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16 <strong>focus</strong> Zum Niederschlag Trendanalysen zum Niederschlag sind schwierig, weil der Niederschlag keiner Gauß-Verteilung gehorcht. Die Trendaussagen hängen nämlich davon ab, welche Verteilung zugrunde gelegt wird (z.B. tr ö m e l , 2005). Außerdem ist unbekannt, ob die heutige Häufigkeitsverteilung erhalten bleibt, falls sich im künftigen Klima das Verhältnis von konvektiven zu stratiformen Niederschlägen verschiebt. Die Zunahme der Niederschläge im Herbst und Winter ist aber grundsätzlich plausibel, denn die erhöhte Verdunstung infolge der Meereserwärmung wirkt sich in diesen Jahreszeiten am stärksten aus. Auch wenn die Behandlung des Niederschlags in den Modellen noch verbesserungsbedürftig ist (sc h n u r, 2002), besonders bei den konvektiven Niederschlägen, dürfte sich der zur Zeit beobachtete Trend auch in der Zukunft fortsetzen. Trocken-, Dürre- sowie Hitzeperioden haben ihre Ursache in der Stationarität und Regenerationstendenz der relevanten Wetterlagen. Diese meist an blockierende Hochdrucklagen gebundenen Witterungsperioden sind aber das Ergebnis des Zusammenspiels von großskaligen Zirkulationsmustern, also Intensität der Hadleyzelle, von ENSO, Madden-Julian Zirkulation, Monsun, NAO, AO, QBO, Stratosphären-Troposphären-Kopplung, ozeanischen Schwingungen usw. Ein Teil der Wechselwirkungen ist sicher Mitursache der dekadischen internen Klimavariabilität der Atmosphäre. Ob die Modelle diese Zirkulationsmuster hinreichend gut beschreiben, muss derzeit offen bleiben. Außerdem wäre zu klären, ob ein Index wie die NAO zur Beschreibung des nordatlantischen Zirkulationsmusters optimal geeignet ist oder ob nicht die Lage blockierender Hochs und die Lage von Trögen, die sehr wahrscheinlich mit der Verlagerungsrichtung und Geschwindigkeit der Rossbywellen in Zusammenhang stehen, besser geeignet sind. Bei den Gewittern zeigt sich eine ausgeprägte Korrelation der Blitzzahl mit der Temperatur in den Sommermonaten, wobei erstere exponentiell mit der Temperatur zunimmt (di n n e s, 1999). Darüber hinaus ist die Tropopausenhöhe angestiegen, als Folge der troposphärischen Erwärmung bei gleichzeitiger stratosphärischer Abkühlung. Damit können sich Gewitter in größere Höhen entwickeln, eine Voraussetzung für eine Zunahme der Heftigkeit. Zu den Tornados gibt es noch keine systematischen Untersuchungen in Mitteleuropa. Die beobachteten Häufigkeiten lassen keine Trendaussage zu. Diese sehr kleinräumigen und relativ kurzlebigen Phänomene sollten wegen ihrer hohen Schadenträchtigkeit detaillierter im Zusammenhang mit der Klimaänderung untersucht werden. Die Ozonschicht scheint nach Rückgang des Chlorgehalts der Stratosphäre in der Nähe des Wendepunktes zu einer allmählich beginnenden Erholung zu stehen. Die Erholung ist erwartungsgemäß langsam, da wegen der stratosphärischen Temperaturabnahme auch viele der zugehörigen chemischen Reaktionen beeinflusst Mitteilungen 04/2007 werden. Außerdem steigen die bromhaltigen Substanzen an, die ein höheres Ozonzerstörungspotential besitzen. Große Unsicherheiten bestehen in der Entwicklung der Häufigkeit und Intensität der außertropischen Stürme. Zwei gegenläufige Tendenzen bestehen: einerseits nimmt wegen der starken Erwärmung der Arktis der meridionale Temperaturgradient ab. Andererseits steigt der Wasserdampfgehalt der sich erwärmenden Atmosphäre, weshalb in Tiefdruckgebieten mehr latente Wärme freigesetzt wird. Be n g t s o n et al. (2006) kommen zu dem Schluss, dass die Gesamtzahl der Stürme möglicherweise sogar abnimmt, die entstehenden Stürme aber heftiger werden. Derartige Ergebnisse bedürfen noch weiterer Bestätigung. Nach der Tabelle im Klimastatement folgt ein Hinweis auf Mikroorganismen und Insekten. Die Entwicklung von Mikroorganismen (Bodenbakterien) hängt u.a. von der Temperatur ab. In natürlicher Umgebung leben sehr viele Stämme