NASA - Was genau bedeutet es für Stürme, "stärker" zu werden? Bedeutet es schnellere Winde? Ein größeres Windfeld? Geringerer Druck in der Mitte? Mehr Regen und Schneefall? Höhere Sturmfluten?

"Man muss sich daran erinnern, dass Stürme nicht eindimensional sind", sagt Del Genio. "Es gibt viele Arten von Stürmen, und zu klären, wie Aspekte jeder Art auf die Erwärmung reagieren, ist, wo die Wissenschaft wirklich interessant wird."


Über das Bild - Als sich Sandy an der US-Ostküste bewegte, erlaubten ungewöhnlich warme Meerestemperaturen, dass der Sturm stark blieb, nachdem er tropische Gewässer verlassen hatte. (Karte von Robert Simmon, mit Daten aus dem NOAA Earth System Research Laboratory.)

Steigende Meeresspiegel verschärften Sandys Sturmflut, zum Beispiel eine direkte Verbindung zwischen globaler Erwärmung und Sturmschäden. Und ungewöhnlich hohe Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik haben den Sturm wahrscheinlich verschärft. Aber Sandys ganze Wut - seine hybride Natur, das Ausmaß seiner Winde, seine ungewöhnliche Spur der globalen Erwärmung ist verfrüht, sagt Shepherd, der derzeitige Präsident der American Meteorological Society.

Wettervorhersagen verwenden Begriffe wie Schneestürme, Derechosen, Hagelstürme, Regenstürme, Schneestürme, Niederdrucksysteme, Gewitterstürme, Hurrikane, Taifune, Nor'easters und Twister. Forscher Meteorologen und Klimatologen haben eine einfachere Möglichkeit, die Stürme der Welt zu teilen: Gewitter, tropische Wirbelstürme und extra-tropische Zyklone. Alle sind atmosphärische Störungen, die Hitze umverteilen und eine Kombination von Wolken, Niederschlag und Wind erzeugen.
Satellitenbild der 3-Grundtypen von Stürmen.

Über das Bild - Tropische Wirbelstürme, außertropische Wirbelstürme und Gewitter sind die drei grundlegenden Arten von Stürmen, die von der Klimawandel-Gemeinschaft untersucht wurden. (Bild © 2013 EUMETSAT.)

Gewitter sind die kleinste Art, und sie sind oft Teil der größeren Sturmsysteme (tropische und extra-tropische Wirbelstürme). Alle Stürme erfordern die Entwicklung von Feuchtigkeit, Energie und bestimmten Windbedingungen, aber die Kombination der Inhaltsstoffe variiert je nach Art des Sturms und den lokalen meteorologischen Bedingungen.

Zum Beispiel bilden sich Gewitter, wenn ein Auslöser - eine Kaltfront, konvergierende oberflächennahe Winde oder schroffe Topographie - eine Masse warmer, feuchter Luft destabilisiert und zum Aufsteigen bringt. Die Luft dehnt sich aus und kühlt sich auf, wenn sie aufsteigt, und erhöht die Luftfeuchtigkeit, bis der Wasserdampf in Niederschlagswolken zu flüssigen Tröpfchen oder Eiskristallen kondensiert. Der Prozess der Umwandlung von Wasserdampf in flüssiges Wasser oder Eis setzt latente Wärme in die Atmosphäre frei. (Wenn das keinen Sinn ergibt, denken Sie daran, dass das umgekehrt drehende flüssige Wasser durch Kochen in Wasserdampf verwandelt wird).

Stürme speisen sich aus latenter Wärme, weshalb Wissenschaftler der Meinung sind, dass die globale Erwärmung Stürme verstärkt. Extra Hitze in der Atmosphäre oder im Ozean nährt Stürme; Je mehr Wärmeenergie einströmt, desto kräftiger kann sich ein Wettersystem entwickeln.
Diagramm, das Konvektion innerhalb eines Gewitters zeigt, wie es sich bildet.

Über das Bild - Gewitter leiten ihre Energie von der Wärme ab, die durch die Kondensation von Wasserdampf freigesetzt wird. Diese "latente Wärmeenergie" treibt Gewitterwolken hoch in die Atmosphäre. Gewitter zerstreuen sich, wenn der kalte Abwind, der durch den fallenden Regen erzeugt wird, die aufsteigende warme Luft erstickt. (Bild angepasst von NOAA National Weather Service Lebenszyklus eines Gewitters.)

Schon jetzt gibt es Hinweise darauf, dass sich die Stürme einiger Stürme ändern könnten. Eine Studie, die auf mehr als zwei Jahrzehnten Satellitenhöhenmesserdaten (Messung der Höhe der Meeresoberfläche) basiert, hat gezeigt, dass sich Hurrikane jetzt wesentlich schneller intensivieren als vor Jahren 25. Insbesondere fanden die Forscher heraus, dass Stürme Windgeschwindigkeiten der Kategorie 3 fast neun Stunden schneller erreichen als bei den 1980. Eine weitere satellitengestützte Studie ergab, dass die globalen Windgeschwindigkeiten in den letzten zwei Jahrzehnten um durchschnittlich 5 Prozent gestiegen sind.

Es gibt auch Hinweise, dass zusätzlicher Wasserdampf in der Atmosphäre Stürme nasser macht. In den vergangenen 25-Jahren haben Satelliten einen 4-Anstieg von Wasserdampf in der Luftsäule gemessen. In bodengestützten Aufzeichnungen wurde seit 76 in etwa 1948 Prozent der Wetterstationen in den USA eine Zunahme extremer Niederschläge verzeichnet. Eine Analyse ergab, dass extreme Regenfälle häufiger 30-Prozent passieren. Eine andere Studie fand heraus, dass die größten Stürme jetzt 10 Prozent mehr Niederschlag produzieren.
Grafik zeigt den globalen Anstieg der Luftfeuchtigkeit seit 1970.

Über das Bild - Erhöhungen der globalen Temperatur haben die Luftfeuchtigkeit erhöht. (Grafik von Robert Simmon, basierend auf Daten des NOAA National Climatic Data Center.)

William Lau, ein Wissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA, schloss in einem 2012-Papier, dass die Niederschlagsmengen von tropischen Zyklonen im Nordatlantik seit 24 mit einer Rate von 1988 pro Jahrzehnt gestiegen sind. Der Anstieg der Niederschläge gilt nicht nur für Regen. NOAA-Wissenschaftler haben die 120-Daten jahrelang untersucht und festgestellt, dass es zwischen 1961 und 2010 doppelt so viele extreme regionale Schneestürme gab wie von 1900 bis 1960.

Aber das Messen der maximalen Größe eines Sturms, schwerste Regenfälle oder Spitzenwinde erfasst nicht den vollen Umfang seiner Kraft. Kerry Emanuel, ein Hurrikan-Experte am Massachusetts Institute of Technology, entwickelte eine Methode, um die Gesamtenergie zu messen, die von tropischen Wirbelstürmen über ihre Lebenszeit hinweg verbraucht wird. In 2005 zeigte er, dass atlantische Hurrikane etwa 60 Prozent stärker sind als in den 1970s. Stürme dauerten länger und ihre Spitzenwindgeschwindigkeiten waren um 25 Prozent gestiegen. (Spätere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Intensivierung mit Unterschieden zwischen der Temperatur des Atlantiks und des Pazifischen Ozeans zusammenhängen kann.)

Zitat von veröffentlichten NASA's Earth Observatory