Extremwetter: Bessere Vorbereitung durch frühe Prognose!

Dadurch können möglicherweise Tausende von Menschenleben gerettet und wirtschaftliche Verluste in Milliardenhöhe vermieden werden. Die Vorhersagezeiten für Ereignisse wie El Niño, Monsun, Dürren oder extreme Niederschläge könnten erheblich verlängert werden, je nach Art des Ereignisses auf einen Monat oder in einigen Fällen sogar ein Jahr im Voraus. Der neue Rahmen kann somit zum Schlüssel für eine bessere Anpassung an die globale Erwärmungskrise werden.

"Der neue Vorhersageansatz hat sich in den letzten Jahren in mehreren Fällen als sehr effizient erwiesen, um verschiedene Klimaphänomene viel früher als bisher vorherzusagen. El Niño zum Beispiel konnte bis zu einem ganzen Jahr früher vorhergesagt werden, verglichen mit etwa sechs Monaten mit den Standardvorhersagemethoden", erklärt Josef Ludescher vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Hauptautor des "Perspective"-Artikels, der in den Proceedings of the US National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wird. "Der Beginn des indischen Sommermonsuns in Zentralindien, der für die Wirtschaft in dieser Region lebenswichtig ist, konnte dank des neuen Ansatzes mehr als einen Monat im Voraus vorhergesagt werden, viel früher als die derzeit verwendeten Prognosen."

Geringe Vorwarnzeit ist ein großes Problem

Extremereignisse wie Überschwemmungen, Hitzewellen oder Dürren treten oft ohne oder mit nur geringer Vorwarnzeit auf, was eine wirksame kurzfristige Anpassung schwierig, wenn nicht gar unmöglich macht. Der neue Vorhersagerahmen verbessert dies grundlegend, wie Jürgen Kurths vom PIK, ein Pionier der Anwendung von Netzwerken auf die Vorhersage von Klimaphänomenen und Mitautor der Studie, betont: "Derzeit gibt es zum Beispiel keine verlässliche Vorhersage von Starkregenereignissen in den östlichen Zentralanden, die zu Überschwemmungen und Erdrutschen mit verheerenden Auswirkungen für die Bewohner in diesem Teil Südamerikas führen.

Unser netzwerkbasierter Ansatz kann solche Ereignisse bis zu zwei Tage im Voraus vorhersagen - das ist eine entscheidende Zeit für die Menschen, um sich vorzubereiten, Leben zu retten und Schäden zu begrenzen."

Ein mathematischer Ansatz, der hilft, Leben zu retten

Herkömmliche Wetter- und Klimavorhersagen beruhen in erster Linie auf numerischen Modellen, die atmosphärische und ozeanische Prozesse nachahmen. Diese Modelle sind zwar im Allgemeinen sehr nützlich, können aber nicht alle zugrundeliegenden Prozesse perfekt simulieren - und Phänomene wie das Einsetzen des Monsuns, Überschwemmungen oder Dürren werden möglicherweise zu spät vorhergesagt. An dieser Stelle kommt die netzgestützte Vorhersage ins Spiel. Ludescher erklärt: "Im Gegensatz zur Betrachtung einer Vielzahl lokaler Wechselwirkungen, die physikalische Prozesse wie Wärme- oder Feuchtigkeitsaustausch darstellen, betrachten wir direkt die Konnektivität zwischen verschiedenen geografischen Orten, die sich über Kontinente oder Ozeane erstrecken können.

Diese Konnektivität wird durch die Messung der Ähnlichkeit in der Entwicklung physikalischer Größen wie der Lufttemperaturen an diesen Orten ermittelt. Im Falle von El Niño beispielsweise baut sich eine starke Konnektivität im tropischen Pazifik tendenziell im Kalenderjahr vor dem Ausbruch des Ereignisses auf". Kurths fügt hinzu: "Das ist ein grundlegend anderer Ansatz als die traditionelle numerische Modellierung, die für Wetter- und Klimavorhersagen verwendet wird. Es wird nicht das gesamte Erdsystem simuliert, sondern es werden großräumige Konnektivitätsmuster in Beobachtungsdaten analysiert."

"Diese Muster, also die Konnektivität zwischen den Orten und ihre zeitliche Entwicklung, können entscheidende neue Informationen für die Vorhersage liefern - und, so hoffen wir, die betreffenden Regionen sicherer machen", sagt Mitautorin Maria Martin, ebenfalls am PIK. Hans-Joachim Schellnhuber, ehemaliger Direktor des Instituts, fasst zusammen: "Mit dieser Perspektive haben wir mehrere Erfolgsgeschichten zusammengetragen, die die wissenschaftliche Kraft des Netzwerkansatzes für die Vorhersage demonstrieren - und in der Folge möglicherweise Tausende von Menschenleben retten und wirtschaftliche Kosten in Milliardenhöhe vermeiden können."