Klimawandel - Benutzerbeiträge [de-formal]

Hitzewellen und Gesundheit

2025-11-21T08:54:32Z

Anja: /* Meteorologische Bedingungen */

[[Bild:Paris2003 todesfaelle.jpg|thumb|450 px|Abb. 1: Todesfälle pro Tag zwischen dem 25. Juli und dem 19. August 2003 in Paris]]
Klima- und Wetterveränderungen können sich [[Direkte Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit|unmittelbar auf die menschliche Gesundheit auswirken]]. Beispielsweise können steigende Durchschnittstemperaturen oder vermehrt vorkommende Hitze- und Kältewellen zu höheren Sterberaten führen oder das verstärkte Auftreten von Krankheiten fördern. Regelmäßiger auftretende durch den Klimawandel bedingte Extremereignisse (z.B. Dürren, Stürme, Sturmfluten, Überschwemmungen, Lawinenabgänge, Erdrutsche) stellen ebenfalls eine Bedrohung für die menschliche Gesundheit, nicht selten sogar mit Todesfolgen, dar.

== Gesundheitliche Folgen durch Hitzewellen ==
Die häufigste Erkrankung durch [[Hitzewellen]] ist die Hitzeerschöpfung.<ref name="Robert Koch-Institut 2011" /> Starkes Schwitzen, Erschöpfungszustände und ein starkes Durstgefühl sind die wichtigsten Symptome. Die Hitzeerschöpfung kann sich bis zum Hitzschlag steigern. Dabei steigt die Körpertemperatur auf über 40 °C, die Haut ist trocken und heiß, und der Erkrankte kann in ein Koma fallen. Betroffen sind vor allem alte Menschen, die schlecht versorgt sind, sowie erkrankte Personen. Auch der Konsum von Alkohol und Aufputschmitteln sowie eine schlechte Wohnsituation kann anfällig machen. Der Hitzschlag kann zum Tod führen.

Hitzewellen mit Tagestemperaturen über 30 °C und [[Kenntage|tropischen Nächten]], bei denen die Temperaturen nicht unter 20 °C absinken, haben sich in der jüngsten Vergangenheit in Ländern der mittleren Breiten als äußerst folgenreiche Extremereignisse erwiesen. So hat die europäische Hitzewelle 2003, die vielfach als Vorankündigung künftiger normaler Sommer verstanden wird, mehr als 70 000 Todesopfer gefordert.<ref name="Robert Koch-Institut 2011">Robert Koch-Institut (2011): [https://www.rki.de/DE/Content/Gesund/Umwelteinfluesse/Klimawandel/Klimawandel-Gesundheit-Sachstandsbericht.pdf?__blob=publicationFile Klimawandel und Gesundheit - Ein Sachstandsbericht]</ref> Nach der Zahl der Opfer wurde sie als die größte Umweltkatastrophe in Europa seit der „Großen Manndränke“ eingeschätzt.<ref name="Mortalitaet">Jendritzki, G., und C. Koppe (2008): Die Auswirkungen von thermischen Belastungen auf die Mortalität, in: J.L. Lozán u.a. (Hg.): Warnsignal Klima – Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg,149-153; Neuauflage 2014 [http://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/gefahren-fur-pflanzentiere/ online]</ref> Auch die Hitzewelle im Juli 2006 hatte einige Tausend Todesopfer zur Folge, vor allem in den Niederlanden und Belgien,<ref>Mücke, H.-G. (2008): Gesundheitliche Auswirkungen von klimabeeinflussten Luftverunreinigungen, in: J.L. Lozán u.a. (Hg.): Warnsignal Klima – Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg, 121-125</ref> und die Anzahl der Todesfälle der [[Hitzewellen_Europa#Hitzewelle_in_Russland_2010|Hitzewelle in Russland 2010]] wird auf 55 000 geschätzt.<ref name="Guerreiro 2018">Guerreiro, S.B., R.J Dawson, C. Kilsby, E. Lewis and A. Ford (2018): [https://doi.org/10.1088/1748-9326/aaaad3 Future heat-waves, droughts and floods in 571 European cities], Environmental Research Letters 13, 034009</ref> Untersuchungen zu diesen und anderen Hitzewellen haben gezeigt, welche Umwelt-, sozialen und individuellen Bedingungen bei Hitzewellen besondere Risiken darstellen.<ref>Jendritzky, G. (2007): [http://edoc.hu-berlin.de/docviews/abstract.php?lang=ger&id=28165 Die Folgen des Klimawandels für die Gesundheit], in: Wilfried Endlicher, Friedrich-Wilhelm Gerstengarbe: [http://edoc.hu-berlin.de/miscellanies/klimawandel/ Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke], 108-118; Kovats, R.S., and S. Hajat: Heat Stress and Public Health: A Critical Review, Annual Review of Public Health 29, 41-55; IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group II: Impacts, Adaptation and Vulnerability, 8.2.1</ref><ref name="Robert Koch-Institut 2011" />

