Future North Atlantic Oscillation weakening linked to land–sea warming contrast
Diese Studie zeigt, dass die ENSO-unabhängige Komponente der Nordatlantischen Oszillation (NAO) aufgrund eines reduzierten Land-Meer-Temperaturgradienten im Zuge der globalen Erwärmung robust abnimmt, während die Unsicherheit hinsichtlich ENSO-getriebener Veränderungen zu divergierenden Modellprojektionen für die gesamte NAO-Variabilität führt.
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
Jeden Winter wird das Wetter in ganz Europa und im Osten der Vereinigten Staaten maßgeblich von einer riesigen Luftdruck-Wippe im Nordatlantik bestimmt. Wissenschaftler nennen dies die Nordatlantische Oszillation. Wenn die Wippe in die eine Richtung kippt, verstärkt sich der Jetstream und verschiebt sich nach Norden, was zu milden, feuchten Wintern in Nordeuropa und kalter, trockener Luft im Süden führt. Wenn sie in die andere Richtung kippt, kehrt sich das Muster um, was oft zu harten Wintern im Norden und wärmeren Bedingungen im Süden führt. Dieser natürliche Rhythmus ist einer der wichtigsten Treiber des regionalen Klimas, doch während der Planet sich erwärmt, haben Wissenschaftler Schwierigkeiten vorherzusagen, wie sich diese Oszillation verhalten wird. Während allgemein erwartet wurde, dass sich die durchschnittliche Position der Wippe verschieben könnte, konnte sich niemand darüber einig werden, ob die Ausschläge selbst stärker, schwächer oder gleich bleiben würden.
Eine neue Studie von Forschern der Universität Tokio und der Universität Tsukuba hat dieses Rätsel nun gelöst, indem sie die Oszillation in zwei unterschiedliche Teile zerlegt hat. Sie fanden heraus, dass der Teil des Wettermusters, der durch die interne Chaos der Atmosphäre angetrieben wird, mit der Erwärmung der Welt schwächer wird. Der Teil des Musters, der jedoch durch das El-Niño-Phänomen im tropischen Pazifik beeinflusst wird, nimmt hingegen an Stärke zu. Da sich Klimamodelle uneins darüber sind, wie genau sich El Niño in der Zukunft verändern wird, widersprechen sie sich auch in der Frage, ob die gesamten Wetterschwankungen wachsen oder schrumpfen werden. Die Studie zeigt, dass die Abschwächung des internen Musters durch eine spezifische Veränderung darin verursacht wird, wie sich Land und Ozean relativ zueinander erwärmen.
Um dies zu verstehen, stellen Sie sich die Atmosphäre als einen riesigen Motor vor, der durch Temperaturunterschiede angetrieben wird. Die Nordatlantische Oszillation wird durch den Kontrast zwischen der kalten Luft über dem nordamerikanischen Kontinent und der relativ warmen Luft über dem Nordatlantik gespeist. Diese Temperaturdifferenz erzeugt ein Gefälle im Luftdruck, an dem die Wettersysteme hinuntergleiten und dabei Energie gewinnen. Die Forscher nutzten massive Computersimulationen und ließen tausende verschiedene Versionen des zukünftigen Klimas durchlaufen, um zu sehen, was mit diesem Motor passiert, wenn der Planet sich erwärmt. Sie entdeckten, dass der Motor an Effizienz verliert.
Der Grund für diesen Leistungsverlust liegt in einer sich verändernden Wärmelandschaft. Während der Planet sich erwärmt, heizt sich das Land im Nordosten Nordamerikas viel schneller auf als der nahegelegene Ozean. Gleichzeitig erwärmt sich ein spezifisches Gebiet im Nordatlantik, bekannt als die „Warming Hole“ (Erwärmungslücke), nicht so stark wie der Rest des Ozeans und bleibt möglicherweise sogar kühl. Dies führt zu einer Situation, in der der Temperaturunterschied zwischen dem Kontinent und dem Ozean schrumpft. Wenn diese Lücke enger wird, hat die Atmosphäre weniger Energie, die sie nutzen kann, und die Ausschläge der Nordatlantischen Oszillation werden weniger kräftig. Die Studie zeigte, dass diese Abschwächung des internen Musters ein robuster, konsistenter Befund in fast allen von ihnen getesteten Modellen war.
Das Gesamtbild ist jedoch komplizierter, da es den tropischen Pazik kommt. Die Forscher trennten die Wettermuster in jene, die durch die eigenen internen Bewegungen der Atmosphäre verursacht werden, und jene, die durch Veränderungen im tropischen Pazik – speziell durch die El-Niño-Southern-Oscillation – erzwungen werden. Sie fanden heraus, dass während der interne Teil definitiv schwächer wird, der durch El Niño getriebene Teil tatsächlich stärker wird. Die mit El Niño verbundenen tropischen Stürme werden intensiver, und ihr Einfluss auf den Nordatlantik wächst. In den Computermodellen kämpft diese verstärkende Kraft gegen den schwächer werdenden internen Motor an.
Dieser Konflikt erklärt, warum verschiedene Klimamodelle in der Vergangenheit so unterschiedliche Antworten geliefert haben. Einige Modelle zeigen, dass die gesamten Wetterschwankungen schwächer werden, während andere zeigen, dass sie stärker werden. Der Unterschied hängt ganz davon ab, wie stark der tropische Einfluss in dem jeweiligen Modell wächst. Wenn ein Modell einen gewaltigen Anstieg der El-Niño-Kraft vorhersagt, werden die gesamten Schwankungen größer. Wenn es einen kleineren Anstieg vorhersagt, gewinnt die Abschwächung des internen Musters die Oberhand und die Schwankungen werden kleiner. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Wissenschaftler zuerst das Rätsel lösen müssen, wie sich El Niño verändern wird, um zuverlässige Vorhersagen über die zukünftige Winterwetterlage in Europa und Nordamerika treffen zu können. Bis dahin wird die Ungewissheit im tropischen Pazifik die größte Quelle der Zweifel in unseren Vorhersagen für den Nordatlantik bleiben.
Die Ergebnisse legen zudem nahe, dass die Zukunft dieses Wettermusters nicht einfach an die Frage gekoppelt ist, wie heiß der Planet im Durchschnitt wird. Stattdessen hängt sie stark von dem spezifischen Erwärmungsmuster in der Region ab. Wenn das Land weiterhin schneller aufheizt als der Ozean oder wenn die Abkühlungslücke im Ozean bestehen bleibt, werden die Wetterschwankungen wahrscheinlich schwächer werden. Das bedeutet, dass sich selbst dann, wenn die globalen Temperaturen stabil bleiben, das Verhalten der Nordatlantischen Oszillation drastisch ändern könnte, falls sich die regionalen Erwärmungsmuster verschieben. Die Studie bietet einen klaren Fahrplan für die zukünftige Forschung und zeigt auf, dass das Verständnis des lokalen Tanzes zwischen Land- und Meerestemperaturen ebenso entscheidend ist wie die Verfolgung der globalen Treibhausgaskonzentrationen.
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