On the present and future changes in heatwave characteristics over the UK using RegCM4

Die Sommersonne war schon immer eine Quelle des Lebens und der Freizeit, doch in den letzten Jahrzehnten ist sie auch zu einer Quelle zunehmender Gefahr geworden. Da der Planet aufgrund menschlicher Aktivitäten wärmer wird, wird die Hitze nicht nur heißer; sie bleibt auch länger, tritt häufiger auf und breitet sich in Gebieten aus, die einst kühl waren. Dieser Wandel verwandelt kurze Perioden hoher Temperaturen in gefährliche Ereignisse, die als Hitzewellen bekannt sind. Dies sind nicht bloß heiße Tage; es sind ausgedehnte Phasen, in denen die Luft unnatürlich warm bleibt, oft gefangen durch Hochdrucksysteme, die die üblichen kühlenden Winde und Wolken blockieren. Wenn diese Hitze mit hoher Luftfeuchtigkeit kombiniert wird, hat der menschliche Körper Schwierigkeiten, sich selbst zu kühlen, was zu schweren Gesundheitsrisiken führt. Zu verstehen, wie sich diese Ereignisse in den kommenden Jahrzehnten verändern werden, ist entscheidlich für den Schutz von Gemeinschaften, Infrastruktur und der öffentlichen Gesundheit.

Ein Forschungsteam der University of St Andrews, der University of Hertfordshire und des National Institute of Technology Rourkela hat die Zukunft dieser Hitzewellen über dem Vereinigten Königreich genau unter die Lupe genommen. Sie wollten nicht nur wissen, ob das Land heißer wird, sondern exakt wie sich die Natur dieser extremen Hitzeereignisse verändern wird. Zu diesem Zweck nutzten sie leistungsstarke Computersimulationen. Zuerst ließen sie ein globales Klimamodell laufen, das den gesamten Planeten betrachtet, um zu sehen, wie gut es die Hitzewellen der Vergangenheit reproduzieren konnte. Sie stellten fest, dass dieses globale Modell zwar die allgemeinen Muster erfasste, aber einige der feineren Details übersah, insbesondere in Gebieten mit komplexem, hügeligem Gelände wie den schottischen Highlands und dem Binnenland von Wales, wo es dazu neigte, zu hohe Temperaturen vorherzusagen. Um dies zu beheben, nutzte das Team eine Technik namens dynamische Verfeinerung (Dynamical Downscaling). Stellen Sie sich vor, man nimmt eine grobe, niedrig aufgelöste Karte und zoomt hinein, um die einzelnen Straßen und Hügel zu sehen; genau das tat ihr zweites Modell, RegCM4. Es nahm die breiten globalen Daten und verfeinerte sie, um ein viel schärferes, detaillierteres Bild des britischen Klimas zu erstellen, korrigierte die Fehler des größeren Modells und bot eine klarere Sicht auf das, was bevorsteht.

Die Forscher projizierten diese Bedingungen dann in zwei zukünftige Zeiträume: die nahe Zukunft, die von 2030 bis 2060 reicht, und die ferne Zukunft, von 2070 bis 2100. Sie verglichen zwei verschiedene Pfade, die die Menschheit einschlagen könnte. Ein Pfad, genannt SSP2, repräsentiert eine Welt, in der die Gesellschaft moderate Anstrengungen unternimmt, um Emissionen zu reduzigen und sich an Veränderungen anzupassen. Der andere, SSP5, repräsentiert eine Welt, in der die Gesellschaft weiterhin stark auf fossile Brennstoffe setzt und wenig Anstrengungen unternimmt, die Emissionen einzudämmen. Die Simulationen zeigten, dass die beiden Pfade in der nahen Zukunft zwar ähnlich aussehen, sie sich jedoch bis zum Ende des Jahrhunderts drastisch voneinander unterscheiden. Unter dem moderaten Pfad wird das Land mehr Hitze erleben, aber unter dem Pfad mit hohen Emissionen ist der Anstieg dramatisch. Bis zu den letzten Jahrzehnten dieses Jahrhunderts wird die häufigste Sommertemperatur im Vereinigten Königreich von einem historischen Durchschnitt von 14 Grad Celsius auf 17,5 Grad unter dem moderaten Szenario und auf brütende 19 Grad unter dem Szenario mit hohen Emissionen ansteigen.

