In den letzten Jahren haben Wissenschaftler der Universität Leipzig und anderer Forschungsinstitute bedeutende Fortschritte im Verständnis des Jetstreams gemacht, der als essenzieller Faktor für Wetterphänomene weltweit gilt. Der Jetstream, eine starke Hochgeschwindigkeitswindströmung in großen Höhen, beeinflusst maßgeblich die Bildung von Hoch- und Tiefdruckgebieten und damit unser tägliches Wettergeschehen. Allerdings war die genaue Auswirkung des Klimawandels auf diese wichtigen Luftströme bisher nicht vollständig geklärt. Ein interdisziplinäres Team von Klimaforschern hat nun eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, die Veränderungen des sogenannten Eddy Driven Jets (EDJ) auf der Südhalbkugel besser zu analysieren und genauere Prognosen über dessen zukünftige Entwicklung zu erstellen. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden kürzlich im renommierten Fachjournal PNAS veröffentlicht.
Der Eddy Driven Jet, der in Höhenlagen von etwa 1,3 bis 1,5 Kilometern über Südamerika, dem südlichen Afrika, Australien und Ozeanien weht, hat einen wesentlichen Einfluss auf das sommerliche Wetter in diesen Regionen. Vorhersagen über sein Verhalten waren bislang jedoch problematisch, da die Klimamodelle oft Schwierigkeiten hatten, die komplexen Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen klimatischen Faktoren zu berücksichtigen. Das Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Julia Mindlin am Institut für Meteorologie der Universität Leipzig hat sich intensiv mit den Veränderungen in den Windgeschwindigkeiten des EDJ der letzten Jahrzehnte beschäftigt.
Die Untersuchung basierte auf historischen Klimadaten, die eine signifikante Intensivierung der Windgeschwindigkeiten und eine Verlagerung des Jetstreams in Richtung Südpol zeigten. Um die Ursachen dieser Veränderungen zu identifizieren, wandten die Forscher eine statistische Methode an, die als kausale Inferenz bekannt ist. Diese Technik ermöglicht es, die einzelnen Einflussfaktoren auf die Klimaveränderungen zu isolieren, selbst wenn sie miteinander verknüpft sind. Durch diese Herangehensweise konnten die Wissenschaftler die unterschiedlichen Treiber der Veränderungen im Jetstream entwirren und deren spezifische Auswirkungen quantifizieren.
Zusätzlich kombinierten sie ihre Ergebnisse mit einem sogenannten Storyline-Ansatz, der Klimaveränderungen als Ketten von Ursache-Wirkung-Ereignissen darstellt. Dieser Ansatz ist besonders wichtig, um die Unsicherheiten in Klimaprojektionen zu verringern, die durch unterschiedliche Modelle entstehen können.
Die Forschungsergebnisse zeigten, dass etwa 50 Prozent der beobachteten Verschiebung des Jetstreams auf die globale Erwärmung zurückzuführen sind. Die andere Hälfte der Veränderungen wurde durch eine Kombination anderer klimatischer Einflüsse, wie die Erwärmung der oberen tropischen Atmosphäre und verstärkte Winde in der Stratosphäre, verursacht. Während einige dieser Faktoren menschlichen Aktivitäten zuzuschreiben sind, sind andere schwieriger zuzuordnen. Die analysierten Daten verdeutlichten auch, dass die Beschleunigung des Jetstreams durch eine Kombination dieser klimatischen Treiber bedingt ist.
Um die Vorhersagen für die künftige Entwicklung des Jetstreams zu verbessern, verglichen die Forscher die Ergebnisse ihrer Modelle mit realen Beobachtungen. Diese Validierung ist entscheidend, da viele Klimamodelle in ihren Prognosen, insbesondere bei kurzfristigen Veränderungen, nicht übereinstimmen. Durch die Fokussierung auf die Aspekte, die die Modelle korrekt abbilden, konnten die Wissenschaftler die Bandbreite möglicher Zukunftsszenarien eingrenzen und somit zuverlässigere Vorhersagen für die nächsten zehn Jahre entwickeln.
Dr. Julia Mindlin betont die Bedeutung dieser Forschung für die Entscheidungsfindung in Bezug auf kurzfristige klimatische Entwicklungen. „Früher lag der Fokus vor allem auf langfristigen Trends. Unser Ansatz kann nun dazu beitragen, die kurzfristigen Veränderungen, die für viele Entscheidungsträger relevant sind, besser zu verstehen“, erklärt sie.
Die Arbeitsgruppe, die für diese Studie verantwortlich ist, wird von Juniorprofessorin Dr. Marlene Kretschmer geleitet. Ihr Ziel ist es, Klimarisiken besser zu erfassen und die Unsicherheiten in regionalen Vorhersagen über extreme Wetterereignisse zu minimieren. An der Studie waren auch Wissenschaftler von der Universität Reading (Vereinigtes Königreich), dem Forschungszentrum Jülich und der Universität Buenos Aires beteiligt. Zukünftig beabsichtigt die Arbeitsgruppe, ihre Methoden auch auf andere klimatische Phänomene wie Dürren und Hitzewellen auszudehnen, um ein noch umfassenderes Verständnis der komplexen Wechselwirkungen im globalen Klimasystem zu gewinnen.
