Ein Klimaexperte erklärt, warum atmosphärische Flüsse in Kalifornien historische Niederschläge verursachen

Soldaten der kalifornischen Nationalgarde unterstützen lokale Ersthelfer bei Rettungseinsätzen aufgrund von Überschwemmungen in Monterey County, Kalifornien, 11. März 2023. Bildnachweis: 1-184 Infanterieregiment, kalifornische Nationalgarde

Im Dezember 1861 begannen heftige Regenfälle in Zentralkalifornien zu wüten, die den Staat für die nächsten 43 Tage verwüsteten. Der Regen, von dem Wissenschaftler heute glauben, dass er durch atmosphärische Flüsse verursacht wurde, tötete Tausende von Menschen und zerstörte die Wirtschaft des Staates, wodurch sich das Central Valley in ein Meer verwandelte, das fast die Größe des Ontariosees hatte.

Wieder einmal überschwemmen atmosphärische Flüsse den Bundesstaat Kalifornien. Während atmosphärische Flüsse in der Region endemisch sind und eine entscheidende Rolle bei der Wiederauffüllung der Wasservorräte spielen, nimmt ihre Häufigkeit und Wildheit zu, sagt Mingfang Ting, Klimaprofessor an der Columbia Climate School und Klimawissenschaftler am Lamont-Doherty Earth Observatory.

Tings aktuelle Forschung konzentriert sich auf das Verständnis der Monsunvariabilität, der Auswirkungen von Hitzewellen und der Auswirkungen extremer Hitze auf die Landwirtschaft und die menschliche Gesundheit. Sie ist Expertin für Ozean-Atmosphäre-Wechselwirkungen und langfristige Klimaphänomene. „Wir sehen in den letzten Jahren definitiv einen allgemeinen Anstieg der Häufigkeit und Intensität atmosphärischer Flüsse“, sagt sie.

Im Folgenden erklärt Ting, was atmosphärische Flüsse verursacht, wie sie mit dem Klimawandel zusammenhängen und was Gemeinden dagegen tun können.

Was sind atmosphärische Flüsse und wie tragen sie zu Wettermustern und Klimaereignissen weltweit bei?

Atmosphärische Flüsse sind schmale Bänder konzentrierten Wasserdampfs in der Atmosphäre, die sich typischerweise von den Tropen bis in mittlere und hohe Breiten erstrecken. Diese intensiven atmosphärischen Feuchtigkeitsbänder sind für das bloße Auge unsichtbar, aber Satelliteninstrumente können uns helfen, diese „Flüsse am Himmel“ zu sehen, indem sie Infrarotsensoren verwenden, wie Wissenschaftler sie visualisieren.

Atmosphärische Flüsse sind für den Transport großer Mengen Wasserdampf rund um den Globus verantwortlich, insbesondere von den Tropen zu den Polen. Atmosphärische Flüsse sind oft mit starkem Tiefwind vor der Kaltfront eines außertropischen Wirbelsturms verbunden, insbesondere im Winter. Wenn sie in einer Region landen, führen atmosphärische Flüsse häufig zu starken Niederschlägen, die für den Wasserbedarf einer Region von entscheidender Bedeutung sein können, aber auch ein ernstes Risiko für Überschwemmungen und Schlammlawinen darstellen können.

In Kalifornien beispielsweise können im Herbst und Winter bis zu 50 % des gesamten Jahresniederschlags und Wasserabflusses von einigen wenigen Flüssen mit intensiver Atmosphäre stammen. Obwohl sie wichtige Wasserressourcen bereitstellen und regionale Dürren lindern, bergen starke atmosphärische Flüsse oft ernsthafte Risiken wie Überschwemmungen, Erdrutsche und Deichbrüche in Kalifornien, wie wir diesen Winter gesehen haben.

Es scheint, dass in Kalifornien eine Zunahme der atmosphärischen Flüsse zu verzeichnen ist. Können Sie erklären, warum und wie diese Ereignisse auftreten und welche potenziellen Auswirkungen sie auf das Klima und die Ökosysteme der Region haben könnten?

Kalifornien ist ideal für atmosphärische Flüsse gelegen, da außertropische Wirbelstürme, die sich über dem Nordpazifik bilden, warme tropische Luft anzapfen und bei richtiger Positionierung große Mengen Wasserdampf aus den Tropen an die kalifornische Küste transportieren können. Der Begriff Pineapple Express wird oft verwendet, um sich auf einen Fluss mit starker Atmosphäre zu beziehen, der Feuchtigkeit aus den Tropen in der Nähe von Hawaii an die Westküste der USA transportieren kann. Während atmosphärische Flüsse im Winter häufig in Kalifornien landen, hat 2024 zusätzlich den Effekt, dass es sich um ein El-Niño-Jahr handelt, das tendenziell die atmosphärischen Zirkulationsmuster über dem Pazifischen Ozean verändert und zu Veränderungen in der Position und Intensität des Jetstreams führt.