== Meteorologische Bedingungen ==

Der [[Klimawandel]] verändert sowohl die tiefen als auch die hohen Temperaturen. Für die menschliche Gesundheit wirken sich vor allem der allmähliche Anstieg der Wintertemperaturen positiv und die Zunahme von sehr heißen Tagen im Sommer negativ aus.

Bei den meteorologischen Bedingungen ist nicht nur die reine Temperaturhöhe von Bedeutung. Für den Wärmeaustausch des menschlichen Körpers mit seiner Umgebung sind auch [[Strahlung|Strahlungsflüsse]], Luftfeuchtigkeit und Windverhältnisse wichtig. Aussagekräftiger als die gemessene Temperatur ist daher die sog. gefühlte Temperatur. Besonders in den feuchten Tropen spielt die relative Luftfeuchtigkeit eine entscheidende Rolle. Während in den trockenen Subtropen der menschliche Körper sich durch Schwitzen und anschließende Verdunstung abkühlen kann, ist diese Funktion in den feuchten Tropen deutlich eingeschränkt. Als Maß für die hohe Belastung des menschlichen Körpers unter feuchten und heißen Bedingungen wird die Kühlgrenztemperatur (engl. wet-bulb temperature) benutzt. Sie drückt physikalisch aus, auf welchen Wert Luft durch [[Verdunstung]] bis zum Sättigungswert (100 % relative Luftfeuchtigkeit) abgekühlt werden kann. Eine Temperatur von 50 °C mit einer Luftfeuchte von 40 % besitzt z.B. eine Kühlgrenztemperatur von 36 °C.<ref name="van Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., S. Philip, S. Kew, M. van Weele, P. Uhe, F. Otto, R. Singh, I. Pai, and K. AchutaRao (2017): Extreme heat in India and anthropogenic climate change, Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss., doi:10.5194/nhess-2017-107</ref> Schon bei einer Kühlgrenztemperatur von 35 °C ist menschliches Überleben nicht mehr möglich, da sich der menschliche Körper durch Schwitzen nicht mehr selbst abkühlen kann. Eine Kühlgrenztemperatur von 35 °C kommt unter den heutigen klimatischen Bedingungen weltweit praktisch nicht vor. Sie liegt selbst bei gegenwärtigen Hitzewellen, die Tausende Tote erforderten, maximal zwischen 29 °C und 31 °C.<ref>Coffel, E.D., Ra.M. Horton and A. de Sherbinin (2018): [https://doi.org/10.1088/1748-9326/aaa00e Temperature and humidity based projections of a rapid rise in global heat stress exposure during the 21st century]. Environ. Res. Lett. 13 (2018) 014001</ref>

[[Bild:Wet-bulb S-Asien 1979-2015.jpg|thumb|550px|Abb. 2: Regionale Verteilung der maximalen Kühlgrenztemperatur gemittelt über den Zeitraum 1979-2015.]]

Weltweit gibt es vor allem drei Regionen, in denen eine Kühlgrenztemperatur von 28 °C bei Hitzewellen überschritten wird: SW-Asien um den Persischen Golf und das Rote Meer, Süd-Asien im Indus- und Ganges-Tal und das östliche China (Abb. 2). Die ausgedehnten Talregionen am Indus und Ganges sind deshalb als besonders kritisch zu sehen, weil hier eine sehr dichte Bevölkerung lebt, die zudem zu einem erheblichen Teil ohne den Schutz von Gebäuden im Freien landwirtschaftlich tätig ist.<ref name="Im 2017">Im, E.-S., J.S. Pal, E.A.B. Eltahir (2017): Deadly heat waves projected in the densely populated agricultural regions of South Asia. Sci. Adv. 3, e1603322</ref> Gründe für die hohe Luftfeuchtigkeit in dieser Region liegen zum einen in den feuchten Luftmassen, die mit dem [[Indischer Monsun|Sommermonsun]] vom Arabischen Meer und dem Golf von Bengalen ins Landesinnere transportiert werden. Zum anderen verdunstet sehr viel Wasser über den ausgedehnten Bewässerungsflächen der landwirtschaftlichen Nutzflächen in beiden Tälern.

