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Warmer Pol und kalter Winter

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 29.02.2012 16:36

Meteorologen haben es nicht leicht. Ihre Prognosen sind ausgesprochen treffsicher, haben aber nur wenige Tage Haltbarkeit - und das Publikum will über längere Fristen wissen, wie sich das Wetter verhalten wird. "Milder Winter" oder "kalter, regnerischer Sommer" oder "Hitzerekord" - das hätte man am liebsten, damit man Urlaub und Kleiderkauf optimieren kann. Ob Klimaforscher einspringen können, ist offen. Sie entdecken zwar immer mehr Mechanismen und Subsysteme, doch das trägt zurzeit nur zu einer wachsenden Komplexität unserer Modelle bei. Eine treffsichere Prognose ist nicht in Sicht.

Schnee in den AlpenTrotz der eisigen Wochen im Januar und Februar ist dieser Winter in Deutschland mild verlaufen. Um 0,8 Grad lagen die Monate Dezember bis Februar über dem Mittelwert der Jahre 1961 bis 1990. Gegenüber den jüngsten 30 Wintern betrug das Plus immerhin 0,1 Grad. "Alles in allem bestimmt eine westliche Wetterlage mit relativ milden atlantischen Luftmassen das Geschehen", so Thomas Ruppert, Meteorologe beim Deutschen Wetterdienst. Inbegriffen in diesen milden Winter sind allerdings auch heftige Schneefälle wie jüngst in Vorarlberg und Tirol, als ganze Fremdenverkehrsorte von der Außenwelt abgeschnitten waren. "Kalte Phasen und viel Schnee an bestimmten Ort sind mit einem insgesamt milden Winter vereinbar", so Ruppert. Deshalb habe die Vorhersage auch nichts mit der Wetterprognose zu tun, wie sie die Nachrichtensendungen beschließt. 

Sonne über Eis und Schnee. Im Winter bieten die Alpen einen traumhaften Anblick.Die kann nämlich geographisch viel genauer differenzieren und ist dann auch noch ziemlich treffsicher. "Für den nächsten Tag erreichen wir 90 Prozent, am zweiten Tag 80 und für den dritten so um die 75 Prozent", würdigt Ruppert die Zuverlässigkeit der hauseigenen Prognosen. Auf lediglich 60 bis 70 Prozent schätzt der Meteorologe die Zuverlässigkeit der sogenannten Mittelfristprognosen, die einen Zeitraum von bis zu zehn Tagen abdecken. Und danach sinkt die Trefferquote steil ab. "Die Crux ist, dass die Gleichungen bei der Wettervorhersage nicht linear sind, dafür gibt es keine Lösungsalgorithmen", erklärt er. Statt einen Wert exakt zu berechnen, kann man sich ihm nur in Verfahrensschritten nähern. Je weiter sich aber diese Verfahren von der exakten, weil gemessenen Datenbasis entfernen, die zum Beispiel die Wettersatelliten liefern, umso heikler wird es. "Selbst im mathematischen Idealfall, mit ideal schnellen Rechnern und idealem Messnetz ohne Fehler", so Ruppert, "schmiert die Lösung nach vier Wochen ab und hat und dann nichts mehr mit dem wahren Wetter zu tun."

El Niño im Juli 2009 (Bild: Noaa).Daher müssen die Meteorologen passen, sobald es um längere Zeiträume geht. Doch vielleicht können die Klimaforscher einspringen. Schließlich vertieft sich unsere Kenntnis des Klimasystems immer mehr, und es werden immer mehr auch großräumige Zusammenhänge entdeckt. Kommt von da eine Abschätzung über die künftige Wetterentwicklung - quasi als Abfallprodukt der Einsicht ins Klimasystem? "Klar mache ich meine eigenen Vorhersagen, um unsere Hypothese unabhängig zu testen", sagt etwa Hans F. Graf, Professor am Zentrum für Atmosphärenphysik der Universität Cambridge, "das ist aber ein Spiel, das ich hauptsächlich nutze, um meine Studenten zu motivieren, sich die doch recht komplizierte Theorie der Wellenausbreitung in der Atmosphäre etwas genauer anzusehen."

Dabei hat Graf gerade einen Beitrag über eine für das europäische Wetter wesentliche Fernbeziehung im Klimasystem publiziert. Zusammen mit Davide Zanchettin vom Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie stellte er im "Journal of Geophysical Research" den Einfluss von El Nino auf den europäischen Winter vor. Kurz gesagt steigt die Chance auf einen strengen Winter, wenn sich im Zentralpazifik der sogenannte El Nino Modoki oder zentralpazifische El Nino zeigt. Das ist eine erst in jüngerer Zeit entdeckte Variante der berühmt-berüchtigten Klima-Anomalie. 