Diese Veränderungen können die Bildung und den Fortbestand atmosphärischer Flüsse in der subtropischen Pazifikregion fördern. Die mit El Niño verbundenen wärmeren Meeresoberflächentemperaturen versorgen die Atmosphäre zusätzlich mit Feuchtigkeit und tragen so zur Entstehung intensiverer atmosphärischer Flüsse und extremer Niederschläge bei.

Ein Klimaexperte erklärt, warum atmosphärische Flüsse in Kalifornien historische Niederschläge verursachen

Die Wissenschaft hinter atmosphärischen Flüssen. Bildnachweis: NOAA

Atmosphärische Flüsse haben in den Nachrichten in letzter Zeit große Aufmerksamkeit erregt. Welche Faktoren oder Ereignisse haben dazu geführt, dass diese Phänomene stärker in den Fokus gerückt werden, und in welcher Beziehung stehen sie zu breiteren Diskussionen über Klimawandel und extreme Wetterereignisse?

Der Klimawandel aufgrund der Zunahme anthropogener Treibhausgase trug zu einer erheblichen Erwärmung der Atmosphäre bei, die gemäß der bekannten Clausius-Clapeyron-Beziehung anschließend mehr Feuchtigkeit speichern kann. Selbst wenn die außertropischen Wirbelstürme ihre Intensität oder ihr Muster aufgrund des Klimawandels nicht wesentlich ändern, wird die erhöhte Feuchtigkeit in der Atmosphäre zu intensiveren atmosphärischen Flüssen und extremeren Niederschlägen führen. Wir sehen in den letzten Jahren definitiv eine allgemeine Zunahme der Häufigkeit und Intensität atmosphärischer Flüsse sowie eine Zunahme extremer Niederschlagsereignisse.

Glauben Sie angesichts Ihrer Fachkenntnisse in der Klimawissenschaft, dass der Anstieg atmosphärischer Flüsse Anlass zur Sorge im Hinblick auf langfristige Klimatrends gibt? Welche Schritte können Einzelpersonen und Gemeinschaften unternehmen, um potenzielle Risiken im Zusammenhang mit diesen Wetterbedingungen zu mindern?

Während Niederschläge in einer Region, insbesondere im Westen der USA, äußerst vorteilhaft für die Landwirtschaft und den allgemeinen Bedarf an Wasserressourcen sind, führen extreme Niederschlagsereignisse oft zu Überschwemmungen, schweren Schlammlawinen und großen Abflussmengen, was ein ernstes Risiko für die Sicherheit der Menschen darstellt Leben und Eigentum. Es gibt also definitiv Anlass zur Sorge, da sich das Klima aufgrund menschlicher Aktivitäten weiter erwärmt.

Um sich besser auf diese extremen Wetterereignisse vorzubereiten, ist es wichtig, in robuste Frühwarnsysteme zu investieren und diese aufrechtzuerhalten, um rechtzeitig Informationen über potenzielle wetterbedingte Gefahren bereitzustellen und es den Gemeinden zu ermöglichen, sich vorzubereiten und bei Bedarf zu evakuieren. Ein weiterer Schritt, den Gemeinden und Kommunalverwaltungen unternehmen können, besteht darin, die Widerstandsfähigkeit der Infrastruktur zu verbessern, indem sie in Hochwasserschutzmaßnahmen wie Deiche, Dämme und Regenwassermanagementsysteme investieren und kritische Infrastrukturen modernisieren, um extremen Wetterereignissen standzuhalten.

Gemeindebildungs- und Öffentlichkeitsarbeitsprogramme können auch dazu beitragen, das Bewusstsein für die Risiken zu schärfen, die mit atmosphärischen Flüssen und anderen extremen Wetterereignissen verbunden sind. Letztendlich besteht die Lösung darin, die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre durch eine Reduzierung der Verbrennung fossiler Brennstoffe zu reduzieren und früher als später das Netto-Null-Emissionsziel zu erreichen.

Bereitgestellt von State of the Planet

Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung des Earth Institute der Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu erneut veröffentlicht.

Zitat: Fragen und Antworten: Klimaexperte erklärt, warum atmosphärische Flüsse historische Niederschläge in Kalifornien verursachen (6. Februar 2024), abgerufen am 6. Februar 2024 von https://phys.org/news/2024-02-qa-climate-expert-atmospheric-rivers. html

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By rb8jg

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