Schnellstudie zur Extremwetterlage Hitzewelle in Amerika wäre ohne den Klimawandel »nahezu unmöglich« gewesen

Der Ausstoß von Treibhausgasen hat laut Forschern die Hitzewelle in Nordamerika mindestens 150 Mal wahrscheinlicher gemacht. Bei weiterer Erwärmung dürften solche Phänomene häufiger werden.
Dürre in Kalifornien: »Wir betreten Neuland«

Dürre in Kalifornien: »Wir betreten Neuland«

Foto: Alison Jones / DanitaDelimont / imago images

46,6, 47,9, 49,5 Grad: Das kanadische Örtchen Lytton riss in der vergangenen Woche gleich drei Temperaturrekorde hintereinander – an drei aufeinanderfolgenden Tagen. Der bisher höchste je gemessene Wert in Kanada betrug 45 Grad, das war 1937. Nur einen Tag nach den jüngsten Meldungen wurde der Ort durch einen Brand nahezu vollständig zerstört.

Ist das Schicksal von Lytton ein Menetekel für die eskalierende Klimakrise? Laut den Befunden einer Schnellstudie führender Klimawissenschaftler, die dem SPIEGEL vorliegt, kann man das durchaus so lesen.

Die schwere Hitzewelle, die in der vergangenen Woche nicht nur in Kanada, sondern auch im Westen der USA wütete, wäre ohne den Einfluss des Klimawandels »nahezu unmöglich« gewesen. Dies ist das Ergebnis einer Analyse der »World Weather Attribution Group«, an der 27 Forscherinnen und Forscher unter anderem der Princeton University, der University of Oxford, der ETH Zürich, der Columbia University und des Deutschen Wetterdienstes beteiligt waren.

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Zwei unterschiedliche Erklärungen, wie der Klimawandel die Wahrscheinlichkeit einer solchen Hitzewelle erhöht haben könnte, seien demnach plausibel.

Mehrere Faktoren könnten zusammengewirkt haben, darunter eine seit Monaten schwelende schwere Dürre vor allem im Westen der USA und eine ungewöhnliche atmosphärische Zirkulation, die auch als »Heat Dome« bekannt ist. Dies ist ein stationäres Hochdrucksystem, das einen Hitzestau erzeugt, bei dem sich die Wärme ähnlich einer Glocke für längere Zeit über die Region legt.

Das Hochdrucksystem wird dabei maßgeblich vom trägen Jetstream beeinflusst. In diesem Bereich akkumuliert sich warme tropische und subtropische Luft, die Richtung Boden sinkt und sich durch Kompression der darunterliegenden Luft noch weiter aufwärmt.

Satellitenbild mit Omega-Block aus dem Mai 2020 über Kalifornien

Satellitenbild mit Omega-Block aus dem Mai 2020 über Kalifornien

Foto: NOAA

Laut der Untersuchung könnten sich die Rekordtemperaturen durch eine seltene Kombination von Klimawandel und Heat Dome erklären lassen.

Hat das Klimasystem kritische Schwellen überschritten?

Alternativ halten die Forscherinnen und Forscher auch eine deutlich beunruhigendere Erklärung für denkbar. Demnach sei ebenfalls plausibel, dass das globale Klimasystem bereits jetzt, bei einer durchschnittlichen Erwärmung der Erde von plus 1,2 Grad seit vorindustrieller Zeit, nicht lineare Schwellen überschritten hat. Ab diesem Punkt würde eine geringe zusätzliche globale Erwärmung einen erheblichen Anstieg der Extremtemperaturen nach sich ziehen. Dies würde bedeuten, dass Ereignisse wie die jetzige Hitzewelle schon heute wahrscheinlicher seien, als aktuelle Klimamodelle nahelegen. Das müsse in weiteren Studien genauer untersucht werden, schreiben die Wissenschaftler.