Landschaft im SchneeBei El Nino Modoki schwächen sich die Passatwinde über dem Pazifik so stark ab, dass nicht mehr so viel kaltes Tiefenwasser aufwallt wie sonst. Dadurch bildet sich im tropischen Zentrum des Ozeans eine besonders warme Zone. "Es zeigt sich, dass bei diesen Ereignissen in Europa und auch an der Ostküste Nordamerikas kalte Winter auftreten, mit Temperaturanomalien im Mittel von Dezember bis Februar von bis zu -2,5 Grad", so Hans Graf. Verantwortlich für diese Fernwirkung über den halben Globus sei eine subtropische Brücke: Die Erwärmung im Zentralpazifik verschiebt die Windsysteme, die in zehn Kilometer Höhe über den Subtropen existieren.

Diese Winde rauschen um den halben Globus und schwächen auch das Klimasystem im Nordatlantik, das sich um Islandtief und Azorenhoch dreht. In der Folge steht ein wesentlicher Faktor für das Winterwetter in Europa und an der amerikanischen Ostküste auf "Kalt". "Unser Mechanismus schließt nicht aus, dass es noch andere Prozesse gibt, die unsere Winterwitterung bestimmen", erläutert Graf, "im Allgemeinen sind es immer mehrere Faktoren, die gehäuft mit einem zu kalten oder warmen Winter zusammenfallen." Viel und früher Schnee in Sibirien gehört etwa dazu, der zu einer großen Blase kalter Luft über der asiatischen Landmasse führt. Aber den beiden Klimaforschern ging es ohnehin weniger um ein Prognoseinstrument für Europas Wetter als um die sogenannten Fern- oder Telebeziehungen im globalen Klimasystem. 

Luftdruck über der Arktis. Zusammenhang zwischen Warmluft über dem Pol und anschließender Kaltluft in den gemäßigten Breiten (Bild: Awi/Ralf Jaiser).Um eine bessere Integration lokaler Klimamodelle in die globalen, mit denen zum Beispiel der Zwischenstaatliche UN-Ausschuss zum Klimawandel IPCC rechnet, geht es auch einer Arbeitsgruppe am Potsdamer Zweigsitz des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung. Die Wissenschaftler haben einen Zusammenhang zwischen der Fläche des arktischen Meereises im Sommer und dem Schneereichtum des darauffolgenden Winters entdeckt. Das schrumpfende Meereis führt zu einer stärkeren Aufwärmung der arktischen Atmosphäre in Herbst und Winter, weil dann das Ozeanwasser die im Sommer gespeicherte Sonnenenergie als Wärme abstrahlt. "Diese erhöhten Temperaturen sind anhand aktueller Messdaten in den arktischen Gebieten nachweisbar", erklärt Ralf Jaiser, Physiker in der Potsdamer Klimaforschungseinheit. Die aufsteigende Luft destabilisiert die Atmosphäre über dem Polargebiet und schwächt genau wie Grafs starker El Nino Modoki das Doppel aus Azorenhoch und Islandtief. Ein kalter Winter sollte auch hier die Folge sein. 

Im vergangenen Jahr regierte im Pazifik La Nina, die kalte Schwester von El Nino, in der Arktis wurde jedoch ein neues Rekordminimum in der Meereisbedeckung gemessen. Da der Winter überdies überdurchschnittlich mild war, stellt sich die Frage, wie die Kenntnis der neuen Telebeziehungen die Winterprognose für Europa verbessern kann. "Im komplexen Klimasystem unserer Erde spielen viele weitere Faktoren eine Rolle, die sich teilweise gegenseitig überdecken", warnt Jaiser. Die Wechselwirkung der zahlreichen Elemente und Subsystem im irdischen Klima sei Gegenstand der zukünftigen Forschung und seien daher ein Unsicherheitsfaktor für Prognosen. Zu größter Vorsicht rät auch Cambridge-Professor Hans F. Graf. "Analysen wie die unsere stehen und fallen mit der Zahl der untersuchten Fälle, und noch ist diese Zahl zu gering, um einen Statistiker wirklich zufrieden zu stellen."

Eisschollen in der Arktis (Bild: Awi).So sieht es auch der DWD-Meteorologe Thomas Ruppert. "Wenn ich Chef eines Stadtwerks wäre und meinen Salzvorrat für den kommenden Winter kalkulieren müsste, würde ich mich nicht darauf verlassen wollen." Solche Einschätzungen hätten in etwa die Zuverlässigkeit von Bauernregeln. "Die haben durchaus prognostische Kraft", gibt er unumwunden zu. Schließlich beruhen auch Bauernregeln auf jahre-, oft jahrhundertelanger Beobachtung. Doch ihre Zuverlässigkeit liegt dann eben doch nur bei 60 bis 70 Prozent.