Die Auswirkungen dieser Erwärmung werden nicht überall im Land gleichermaßen gespürt. Die Simulationen zeigen, dass der südliche Teil des Vereinigten Königreichs, insbesondere das Gebiet um London und die Home Counties, die intensivste Hitzebelastung erfahren wird. Dies ist wahrscheinlich auf den Effekt der „städtischen Hitzeinsel“ zurückzuführen, bei dem Beton und Asphalt Wärme absorbieren und speichern, wodurch Städte deutlich wärmer sind als das umliegende Land. In diesen südlichen Regionen wird der Hitzeindex – ein Maß, das Temperatur und Luftfeuchtigkeit kombiniert, um anzuzeigen, wie heiß es sich für einen Menschen tatsächlich anfühlt – bis zum Ende des Jahrhunderts unter dem Szenario mit hohen Emissionen in Teilen Londons 29 Grad Celsius überschreiten. Dieses Ausmaß an Hitzebelastung stellt eine ernsthafte Gefahr für die menschliche Gesundheit dar, insbesondere bei längerer Exposition. Selbst die nördlichen Regionen, die derzeit kühlere Sommer genießen, werden signifikante Veränderungen erleben, wenngleich die Intensität niedriger bleiben wird als im Süden.

Der vielleicht bemerkenswerteste Befund betrifft die Häufigkeit und Dauer dieser Hitzeereignisse. Die Studie deutet darauf hin, dass das Vereinigte Königreich unter dem Pfad mit hohen Emissionen in jedem Sommer eine wesentlich höhere Anzahl an Hitzewellen erleben wird. In der nahen Zukunft könnten etwa 33 Prozent des Landes unter dem Szenario mit hohen Emissionen fünf Hellenwellen in einem einzigen Sommer erleben, eine Zahl, die bis zum Ende des Jahrhunderts auf 36 Prozent ansteigt. Im Gegensatz dazu wird das Land unter dem moderaten Szenario wahrscheinlicher drei Hitzewellen pro Sommer erleben, die etwa 21 bis 22 Prozent des Landes abdecken. Darüber hinaus werden die Nächte heißer. Die Forscher verfolgten „tropische Nächte“, definiert als Nächte, in denen die Temperatur nicht unter 20 Grad Celsius fällt. Diese werden häufiger und weitverbreiteter, was bedeutet, dass der Körper weniger Zeit hat, sich von der Tageshitze zu erholen. Im Südosten könnten diese tropischen Nächte zu einem regelmäßigen Ereignis werden, wobei einige Gebiete bis zum Ende des Jahrhunderts bis zu 15 solcher Nächte pro Jahr erleben könnten.

Die Studie untersuchte auch die atmosphärischen Mechanismen hinter diesen Ereignissen, insbesondere die Hochdrucksysteme, die heiße Luft einschließen. Die Simulationen deuten auf eine Verschiebung in der Art und Weise hin, wie sich diese Systeme unter hohen Emissionen verhalten. Während die Gesamtzahl der Tage mit diesen Blockierungssystemen möglicherweise leicht abnimmt, werden die Systeme, die sich bilden, viel länger anhalten. Im Durchschnitt könnte ein etabliertes hittefangendes System etwa 21 Prozent länger anhalten als heute. Gleichzeitig werden Sommer ohne solche Blockierungsereignisse überhaupt häufiger, was auf ein neues Wettermuster hindeutet, bei dem Hitzeereignisse in ihrer Anzahl seltener, aber wenn sie auftreten, weitaus beständiger und intensiver sind.

Die klare Botschaft dieser Simulationen ist, dass die Zukunft der Hitze im Vereinigten Königreich nicht in Stein gemeißelt ist; sie hängt maßgeblich von den Entscheidungen ab, die heute getroffen werden. Der Unterschied zwischen einer Zukunft mit moderater Erwärmung und einer mit extremer Erwärmung ist eklatant, wobei sich die Lücke nach 2060 deutlich vergrößert. Die Forschung zeigt, dass kurzfristige Reduzierungen der Treibhausgasemissionen die Intensivierung dieser Hitzewellen und der damit verbundenen Gesundheitsrisiken erheblich begrenzen könnten. Ohne solche Maßnahmen steht das Land vor einer Zukunft, in der extreme Hitze nicht nur eine gelegentliche Unannehmlichkeit ist, sondern eine häufige, weit verbreitete und beständige Realität, die die Grenzen der menschlichen Sicherheit und Infrastruktur herausfordert.