Future Tibetan Plateau Winter Warming Increases the Frequency of Negative PNA Events
Durch Experimente mit rein atmosphärischen allgemeinen Zirkulationsmodellen zeigt diese Studie, dass die zukünftige Wintererwärmung des Tibet-Plateaus den subtropischen Jetstream systematisch abschwächen und das Pazifik-Nordamerika-Muster (PNA) hin zu negativeren Werten verschieben wird, wodurch die Häufigkeit negativer PNA-Ereignisse über Nordamerika zunimmt.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Hoch oben im Herzen Asiens liegt das Tibetische Plateau, eine weite, erhöhte Landmasse, die als gewaltiger thermischer Motor für das Wetter des Planeten fungiert. Da es sich so hoch über dem umliegenden Gelände erhebt, absorbiert und gibt es Wärme auf eine Weise ab, die die atmosphärische Zirkulation auf der ganzen Welt grundlegend prägt. Wissenschaftler wissen längst, dass Veränderungen in dieser Region, insbesondere Verschiebungen der Schneebedeckung und der Temperatur, Wellen von Wettereffekten in tausende Kilometer Entfernung auslösen können, die sogar Nordamerika erreichen. Eine der bedeutendsten dieser fernen Verbindungen ist das Pazifik-Nordamerika-Muster, eine großräumige Anordnung von Hoch- und Tiefdrucksystemen, die bestimmt, ob die Winter in den Vereinigten Staaten und Kanada mild oder streng, feucht oder trocken werden. Während sich die Welt erwärmt, heizt sich das Tibetische Plateau schneller auf als fast überall sonst auf der Erde, was eine kritische Frage aufwirft: Wie wird diese intensive Erwärmung die Wetterlagen verändern, die den Winter über dem Pazifischen Ozean und den Amerikas steuern?
Um dies zu beantworten, entwarf ein Forscherteam der Universität Bergen in Norwegen ein kontrolliertes Experiment, um den spezifischen Einfluss eines wärmeren Plateaus zu isolieren. Sie verwendeten ein hochentwickeltes Computermodell der Atmosphäre und ließen es über ein Jahrhundert unter zwei verschiedenen Bedingungen laufen. Im ersten Szenario simulierte das Modell das aktuelle Klima mit festen Ozeantemperaturen. Im zweiten Szenario erwärmten sie die Oberfläche des Tibetischen Plateaus künstlich um vier Grad Celsius – eine Veränderung, die der Projektion für das Ende dieses Jahrhunderts entspricht –, während die Ozeane exakt gleich blieben. Durch das Konstante Halten der Ozeane stellten die Wissenschaftler sicher, dass alle Veränderungen in der Atmosphäre ausschließlich durch die Erwärmung des Landes verursacht wurden, wodurch sie das „Rauschen“ der natürlichen Variabilität der Ozeane entfernten, um die direkte Ursache-Wirkungs-Beziehung zu sehen.
Die Ergebnisse offenbarten eine klare und kraftvolle Kettenreaktion. Als das Plateau wärmer wurde, stieg die erhitzte Luft auf und erzeugte eine Zone der Divergenz in der oberen Atmosphäre. Diese aufsteigende Luft erzeugte ein großes, rotierendes Hochdrucksystem, oder eine Antizyklone, das gegen die starken Winde, bekannt als subtropaler Jetstream, drückte. Diese Wechselwirkung verlangsamte den Jetstream und verschob seinen Austrittspunkt nach Westen, wodurch er weiter in den zentralen Nordpazifik gedrückt wurde. An genau diesem Ort, wo die schnell bewegende Luft langsamer wird und sich ausbreitet, setzt die Atmosphäre Energie in Form von Wellen frei. Diese Wellen wandern flussabwärts, überqueren den Ozean und setzen sich über Nordamerika fest, wobei sie die Drucksysteme in eine spezifische Konfiguration umordnen.
Diese neue Anordnung stimmt eng mit einem Muster überein, das als die negative Phase des Pazifik-Nordamerika-Musters bekannt ist. In diesem Zustand verschiebt sich das Wetter über Nordamerika deutlich: Alaska und die östlichen Vereinigten Staaten tendieren dazu, wärmer zu werden, während die westlichen Vereinigten Staaten abkühlen und die Westküste Kanadas weniger Regen sieht. Die Studie fand heraus, dass, während die allgemeine Variabilität dieser Wetterlagen gleich blieb, sich der Durchschnittszustand der Atmosphäre verschob. In den Simulationen erhöhte sich die Häufigkeit dieser Monate mit negativem Muster von sechzehn Prozent auf sechsundzwanzig Prozent. Das bedeutet, dass mit der weiteren Erwärmung des Tibetischen Plateaus Winter, die diesem spezifischen, kühleren und trockeneren Muster über den westlichen Vereinigten Staaten ähneln, wahrscheinlich signifikant häufiger vorkommen werden.
Die Forscher betonen, dass dieser Befund auf einer spezifischen Art von Simulation beruht, die die komplexen Rückkopplungen eines sich bewegenden Ozeans nicht einbezieht, was darauf hindeutet, dass der reale Effekt noch stärker sein könnte. Frühere Studien hatten sich stark darauf konzentriert, wie Veränderungen der Schneebedeckung diese fernen Wetterverschiebungen antreiben könnten, aber diese Arbeit zeigt, dass die Erwärmung selbst ein ausreichender Treiber ist, unabhängig vom Schnee. Die Studie legt nahe, dass die thermische Erzwingung des Plateaus ein dominanter Faktor ist, der die Winterzirkulation in der Zukunft systematisch verändern wird. Während das genaue Gleichgewicht zwischen Erwärmung und zukünftigen Schneefallereignissen ungewiss bleibt, deutet die Evidenz auf eine Zukunft hin, in der die Erwärmung des höchsten Plateaus der Welt eine größere Rolle bei der Gestaltung des Winterklimas Nordamerikas spielt, als bisher angenommen wurde.
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