Schäden durch extreme Wetterereignisse während 2017 haben die größten Rechnungen für die USA Bei den meisten dieser Ereignisse handelte es sich um Bedingungen, die sich intuitiv an die globale Erwärmung anpassten: Hitzerekorde, Dürre, Waldbrände, Überschwemmungen an der Küste, Hurrikanschäden und starke Regenfälle.

Paradoxerweise sind jedoch mögliche Verbindungen zwischen dem Klimawandel und der jüngsten Flut von kalten Wochen im östlichen Nordamerika. Ein sehr neues und "heißes Thema" in der Klimawandelforschung ist die Vorstellung, dass eine schnelle Erwärmung und ein großflächiges Abschmelzen der Arktis eine Rolle bei der Entstehung von anhaltenden Kälteperioden spielen könnten.

Es braucht nicht ein Stück Vorstellungskraft, um das Verlieren anzunehmen die Hälfte der arktischen Meereisbedeckung in nur 30 Jahren könnte mit dem Wetter Chaos anrichten, aber genau wie noch nicht klar ist. Als wissenschaftlicher Atmosphärenforscher habe ich Studie wie Die Erwärmung in der Arktis beeinflusst Temperaturregionen auf der ganzen Welt. Können wir sagen, dass Änderungen in der Arktis, die durch die globale Erwärmung verursacht wurden, eine Rolle bei dem außergewöhnlichen Winterwetter in Nordamerika gespielt haben?

Ein Dipol von abnormen Temperaturen

Seltsames und destruktives Wetter war während 2017 fast ständig in den Nachrichten und 2018 scheint dem gleichen Skript zu folgen. Die meisten US-Ostländer zitterte ihren Weg durch das Ende von 2017 ins neue Jahr, während sich Westler nach Regen sehnten, um ausgedörrte Böden zu dämpfen und Waldbrände zu löschen. Blizzards haben die Eastern Seaboard geplagt - vor allem der "Bomben-Zyklon" Sturm auf Jan. 4, 2018 - während die kalifornische Sierra Nevada fast ohne Schnee steht.

Eine Studie in Kontrasten: Die Erwärmung in der Nähe von Alaska und dem Pazifischen Ozean sind "Zutaten" für ein Wettermuster, bei dem kalte Luft aus der Arktis tief in Nordamerika eindringt. NASA Earth Observatory, CC BY

Diese Geschichte wird vertraut, da sich in vier der letzten fünf Winter ähnliche Bedingungen herausgebildet haben. Einige Politiker in Washington DC, einschließlich Präsident Trump, haben die ungewöhnliche Kälte benutzt, um die globale Erwärmung in Frage zu stellen. Aber wenn sie sich das Gesamtbild ansehen, würden sie sehen, dass östliche Kälteperioden ein relativer Zufall in der nördlichen Hemisphäre als Ganzes sind und dass die meisten Gebiete wärmer als normal sind.

Ein warmes, trockenes westliches Nordamerika, das in Kombination mit einem kalten, verschneiten Osten auftritt, ist nicht ungewöhnlich, aber die Prävalenz und das Fortbestehen dieses Musters haben in den letzten Jahren die Interessen der Klimaforscher geweckt.

Der Jetstream - ein schneller, oberstromiger Windfluss, der die nördliche Hemisphäre umgibt - spielt eine entscheidende Rolle. Wenn der Jetstream in einer großen Welle weit nach Norden und Süden fliegt, können extreme Bedingungen entstehen. In den letzten Wochen gab es eine große Schwenkung nach Norden, die einen sogenannten "Rücken" anhaltenden atmosphärischen Drucks bildete, der sich an der Westküste entlangzog, zusammen mit einer tiefen Senke im Süden oder einem "Trog" über dem Osten.

Um diese hartnäckigen Merkmale zu beschreiben, wurden neue Begriffe geprägt: "Der nordamerikanische Wintertemperaturdipol" "Lächerlich federnde Grat" über den Westen und die "Furchtbar hartnäckige Trog" im Osten.

Während die östlichen USA bei den jüngsten Kälteeinbrüchen sehr kalte Temperaturen verkraften mussten, war der Großteil der übrigen nördlichen Hemisphäre überdurchschnittlich heiß. NOAA, CC BY

Ungeachtet dessen, wie es heißt, hat dieses Dipolmuster - ungewöhnlich hohe Temperaturen in weiten Teilen des Westens und kühle Bedingungen im Osten - das nordamerikanische Wetter in vier der letzten fünf Winter dominiert. Januar 2017 war eine starke Ausnahme, als ein starker El Niño das Ridge-Trog-Muster umkippte und Rekordregen und Schneedecke auf Kalifornien abwarf, während der Osten einen milden Monat genossen hatte.

Zwei weitere wichtige Merkmale sind im Dipol-Temperaturmuster auffällig: extrem warme Temperaturen in der Arktis in der Nähe von Alaska und warme Meerestemperaturen im östlichen Pazifik. Mehrere neue Studien weisen auf diese "Zutaten" als Schlüssel zu den letzten Jahren mit einem anhaltenden Dipol hin.

Es gehören immer zwei dazu

Welche Rolle spielt die Erwärmung - insbesondere die Erwärmung der Ozeane und Lufttemperaturen in der Arktis - in diesem warmen West- / kühlen-östlichen Wettermuster? Die Erklärung geht so.

