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Jetstreams, Klimawandel, Ozon Die starken Winde werden langsamer und fördern Extremwetterlagen

Der Jetstream ist ein Starkwindband in etwa zehn Kilometer Höhe. Experten beobachten, dass es - vermutlich wegen des Klimawandels - an Kraft verliert. Deshalb halten sich Hitze, Regen oder Kälte über längere Zeiträume an einem Ort. Und auch Ozon beeinflusst den Jetstream.

Von: Veronika Bräse, Yvonne Maier

Stand: 16.06.2021 | Archiv

Ein Jetstream fegt über den Mount Everest hinweg.  | Bild: picture alliance/Jock Montgomery

Wind ist dazu da, Druckunterschiede auszugleichen, die es in der Erdatmosphäre gibt. Am Äquator ist es warm, an den beiden Polen sehr kühl. Um dieses Gefälle abzumildern, weht ständig ein heftiger Wind - aber nicht am Boden, sondern in der sogenannten Troposphäre weit oben.

Jetstreams sind Ausgleichswinde zwischen heißt und kalt

Johannes Georgi war in der Geschichte der Wetterkunde der erste Meteorologe, der dieses Phänomen 1926 beobachtet hat, indem er an der Nordspitze Islands Wetterballons aufsteigen ließ. Er erkannte in zehn bis fünfzehn Kilometer Höhe starke Strömungen, die später Jetstreams genannt wurden.

Jetstream wird von der sich drehenden Erde abgelenkt

Der Ausgleichswind in etwa zehn Kilometer Höhe weht nicht geradewegs vom Äquator zum Nordpol. Auf dem Weg nach Norden wird er abgelenkt, weil sich unter ihm die Erde weiterdreht.

"Die Erde ist ein rotierender Planet, auf dem es die sogenannte Corioliskraft gibt. Diese wirkt sich so aus, dass auf der Nordhalbkugel alle Strömungen und Bewegungen nach rechts abgelenkt werden."

Hauke Schmidt, Atmosphärenforscher am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg

Der Jetstream kann bis zu 500 Stundenkilometer schnell werden

Der Jetstream wird auch als Starkwindband bezeichnet, das die gesamte Erde zwischen dem 40. bis 60. Breitengrad umströmt. Dabei entstehen Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 Stundenkilometern.

Flugzeuge nutzen den Jetstream als Rückenwind

Wer schon mal von den USA nach Deutschland geflogen ist, hat sicherlich bemerkt, dass der Pilot erst weit nach Norden fliegt - etwa nach Grönland -, um sich dann in Richtung Europa aufzumachen. Er nutzt die Energie des Jetstreams als Rückenwind beim Flug über den Atlantik. Das verkürzt die Reisezeit von New York nach Frankfurt um etwa eine Stunde.

Aufbau der Atmosphäre der Erde

Das Windband des Jetstreams ist zwar hoch über der Erde, wird aber doch von der Erdoberfläche beeinflusst. Gebirgsketten wie die Rocky Mountains sind Hindernisse, die den Jetstream ablenken.

Das Starkwindband wellt sich - die Rossby-Wellen

Durch den Klimawandel erwärmen sich derzeit die Kontinente stärker als die Ozeane. Auch das beeinflusst den Wind, der darüber hinwegfegt. Er weicht von seiner Bahn ab, beginnt zu schlingern und setzt sich nicht mehr geradlinig, sondern in Wellen fort, die Experten Rossby-Wellen nennen.

Der Jetstream gerät zunehmend ins Stocken

Außerdem hat der Klimawandel zur Folge, dass sich die Polkappen stärker erwärmen als die Tropen am Äquator. Das bedeutet für den Jetstream, dass er gar kein so großes Temperaturgefälle mehr ausgleichen muss. Experten vermuten, dass er auch deshalb langsamer wird.

Wetterlagen können sich länger an einem Ort halten

Das Wetter, das an einem Ort gerade vorherrscht, bleibt über einen längeren Zeitraum bestehen als in der Vergangenheit. Denn es wird von den kraftloser werdenden Ausgleichswinden nicht so schnell in andere Regionen verschoben.

"Das ist zum Beispiel eine Situation, die wir im Sommer 2018 hatten. Es blieb lange heiß, weil die Rossby-Wellen nicht über den Globus wanderten. Sie blieben relativ stationär und wir hatten eine einheitliche, gleichbleibende Wetterlage."

Hauke Schmidt, Atmosphärenforscher am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg

Jahrhundertsommer oder Jahrhundertüberschwemmung

Wird der Jetstream - wie von Forschern vermutet wird - aufgrund der Klimaerwärmung langsamer und gerät ins Stocken, halten sich offenbar Wetterlagen über längere Zeiträume stabil. Es kann lange heiß sein oder auch besonders viel und lange regnen.

Extremwetterlagen - gleichzeitig an verschiedenen Orten

Im Sommer 2018 gab es eine Hitzewelle in Europa, Waldbrände in Skandinavien, einen Temperaturrekord in Sibirien und gleichzeitig dauerhaften Starkregen in Griechenland und Japan. Es gab also vielerorts extreme Wetterlagen.

"Um fast die gesamte nördliche Erdkugel schlängelte sich 2018 ein Wellenband, das aus sieben Auf- und Abschwüngen bestand - also aus sieben Paaren Berge und Täler. In einem bestimmten Abschnitt des Sommers führte das auf der ganzen Nordhalbkugel zu Wetterextremen, die nahezu simultan aufgetreten sind."

Klimaforscher Kai Kornhuber von der Universität Oxford und vom Potsdam Institut für Klimafolgenforschung

Gesicherte Aussagen lassen sich noch nicht treffen

Es gibt zwar Studien, die den Einfluss der stockenden Rossby-Wellen untersuchen. Trotzdem ist kritisch anzumerken, dass erst seit den 1980er-Jahren zuverlässige Daten zum Jetstream vorliegen. Für einen Klimaforscher ist der Zeitraum von knapp 40 Jahren noch zu kurz, um gesicherte Aussagen treffen zu können. Deshalb gilt der Zusammenhang zwischen Klimaerwärmung und zunehmenden Wetterextremen bislang noch unter Vorbehalt.

Auch Ozon-Schwankungen beeinflussen den Jetstream

Der Jetstream wird auch von Ozon beeinflusst. Die Ozonschicht schützt uns nicht nur vor gefährlicher UV-Strahlung aus dem All. Schwankungen der Ozonkonzentrationen in der Stratosphäre haben auch Auswirkungen auf die Lage des Jetstreams - und damit auf die Temperaturen auf der Erdoberfläche und Ozeanströmungen. Wie groß die Auswirkungen sind, wird üblicherweise mit Ozonwerten aus Beobachtungsdaten oder aus vorberechneten Modellfeldern bestimmt.

Genauer geht das aber, wenn das Ozon interaktiv aus dem Modell selbst berechnet wird. Das kostet zwar etwa viermal mehr Rechenzeit, lohnt sich aber. Mit interaktiven Daten zeigt sich, dass Ozonabbau einen stärkeren Einfluss auf den Jetstream in der Stratosphäre, also Polarwirbel, hat. Diese sind entscheidend für den Einfluss der Stratosphäre auf die Troposphäre.


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