Extremwetter und Klima: Bessere Vorhersagen für regionale Starkniederschläge

Ein wärmeres Klima führt zu häufigeren und heftigeren Starkniederschlägen, weil warme Luft mehr Wasser aufnehmen kann. Allerdings spielen neben der atmosphärischen Luftfeuchtigkeit auch noch andere Faktoren eine Rolle, die mit bestimmen, wo es wie oft und wie stark zu extremen Niederschlägen kommt. Deshalb liess sich bisher schwer vorhersagen, wie sich Extremniederschläge in einer bestimmten Region künftig entwickeln werden.

Zwei Klimaforscher der ETH Zürich haben mit einem Kollegen vom Massachussetts Institute of Technology MIT versucht, regionale Veränderungen von Starkniederschlägen besser zu verstehen. In ihrer Studie, die nun im Fachblatt "Nature Climate Change" erscheint, legen sie die Basis für bessere regionale Klimavorhersagen, wie die ETH am Montag mitteilte.

Unsicherheit bei den Aufwinden

Stephan Pfahl und Erich Fischer von der ETH haben für ihre Studie gemeinsam mit Paul O'Gorman vom MIT die bisher existierenden Vorhersagen in ihre Einzelteile zerlegt: in einen Teil, der auf dem zunehmenden Feuchtegehalt der Atmosphäre beruht, und einen, der auf schwächeren oder stärkeren Aufwinden basiert. Dadurch kamen die Schwachstellen der bisherigen Modelle zutage.

In Sachen atmosphärische Feuchte stimmten die Simulationen recht gut überein. Ginge man nur davon aus, müssten rund um den Globus extreme Niederschläge einheitlich häufiger werden. Ganz so einfach ist es jedoch nicht, und hier kommen die Aufwindgeschwindigkeiten ins Spiel: Bei diesen gab es zwischen den Vorhersagen für gewisse Regionen deutliche Unterschiede, was einen Teil der Unsicherheit der Modelle ausmacht.

Heftigere Niederschläge in Mitteleuropa

Es sei wichtig, die Gründe für schwächere und stärkere Aufwinde besser zu verstehen, sagte Pfahl gemäss der Mitteilung. "Wir wissen jetzt, wo wir ansetzen müssen, um die Unsicherheiten regionaler Projektionen weiter zu verringern." Unter Berücksichtigung dieser Unsicherheiten konnten die Forscher die Auflösung bisheriger Vorhersagen verfeinern.

Für Mitteleuropa ändert sich auch mit den neuen Berechnungen wenig an bisherigen Vorhersagen, dass es zu extremeren Starkniederschlägen kommt. Denn der höhere Wassergehalt der Atmosphäre ist hier der entscheidende Faktor; die Geschwindigkeiten der Aufwinde werden sich laut den neuen Modellierungen auch bei einem Szenario kaum verändern, das von einer globalen Erwärmung um 4 Grad Celsius gegenüber der vorindustriellen Zeit bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ausgeht.

Der Mittelmeerraum wird hingegen eher weniger und schwächere Starkniederschläge erleben, da sich die dortigen Aufwinde eher abschwächen werden.

Mehr Regen in Monsungebieten

Im äquatorialen Pazifik oder in den Monsungebieten Asiens werden laut der Studie kräftig zunehmende Aufwindgeschwindigkeiten für noch heftigere Starkniederschläge sorgen. Über weiten Teilen des subtropischen Weltmeere würden Starkniederschläge jedoch weniger, schrieb die ETH.

"Dort haben wir schon heute nur schwache Aufwinde, die wenig Wasser in die Höhe führen", erklärte Pfahl. "Daher kann es dort nicht besonders stark regnen." Mit der Klimaerwärmung werden die dortigen Aufwindgeschwindigkeiten gemäss den Modellen weiter abnehmen. Extremniederschläge werden dadurch seltener und schwächer.

Beide Faktoren zusammengenommen, die Entwicklung der atmosphärische Feuchte und der Aufwindgeschwindigkeiten, ergibt sich also ein klareres Bild, wo Starkniederschlägen in Zukunft häufiger und heftiger werden, und wo sie eher abnehmen. Dank regional besser aufgelöster Vorhersagen können sich die betroffenen Regionen entsprechend vorbereiten und entscheiden, ob sich die Investition in stärkeren Hochwasserschutz lohnt.

Literaturhinweis: Pfahl S, O´Gorman PA, Fischer EM: Understanding the regional pattern of projected future changes in extreme precipitation. Nature Climate Change Advance Online Publication (AOP) doi: 10.1038/nclimate3287