Bringt uns eine warme Arktis bald sehr kalte und schneereicher Winter?

Die Winter in Nordamerika sind in den vergangenen Jahren zeitweise recht streng ausgefallen. Auch in Eurasien gab es Regionen, die immer wieder kalte Winter erlebt haben. Wie passt das mit der globalen Klimaerwärmung zusammen? Ist die Entwicklung in der Arktis "Schuld" daran?

globale Erwärmung, Schnee, arktis
Trotz der globalen Erwärmung sind die Winter in einigen Teilen der Erde in den vergangenen Jahren kälter geworden.

In den letzten Jahrzehnten haben die inneren Regionen Eurasiens und Nordamerikas trotz des Anstiegs der globalen Oberflächentemperaturen mehrere nie dagewesene kalte Winter erlebt. Eine mögliche Erklärung für diese zunehmenden extrem kalten Winter ist das sogenannte Warm Arctic Cold Continent (WACC)-Muster, das die Auswirkungen der verstärkten Erwärmung der Arktis auf die Zirkulationsänderungen über den umliegenden Kontinenten widerspiegelt. In dieser Studie wurden Reanalysedaten und Modellexperimente mit unterschiedlichen anthropogenen Einflüssen analysiert.

In den letzten Jahrzehnten hat sich die arktische Region etwa doppelt so schnell erwärmt wie der Rest des Globus. Dieses als arktische Verstärkung (Arctic Amplification, AA) bekannte Phänomen steht im Zusammenhang mit dem Rückgang des Meereises und dem Anstieg der Oberflächenluft- und Ozeantemperaturen in der Arktis während des gesamten Jahres. Gleichzeitig sind extrem kalte Winter in den mittleren Breiten häufiger geworden, wodurch das Phänomen des warmen arktischen kalten Kontinents (WACC) entstanden ist. Das Thema WACC hat in der Forschung viel Aufmerksamkeit erregt, da es eine plausible Erklärung für die Verschärfung der winterlichen Kälteextreme bietet.

Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Beziehung zwischen der Arktis und den mittleren Breitengraden

Angesichts der historischen Beziehung zwischen den Temperaturschwankungen in der Arktis und den mittleren Breiten auf täglicher Basis wurde untersucht, ob diese Beziehung bei einer globalen Erwärmung in der Zukunft fortbestehen würde. In dieser Studie wird untersucht, ob sich der Zusammenhang zwischen den täglichen Temperaturschwankungen in der Arktis und den mittleren Breitengraden im Rahmen des vom Pariser Abkommen 2015 angestrebten wärmeren Klimas ändern würde.

Wir haben die Experimente genutzt, um die Veränderung dieser Verbindung zwischen der Arktis und den mittleren Breiten zu untersuchen. Zunächst zeigt sich, dass eine einigermaßen stetige negative Regression zwischen den Temperaturen in der Arktis und den mittleren Breiten den jüngsten Trend der Erwärmung in der Arktis und der Abkühlung in den mittleren Breiten unterstützt.

Globale Erwärmung hat Auswirkungen auf die Troposphäre

Durch die globale Erwärmung nimmt die troposphärische geopotentielle Höhe insgesamt zu. Die positiven und negativen Zirkulationen, die als Dipolmuster bezeichnet werden und mit den kalten Kontinentalmustern zusammenhängen, bleiben auch in den Szenarien mit einer Erwärmung um 1,5 und 2 Grad Celsius bestehen.

Dauer und Häufigkeit der extremen Kälte ändern sich in den Szenarien für die globale Erwärmung nicht wesentlich, obwohl sich die Intensität der Kälteereignisse abschwächt. Die anhaltende Existenz von Zirkulationsmustern im Zusammenhang mit der WACC unter Erwärmungsszenarien lässt daher vermuten, dass die Telekonnektion zwischen der Arktis und den mittleren Breiten bei einer globalen Erwärmung mit großer Wahrscheinlichkeit auch in Zukunft bestehen bleiben wird.

Darüber hinaus macht die zunehmende Fluktuation bei der Reaktion der ostasiatischen Temperatur auf die arktische Temperatur unter der globalen Erwärmung den Mechanismus der Telekonnektion zwischen der Arktis und den mittleren Breiten komplizierter und ihre Vorhersage schwieriger.