Im ersten und wohl auch plausibleren Fall, habe der Klimawandel es 150 Mal wahrscheinlicher gemacht, dass ein solches extrem seltenes Ereignis auch tatsächlich eintrifft. Zudem sei die aktuelle Hitzewelle rund zwei Grad wärmer gewesen, als ohne den Einfluss des Klimawandels zu erwarten gewesen wäre. Die vom Menschen verursachten Emissionen hätten also nicht nur die Chance auf eine solche Extremwetterlage erhöht, sondern auch ihre Intensität.

»Was wir hier erleben, ist beispiellos«

Friederike Otto, Universität Oxford

Nimmt die Erderwärmung weiter zu, etwa um zwei Grad gegenüber vorindustrieller Zeit, wäre die Hitzewelle laut den Ergebnissen der Studie ein weiteres Grad heißer ausgefallen, und statt wie aktuell statistisch gesehen alle 1000 Jahre könnte sich eine Hitzewelle dieser Größenordnung dann alle fünf bis zehn Jahre ereignen.

Die Forscher betonen, dass die neuen Temperaturrekorde deutlich über bisher gemessene Werte hinausgingen, was es schwierig mache, wirklich exakt zu bestimmen, wie ungewöhnlich ein solches Ereignis bei den derzeitigen klimatischen Bedingungen ist.

»Was wir hier erleben, ist beispiellos«, sagt Friederike Otto von der Universität Oxford, die an der Studie beteiligt war. »Dieses Ereignis zeigt uns, dass wir nicht ausschließen können, schon heute Hitzeextreme zu erleben, die wir erst bei einer weiter fortgeschrittenen Erderwärmung erwartet hätten.« Es sei nicht normal, dass Temperaturrekorde um vier oder fünf Grad Celsius überschritten werden, so Otto. »Durch den Klimawandel werden extrem seltene Ereignisse wie dieses häufiger. Wir betreten Neuland«, so Sonia Seneviratne vom Institut für Atmosphären- und Klimawissenschaften der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich.

Extreme Hitze ist schon unter heutigen Bedingungen deutlich wahrscheinlicher

Einzelne Wetterereignisse direkt mit dem Klimawandel in Verbindung zu bringen, ist nach wie vor nur schwer möglich. Lediglich an der tendenziellen Zunahme bestimmter Extremwetter sowie an deren erhöhter Intensität lässt sich der Fingerabdruck des Menschen ablesen.

Die »World Weather Attribution Group« versucht diese Lücke zu schließen, indem sie die Rolle der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen bei außergewöhnlichen Wetterphänomenen analysiert. Dabei verwendet das Team internationaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen etablierten Ansatz, der beobachtete Trends mit Klimamodellen kombiniert.

Die Idee dahinter: Sie berechnen, wie wahrscheinlich das Wetterextrem war. Dafür simulieren sie am Computer Tausende Male, wie oft es genau diese Wetterlage zu vorindustrieller Zeit gegeben hätte und wie oft heute. Der Vergleich der Ergebnisse offenbart den Einfluss des Klimawandels.

Mit diesem Prinzip haben die Forscher mehrere Hitzewellen der vergangenen Jahre untersucht. Die Analysen kamen zu einem ähnlichen Ergebnis: Extreme Hitze ist unter heutigen Bedingungen deutlich wahrscheinlicher.

Den Forschungen zufolge erhöht der Klimawandel das Risiko für Hitzewellen auch in Europa. In einer Untersuchung der Rekordhitze in Frankreich von Ende Juni 2019 kam heraus, dass die steigenden globalen Temperaturen die Wahrscheinlichkeit für eine Hitzeperiode mindestens um das Fünffache erhöhen, ein Modell kommt sogar auf den Faktor hundert.

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Pia Pritzel / DER SPIEGEL

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Eine global gemittelte Klimaerwärmung etwa von zwei Grad würde für die meisten Landgebiete zudem eine Temperaturerhöhung von drei bis vier Grad bedeuten.

Diese Entwicklung hat nicht erst in der Zukunft, sondern bereits jetzt gravierende gesundheitliche Folgen: Etwa ein Drittel aller hitzebedingten Todesfälle weltweit zwischen 1991 und 2018 lassen sich Modellrechnungen zufolge auf den Klimawandel zurückführen, berichtete kürzlich ein Forscherteam im »Nature Climate Change« .

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