nebeneinander. Oft haben sie nur einen begrenzten Temperaturbereich, in dem sie sich optimal entwickeln. Das gilt auch für Pflanzen schädigende Mikroorganismen ebenso wie für die im Jahr 2007 grassierende Blauzungenkrankheit der Wiederkäuer und die an der Übertragung beteiligten Gnitzen (Mücken). Bei Malaria sind sich die Experten noch nicht einig, ob die Überträger sich künftig vermehren werden. Dieser Hinweis soll darauf aufmerksam machen, dass die Auswirkungen des Klimawandels nicht nur in der Veränderung meteorologischer Parameter bestehen. Von Mollusken, Schmetterlingen und andern Insekten, Vögeln usw. ist schon jetzt bekannt, dass die Populationen oder das Zugverhalten sich als Reaktion auf den Klimawandel geändert haben. Zum Abschnitt Empfehlungen Die bestehenden Beobachtungsnetze zu den Spurenstoffen müssen erhalten oder gar ausgebaut werden. Die Klimagase werden hier bereits erfasst, zukünftig müssen aber nicht nur die CO 2 -Quellen bzw. der atmosphärische Anstieg insgesamt, sondern auch die regionale Verteilung der Quellstärken überwacht werden, da man von den Nationen dazu nicht unbedingt korrekte Angaben erwarten kann. J. Bu r r o w s hat auf der Meteorologentagung in Hamburg (2007) Ansätze zur CO 2 -Überwachung vom Satelliten aus vorgestellt, die aber noch Unsicherheiten aufweisen (s. www.iup.uni- bremen.de/sciamachy/NIR_NADIR_WFM_DOAS/) und deren Genauigkeit weiter verbessert werden muss (z.B. wie sie für CH 4 schon erreicht ist). Die Notwendigkeit einer Überwachung der Quellstärken wird aber mit fortschreitendem Klimawandel aus nahe liegenden Gründen dringlicher. Die Forderung nach einem Forschungsprogramm und einem Netzwerk zur Untersuchung künftiger Wetterextreme hat zum Ziel, dieses Thema durch Fachleute zu besetzen und damit auf eine wissenschaftliche Basis zu stellen. Nachdem die Klimamodelle mit hinreichend hoher Wahrscheinlichkeit den menschlichen Einfluss
auf das Klima bestätigt haben, wird in nächster Zukunft nicht mehr die Frage nach der Veränderung der Klimamittelwerte sondern nach der Streuung der kurzfristigen Wetterdaten um die neuen Mittelwerte dringlich. Hier werden sehr viele Neuentwicklungen und Prüfungen vorzunehmen sein, da die Klimamodelle erst eine sehr grobe Auflösung besitzen und die jetzigen Anschlussmodelle nur solche Phänomene genauer behandeln können, soweit sie von den Klimamodellen überhaupt dargestellt werden. Gebirgseinflüsse, Schwerewellen, Kopplungsmechanismen, Eigenschwingungsvorgänge der Atmosphäre, kleinräumige Unwetter usw. bedürfen einer näheren Behandlung. Die Abschätzung künftiger Risiken muss vor allem auch detailliertere Analysen vergangener Unwettersituationen vornehmen und die Wahrscheinlichkeiten für die Kombination verschiedener Teilrisiken realistisch beschreiben können. Eine verlässliche Einschätzung der Wahrscheinlichkeiten für die künftige Häufigkeit und Intensität von Extremwettersituationen lässt sich aus einer Extrapolation entsprechender Trends aus der Vergangenheit nicht ableiten, sondern erfordert die Weiterentwicklung entsprechender Modelle. Diese Modelle müssen in der Lage sein, z.B. bei höheren Meerestemperaturen oder größeren Temperaturgegensätzen zwischen Ozean und Kontinenten die Entwicklung von Wetterlagen der Vergangenheit neu zu berechnen. Die Abschätzung dieser künftigen Risiken dürfte eine der Hauptaufgaben der Meteorologie für die Beratung der Öffentlichkeit werden. Das soll nicht bedeuten, dass die Grundlagenforschung zurückzustellen wäre. Viele Wettersituationen sind jedoch immer dann ohne öffentliches Interesse, wenn keine Belastungen oder keine Schadenspotenziale damit verknüpft sind. Investitionen in den Klimaschutz werden jedoch wahrscheinlicher, wenn die Risiken genauer bekannt sind. Wichtig sind vor allem auch experimentelle Untersuchungen zu Wetterphänomenen, zu deren modellmäßiger Behandlung die Beobachtungsgrundlagen fehlen. Ein in