Die Temperaturen im Pazifik schwanken aufgrund kurzlebiger Phänomene wie El Niño / La Niña und längere, jahrzehntelange Muster. Wissenschaftler haben das längst erkannt Diese Variationen beeinflussen das Wetterverhalten in ganz Nordamerika und darüber hinaus.

Wenn ein dauerhaftes atmosphärisches Druckgebiet in den westlichen USA bleibt, strömt Luft aus der Arktis in die USA und verursacht eine Spaltung zwischen dem warmen und trockenen Westen und dem kalten Osten. Mesocyclone2014 und David Swain, CC BY-SA

Die neue Wendung in dieser Geschichte ist, dass sich die Arktis mindestens doppelt so schnell erwärmt hat wie der Rest der Welt, was bedeutet, dass der Temperaturunterschied zwischen der Arktis und den weiter südlich gelegenen Gebieten abnimmt. Dies ist wichtig, weil der Nord-Süd-Temperaturunterschied einer der Haupttreiber des Jet-Streams ist. Der Jetstream erzeugt die Hoch- und Tiefdrucksysteme, die unseren blauen Himmel und unsere Stürme bestimmen und sie gleichzeitig steuern. Alles, was den Jetstream beeinflusst, beeinflusst auch unser Wetter.

Wenn die Meerestemperaturen vor der Westküste Nordamerikas wärmer als normal sind, wie es seit Winter 2013 am häufigsten der Fall ist, neigt der Jetstream dazu, entlang der Westküste einen Hochdruckkamm zu bilden, der Stürme ablenkt Kalifornien und viel von dem Westen hoch und trocken verlassen.

Wenn diese warmen Meerestemperaturen in Kombination mit ungewöhnlich warmen Bedingungen in der Nähe von Alaska auftreten, kann die zusätzliche Hitze aus der Arktis den Gebirgskamm intensivieren, was dazu führt, dass er weiter nordwärts vordringt und noch mehr Wärme in die Region nahe Alaska pumpt. Und in den letzten Jahren hat Alaska Perioden von Rekordwarmtemperaturen erlebt, die teilweise auf reduziertem Meereis zurückzuführen sind.

Meine Kollegen und ich haben diese Kombination von natürlichen und klimawandelbedingten Wirkungen genannt "Es gehören immer zwei dazu, "Ein Konzept, das helfen kann, den seit 2013 häufig beobachteten lächerlich widerstandsfähigen Ridge zu erklären. . neu Es wurden Studien Unterstützen Sie diesen vom Menschen verursachten Boost eines natürlichen Musters Kontroverse existiert noch zu den Mechanismen, die die rasche Erwärmung der Arktis mit Wettermuster weiter südlich in den mittleren Breiten.

Extremes Wetter voraus?

Als Reaktion auf den verstärkten Westgrat des atmosphärischen Druckes bilden die Winde des Jet-Stroms normalerweise stromabwärts auch einen tieferen, stärkeren Trog. Tiefe Tröge wirken wie eine offene Kühlschranktür, durch die die kalte arktische Luft nach Süden abfließen kann. Dies bringt Elend in Gebiete, die schlecht darauf vorbereitet sind. Schneestürme in Texas, Eisstürme in Georgia und kühle Snowbirds in Florida können alle auf der schrecklich Tenacious Trough von Dezember 2017 und Januar 2018 verantwortlich gemacht werden.

Ein weiterer Pluspunkt ist die Tendenz, dass sogenannte "Nor'easters" wie der "Bombenzyklon", der Jan. 4 traf, sich entlang der Ostküste bilden, wenn die Südwestwinde des Trogs entlang der Atlantikküste ausgerichtet sind. Der daraus resultierende intensive Temperaturunterschied zwischen dem kalten Land und dem vom Golfstrom erwärmten Ozean liefert den Treibstoff für diese wilden Stürme.

Die große Frage ist, ob der Klimawandel Dipolmuster - zusammen mit den damit verbundenen Tendenzen zur Erzeugung von Extremwetter - in Zukunft häufiger machen wird. Die Antwort lautet Ja und Nein.

Es wird weithin erwartet, dass die globale Erwärmung weniger Niedertemperatur-Aufzeichnungen produzieren wird, eine Tendenz, die bereits beobachtet wurde. Es kann aber auch wahr sein, dass Kälteperioden persistenter werden als Dipolmuster verstärken sicheine Tendenz, die auch scheint zu geschehen.

Es ist schwer zu sagen, ob dieses Wettermuster - insgesamt wärmere Winter in Nordamerika, aber längere Kälteeinbrüche - bestehen bleiben. Das Verständnis der Mechanismen hinter diesen komplexen Wechselwirkungen zwischen natürlichen Einflüssen und vom Menschen verursachten Veränderungen ist eine Herausforderung.

Nichtsdestotrotz schreitet die Forschung schnell voran, wenn kreative neue Metriken entwickelt werden. Unsere besten Werkzeuge, um in die Zukunft zu schauen, sind ausgeklügelte Computerprogramme, aber auch sie haben Schwierigkeiten, diese komplizierten Verhaltensweisen des Klimasystems zu simulieren. Angesichts der Bedeutung, extreme Wettervorhersagen und deren Auswirkungen auf viele Aspekte unseres Lebens vorauszusagen, müssen Forscher weiterhin Verbindungen zwischen dem Klimawandel und dem Wetter aufdecken, um uns bei der Vorbereitung auf die wahrscheinlich anhaltenden Wutanfälle von Mutter Natur zu unterstützen.

Über den Autor

Jennifer Francis, Forschungsprofessor, Rutgers University

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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