Hinzu kommt, dass die offiziellen Temperaturwerte, die meistens in weniger dicht bebauten Gebieten wie z.B. an Flughäfen gemessen werden, oft nicht die Verhältnisse widerspiegeln, die für die Gesundheit der Menschen etwa in städtischen Wohngebieten von Belang sind. Erst recht sagt die Veränderung der globlen Mitteltemperatur wenig über die zunehmende Wärmebelastung der Menschen aus. So hat sich die globale Mitteltemperatur zwischen 2000 und 2016 um 0,4 °C erhöht, die Exponiertheit der Menschen weltweit gegenüber der zunehmenden Temperatur ist aber um 0,9 °C gestiegen. Der Unterschied ist darin begründet, dass sich die Temperatur auf dem Land, wo die Menschen leben, deutlich stärker erhöht hat als über den Ozeanen. Die Temperatur der Exponiertheit wird zudem nach der Bevölkerungsdichte gewichtet und ist insofern stark bestimmt durch das Bevölkerungswachstum etwa in Indien, Teilen Chinas und in Subsahara-Afrika.<ref name="Watts 2018">Watts, N., et al. (2018): The Lancet Countdown on health and climate change: from 25 years of inaction to a global transformation for public health, The Lancet 391, 581-630</ref>

Außerdem muss auch berücksichtigt werden, wie sich die meteorologischen Verhältnisse in den Wochen vor der eigentlichen Hitzewelle entwickelt haben, da sich die Menschen an allmähliche Temperatursteigerungen z.B. besser anpassen können als an plötzlich einsetzende heiße Perioden. Das gilt auch für den jahreszeitlichen Verlauf. Hitzewellen im Frühling oder im Frühsommer wirken sich stärker auf die Gesundheit aus als im Hochsommer, weil sich der Körper noch nicht so gut an höhere Temperaturen angepasst hat. Bei mehreren Hitzewellen im Jahr ist die erste in der Regel diejenige mit der stärksten Belastung.<ref name="Robert Koch-Institut 2011" />
[[Bild:Atlanta thermal.jpg|thumb|450 px|Abb. 3: Hitzewelle am 11. und 12. Mai 1997 in Atlanta (USA). Während die Lufttemperatur unter 27 °C lag, erreichten manche Bodenwerte 47,8 °C ]]

== Wohnumfeld und Wohnbedingungen ==

Neben den Wetterlagen sind das Wohnumfeld und die Wohnbedingungen als besondere Risikofaktoren bei Hitzewellen einzuschätzen.<ref>Blättner, B, Heckenhahn M, Georgy S, Grewe HA, Kupski S (2009): [http://www.springerlink.com/content/8770343h31x23433/fulltext.pdf Wohngebiete mit hitzeabhängigen Risiken ermitteln.] Soziodemografisches und klimatisches Mapping in Stadt und Landkreis als Planungsinstrument gezielter Prävention. Bundesgesundheitsblatt 2010</ref> Dabei spielen die topographische Lage ebenso eine Rolle wie die Bebauung und die Bausubstanz. So sind Tal- und Kessellagen, die das Einströmen und Abließen von Luftmassen behindern, besondere Risikogebiete. Das ist vor allem bei großen Städten, wie in Deutschland z.B. bei Stuttgart, der Fall. Menschen, die in Städten leben, sind bei Hitzewellen stärker gefährdet als Menschen auf dem Land. Städte sind grundsätzlich, vor allem aber nachts, wärmer als ihre Umgebung. Der Unterschied bei den Nachttemperaturen kann bei Megastädten durchaus 10 °C und mehr betragen.<ref>Baumüller, J. (2008): Stadtklima im Klimawandel, in: J.L. Lozán u.a. (Hg.): Warnsignal Klima – Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg, 108-114</ref> Der Grund liegt in der dichten Bebauung, der hohen Versiegelung, den fehlenden Grünflächen und fehlendem Baumbestand. Durch Gebäude und versiegelte Flächen ist nachts die Infrarotstrahlung größer als in unbebauten Gebieten. Außerdem sind der Luftaustausch sowie die Verdunstung und deren Abkühlungseffekt stark eingeschränkt. Eine wichtige Rolle spielt auch die Bausubstanz. So sind die durch ihre dicken Außen- und Innenwände gut gedämmten und mit hohen Räumen versehenen Häuser der Gründerzeit ein besserer Schutz gegen zu große Hitze als die niedrigen, dünnwandigen Räume in den Häusern der 1970er Jahre. Weitere Faktoren sind die Ausrichtung der Fenster und die Lage der Wohnräume, ob im Dachgeschoss oder im Souterrain.

