Max-Planck-Institut für Meteorologie: Extrem warmen europäischen Sommern geht ein Wärmeanstieg im Nordatlantik voraus

In einer neuen Studie hat Lara Wallberg zusammen mit Laura Suarez-Gutierrez, Daniela Matei und Wolfgang Müller den Zusammenhang zwischen extrem warmen europäischen Sommern und Veränderungen im Nordatlantik untersucht. Hierbei fanden sie einen Mechanismus, durch den extrem warmen europäischen Sommern ein Wärmestau auf sub-dekadischen Zeitskalen von fünf bis zehn Jahren im Nordatlantik vorausgeht. Dabei führen Anomalien des Wärmetransports im Ozean, und damit verbundene Änderungen des ozeanischen Wärmeinhalts, zu Anomalien des Wärmeflusses zwischen Ozean und Atmosphäre, die einige Jahre später zu extrem warmen europäischen Sommern führen.

Abbildung 1: Schematische Skizze zur Veranschaulichung des beschriebenen Mechanismus. Die blauen Pfeile veranschaulichen die zunehmende nordatlantische Strömung über die Dauer von drei Jahren, die rosa Kreuze zeigen die Zunahme des Wärmeinhalts der Ozeane und die Wärmeakkumulation an, und der orangefarbene Streifen verdeutlicht den Jetstream. Das Thermometer veranschaulicht die extrem warmen europäischen Sommer. Wallberg et al., 2024, CC BY 4.0 DEED

Bislang war die Bewertung der Einflussfaktoren für extreme Temperaturen auf sub- bis multidekadischen Zeitskalen begrenzt, und ihre Bedeutung für extreme Sommer damit ungewiss. Die Autor*innen schließen diese Lücke und präsentieren eine umfassende Erklärung für das Auftreten extrem warmer europäischer Sommer in subdekadischen Warmphasen und deren Zusammenhang mit der Wärme-Akkumulation im Ozean, die mehrere Jahre im Voraus stattfindet.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass die sommerliche Temperaturvariabilität über weite Teile des Kontinents von subdekadischen Schwankungen dominiert wird. Diese subdekadische Variabilität steuert einen Mechanismus, der mit einer natürlichen Oszillation (Engl. „forced damped oscillation“) des Nordatlantiks verbunden ist und extrem warme Sommer auf subdekadischen Zeitskalen beeinflusst. Dabei reagiert der Nordatlantik auf den atmosphärischen Impuls- und Wärmeantrieb mit einer Umverteilung von Wärme und Wassermassen und einer verzögerten Rückkopplung in die Atmosphäre 5-10 Jahre später. Während dieses Prozesses sammelt sich die Wärme entlang des Nordatlantikstroms und gibt im Sommer Wärme an die Atmosphäre ab. Drei Jahre vor extrem warmen europäischen Sommern beginnt der Wärmeinhalt des Ozeans anzusteigen und staut die Wärme entlang des Nordatlantikstroms um 40°N (Abb. 1, erster Globus). Zwei bis ein Jahr vor extrem warmen europäischen Sommern verstärkt sich diese Wärmeakkumulation weiter, und die nordatlantische Strömung beginnt sich nach Norden zu verlagern. Das führt dazu, dass warmes subtropisches Wasser höhere Breitengrade erreicht. Hier führen hohe Anomalien des ozeanischen Wärmetransports, die sich auf den Wärmeinhalt des Ozeans auswirken, zu Veränderungen der Temperaturgradienten zwischen Ozean und Atmosphäre und wirken sich auf den Wärmefluss zwischen Ozean und Atmosphäre aus (Abb. 1, zweiter und dritter Globus). Während extrem warmer europäischer Sommer wird diese akkumulierte Wärme hauptsächlich durch den Wärmetransport des subpolaren Wirbels in die Atmosphäre abgegeben, was zu einem erhöhten Wärmefluss zwischen Ozean und Atmosphäre führt. Die freigesetzte Wärme bewirkt dann eine überdurchschnittliche Erwärmung der Atmosphäre, die bis in große Höhen reicht. Diese Erwärmung der Atmosphäre führt über die Verlagerung des Jetstreams und verstärkte atmosphärische Blockingbedingungen zu extrem warmen europäischen Sommern (Abb. 1, vierter Globus).

Die Erkenntnis, dass die Wärmeakkumulation im Nordatlantik das Auftreten extrem warmer Sommer über Mitteleuropa auf subdekadischen Zeitskalen beeinflusst, ist von entscheidender Bedeutung für die Verringerung der Unsicherheiten sowohl bei der Zuordnung als auch bei der Vorhersage von extremen Ereignissen, was wiederum die Vorsorge und die Effizienz von Anpassungs- und Eindämmungsmaßnahmen erleichtert.

Originalveröffentlichung

Wallberg, L., Suarez-Gutierrez, L., Matei, D., and Müller, W. A.: Extremely warm European summers preceded by sub-decadal North Atlantic ocean heat accumulation, Earth Syst. Dynam., 15, 1–14, https://doi.org/10.5194/esd-15-1-2024, 2024.

Kontakt

Dr. Lara Wallberg
Max-Planck-Institut für Meteorologie
lara.wallberg@we dont want spammpimet.mpg.de

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