellen hin. Diese beobachtete Tendenz wird weiterhin unterstützt durch das geringere Auftreten von Frosttagen in Verbindung mit der durchschnittlichen Erwärmung in den meisten Regionen der mittleren Breiten.

Abbildung 2: Beobachtete Trends der Häufigkeit (Tage pro Jahrzehnt) von 1951 bis 2003 extremer Temperaturen, basierend auf den Werten von 1961 bis 1990. Dargestellt als 10 %-Perzentil: (a) kalte Nächte und (b) kalte Tage; und als 90 %-Perzentil: (c) warme Nächte und (d) warme Tage. Die Trends wurden nur für Rasterfelder berechnet, für die während dieser Periode Daten für mindestens 40 Jahre und bis mindestens 1999 zur Verfügung standen. Die schwarzen Linien zeigen Regionen, in denen die beobachteten Trends auf dem 5 %-Niveau signifikant sind. Unter jeder Karte finden sich abgebildet die entsprechenden jährlichen Zeitserien der Abweichungen (bezogen auf 1961 bis 1990). Die rote Linie zeigt dekadische Schwankungen. Die Trends sind auf dem 5 %-Niveau für alle gezeigten weltweiten Indizes signifikant. Angepasst von Alexander et al. (2006).

Ein Hauptindiz für eine Veränderung bei den Extremwetterereignissen ist die während der letzten 50 Jahre beobachtete zunehmende Häufigkeit von Starkniederschlagsereignissen über den mittleren Breiten, sogar an Orten, wo sich die Niederschlagsmengen im Mittel nicht erhöht haben. Auch für besonders extreme Starkniederschlagsereignisse werden steigende Tendenzen festgestellt, aber es liegen nur für wenige Gebiete Aussagen vor.

Wegen ihrer längeren Dauer sind Dürren leichter zu messen. Während es zahlreiche Indizes und Maße für Dürren gibt, basieren viele Studien auf einer Kombination von monatlichen Niederschlagsgesamtmengen und Temperaturmitteln, dem „Palmer Drought Severity Index“ (PDSI). Der seit Mitte des 20. Jahrhunderts berechnete PDSI, zeigt seit Mitte der 50er Jahre, dass viele Landflächen der Nordhemisphäre trockener geworden sind. Dies gilt auch für weite Teile von Südeurasien, Nordafrika, Kanada und Alaska. Ein gegenläufiger Trend findet sich im östlichen Nord- und Südamerika. In der Südhemisphäre waren die Landflächen in den 1970ern nass und in den 1960ern und 1990ern relativ trocken, und es gab einen Trend zu trockeneren Landflächen von 1974 bis 1998. Langzeitmessungen in Europa für das gesamte 20. Jahrhundert zeigen wenige signifikante Trends. Die Abnahme der Niederschlagsmengen über Land seit den 1950ern ist wahrscheinlich die Hauptursache für den Austrocknungstrend, obwohl die starke Oberflächenerwärmung während der letzten zwei bis drei Jahrzehnte vermutlich ebenfalls zur Austrocknung der Landflächen beigetragen hat. Eine Studie zeigt, dass sich weltweit das Ausmaß der sehr trockenen Landflächen (definiert als Flächen mit einem PDSI von weniger als –3.0) seit den 1970ern mehr als verdoppelt hat. Diese Veränderungen waren zunächst verbunden mit einer anfänglichen Niederschlagsabnahme über Land im Zusammenhang mit der Südlichen Oszillation (ENSO) in einer El Niño Phase und mit einer darauf folgenden Zunahme der trockenen Flächen, durch die Oberflächenerwärmung.

Veränderungen in der Häufigkeit und Intensität tropischer Wirbelstürme werden durch eine große, natürliche Variabilität überlagert. Die Südliche Oszillation (ENSO) in einer El Niño Phase hat weltweit einen starken Einfluss auf die Lage und Aktivität tropischer Stürme. Global zeigen Schätzungen des Zerstörungspotentials von tropischen Wirbelstürmen seit Mitte der 70er einen beträchtlichen Aufwärtstrend und einen Trend zu längerer Sturmdauer und größerer Sturmintensität. Des Weiteren steht ihre Aktivität in einer starken Wechselbeziehung mit den Meeresoberflächentemperaturen tropischer Gewässer. Diese Beziehungen sind weltweit durch den Anstieg in Anzahl und Anteilen starker Wirbelstürme seit 1970 untermauert worden, obwohl sich sowohl die Gesamtanzahl tropischer Zyklonen als auch die Gesamtanzahl der Tage mit Zyklonen in den meisten Fällen leicht verringert hat. Besonders die Anzahl an tropischen Wirbelstürmen der Kategorien 4 und 5 hat seit 1970 um etwa 75 % zugenommen. Die stärksten Anstiege fanden im Nordpazifik, im Indischen Ozean und im Südwestpazifik statt. Allerdings war auch die Anzahl tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik in 9 der letzten 11 Jahre höher als normal und gipfelte in der Rekordsaison 2005.

Basierend auf einer Vielzahl von Messgrößen an der Erdoberfläche und in der oberen Troposphäre, ist es wahrscheinlich, dass sich die winterlichen Sturmbahnen in der Nordhemisphäre in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts polwärts verschoben haben bei gleichzeitiger Zunahme der Tiefdruckaktivität. Diese Veränderungen sind Teil der Schwankungen, die in Verbindung mit der Nordatlantischen Oszillation (NAO) aufgetreten sind. Beobachtungen von 1979 bis Mitte 1990 zeigen eine Tendenz zu einer stärkeren zirkumpolaren westlichen Strömung in der gesamten Troposphäre und unteren Stratosphäre von Dezember bis Februar. Ebenfalls festgestellt werden Verschiebungen von Strahlströmen und eine erhöhte Tiefdruckaktivität.

Beobachtungsdaten zu Veränderungen starker kleinräumiger Wetterphänomene (wie Tornados, Hagel- und Gewitterstürme) sind meist örtlich sehr begrenzt und treten nur vereinzelt auf, wodurch allgemeine Schlussfolgerungen nicht gezogen werden können; beobachtete Anstiege in vielen Gebieten ergeben sich aus dem gesteigerten öffentlichen Bewusstsein sowie aus verbesserten Bemühungen zur Sammlung von Berichten über diese Phänomene.

Quelle (falls nicht anders gekennzeichnet):
IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, S. 308-309, FAQ 3.3.

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