dieser Hinsicht erfolgreiches und viel versprechendes Experiment war das 2007 durchgeführte COPS, in dem umfangreiche Datensätze gemessen wurden, die auch zur Modellvalidierung dienen. Lücken im Beobachtungsnetz: Hier ist das WMO- Programm THORPEX ein erster Ansatz. Bekannt ist beim Sturm Lothar, dass für die sichere Vorhersage der für die Entwicklung des Tiefs verantwortlichen Rossby-Wellen-Daten aus dem Ost-Pazifik aus der mittleren Troposphäre fehlten, die dort auch von Satelliten nicht einsehbar waren. Mikrowellenverfahren, die Wolken durchdringen, versagen in Gebieten, wo es regnet. Wenn man Wettermodelle „rückwärts“ rechnet, erhält man Hinweise auf meteorologisch sensible Gebiete, aus denen mehr Daten benötigt werden. Es könnte sich also als sinnvoll herausstellen und notwendig erweisen, bei unwetterträchtigen Lagen gezielte Wetterflüge dorthin durchzuführen. Bei Ensemblevorhersagen gibt es immer wieder Situationen mit Divergenz des Ensembles. Dann ist die <strong>focus</strong> Atmosphäre in einer Kippsituation (Bifurkation). Sind dabei Extremwetterlagen zu erwarten, könnten zusätzliche Daten aus bestimmten Regionen helfen, die Vorhersagbarkeit zu erhöhen. Wann solche Situationen vorliegen und wie man dabei vorzugehen hat, muss die Forschung zeigen. Wir wissen also noch keineswegs, ob nicht das künftige Klima chaotischer wird, also häufiger Wetterlagen nahe bei Bifurkationspunkten auftreten. Dies könnte zu einer generellen Verschlechterung der Vorhersagbarkeit führen. Das Wechselspiel der großskaligen Zirkulationssysteme (Hadley-Zelle, El Nino, NAO, AO, Monsun, strat. Polarwirbel, QBO usw.) ist ein Vorgang, der die Großwetterlage beeinflusst. Diese Systeme entwickeln sich von Jahr zu Jahr unterschiedlich, das eine etwa besonders stark, ein anders schwach. Ein besseres Verständnis derartiger Wechselwirkungen sollte Ergebnis zeitigen, aus denen sich Hinweise für eine längerfristige Witterungsvorhersage ergeben könnten. Telekonnektionen zwischen den großskaligen Zirkulationssystemen sind früher bereits untersucht worden, um die Atmosphäre besser zu verstehen. Ein Erfolg für Witterungsvorhersagen ist bereits bei El Nino gelungen, vielleicht deshalb, weil das ostwärts gegen Südamerika strömende Warmwasser eine hohe Trägheit besitzt und der Vorgang sich fortsetzt. Für eine Witterungsvorhersage in Europa wären schon Erkenntnisse zu den heute bereits beobachtbaren Regenerationstendenzen der Großwetterlage über einen längeren Zeitraum hilfreich. Überwachung von Risikoparametern Im Nordalpenraum stammt das Niederschlagswasser im Herbst und Winter überwiegend vom nördlichen Mittelmeer (so d e m a n n und Zu B l e r, 2007). Die Kombination eines übermäßig warmen Mittelmeers mit einer Vb-Lage birgt hohe Hochwasserrisiken. Für andere Meere zeigt der Anstieg der SST ebenfalls Auswirkungen in Richtung höherer Niederschläge. Da das Meer mit seiner hohen Wärmekapazität nur träge reagiert, bleiben etwaige Risiken langfristig bestehen. Die Kontinente erwärmen sich im Zuge des Klimawandels rascher als die Meere. Großräumige Temperaturdifferenzen sind jedoch auch Wetterantriebe und sollten daher überwacht werden. Möglicherweise ergeben sich auch neue Erkenntnisse aus dem Studium solcher Risikoparameter zum regionalen Klima. Europäisches Unwetterwarnsystem Das zur Zeit vorhandene europäische System ist viel zu grob. Der Austausch von Warnungen, vor allem kleinräumiger Natur, dürfte Schäden verringern. In der Hydrologie führten grenzüberschreitende Kooperationen ebenfalls zur Risikominimierung oder zur Schadensbegrenzung in Überschwemmungssituationen. Ein europäisches koordiniertes Unwetterwarnsystem könnte viele Risiken mindern, wenn detailliertere Informationen über Unwetter oder Unwetterfolgen verfügbar wären. Das derzeitige System bietet noch viel zu wenige Details. Mitteilungen 04/2007 17
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