== Verhalten und Konstitution ==

Ob Menschen bei Hitzewellen erkranken oder gar sterben, hängt aber auch von ihrem Verhalten und ihrer Konstitution ab. Unangepasstes Verhalten kann auch bei gesunden Menschen zu einer Gefahr werden. Dazu gehören eine falsche Bekleidung, zu geringe Flüssigkeitsaufnahme, zu hohe körperliche Aktivität, Alkohol- oder Drogenkonsum. Bei Personen in Alten- und Pflegeheimen hat sich z.B. bei der Hitzewelle 2003 in Frankreich das Verhalten des Pflege- und Ärztepersonals als problematisch erwiesen. Hilflose Menschen wurden durch Unterbringung in den falschen Räumen nicht genügend vor der größten Hitzeeinwirkung geschützt, man gab ihnen nicht genug zu trinken etc. Als besonders gefährdete Personenkreise gelten ältere Menschen, Kleinkinder, Menschen mit bestimmten Vorerkrankungen wie Herzkreislauferkrankungen, Diabetes u.a. Ältere Menschen sind häufiger durch andere Krankheiten belastet, die ihre Sensitivität auf thermische Belastungen erhöhen. Kleinkinder produzieren pro Körpergewicht mehr Wärme und können sich schlechter an Temperaturveränderungen anpassen. Unter den Hitzeopfern gab es bisher aber auch mehr Frauen als Männer, was allerdings vor allem damit zusammenhängt, dass es mehr ältere Frauen gibt. Eine Rolle spielt auch, dass Personen über 75 in städtischen Wärmeinseln konzentriert sind.<ref name="Mortalitaet" /> <ref>Wichert, P.v. (2008): Hitzewellen und thermophysiologische Effekte bei geschwächten bzw. vorgeschädigten Personen, in: J.L. Lozán u.a. (Hg.): Warnsignal Klima – Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg 2008, 154-158</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

== Literatur ==
* Jendritzky, G. u.a. (2007): Thermische Umweltbedingungen, in: promet 33, Nr. 3/4, s. 83-94 (Gegenstand sind u.a. auch die gesundheitlichen Folgen der Hitzewelle 2003) - auch [http://www.dwd.de/bvbw/generator/Sites/DWDWWW/Content/Oeffentlichkeit/PB/PBFB/Periodika/Promet/PDF/promet__33__3-4,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/promet_33_3-4.pdf Online]

== Weblinks ==
* Robert Koch-Institut (2011): [https://www.rki.de/DE/Content/Gesund/Umwelteinfluesse/Klimawandel/Klimawandel-Gesundheit-Sachstandsbericht.pdf?__blob=publicationFile Klimawandel und Gesundheit - Ein Sachstandsbericht] umfangreiche Darstellung mit den Schwerpunkten Hitzewellen und Allergien
* Ch. Koppe, G. Jendritzky, G. Pfaff (2003): [http://www.dwd.de/DE/leistungen/klimastatusbericht/publikationen/ksb2003_pdf/09_2003.html?nn=16102 Die Auswirkungen der Hitzewelle 2003 auf die Gesundheit] Artikel im Klimastatusbericht des Deutschen Wetterdienstes

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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/europa-rcp-daten '''Regionaldaten zu Europa'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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Hier finden Sie eine [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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[[Kategorie:Gesundheit]]

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2025-11-21T08:39:07Z

Anja:

=KLIMAWANDEL UND KLIMAFOLGEN=
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|{{Box2|Ueberschrift=Neue und überarbeitete Artikel|Fliesstext={{Bild-links|Bild=FF CO2-emissions 1990-2025.png|Breite=280px}} '''[[Kohlendioxidemissionen]]''' Kohlendioxid ist mit großem Abstand das wichtigste durch den Menschen emittierte Treibhausgas und damit auch die wichtigste Ursache des Klimawandels durch den Menschen. Zweidrittel der Treibhausgaswirkung ist durch CO<sub>2</sub> bedingt. Erst weit dahinter folgt Methan mit 14%. Maßnahmen gegen den Klimawandel drehen sich daher vor allem darum, die CO<sub>2</sub>-Emissionen zu verringern. Bis zur Mitte des Jahrhunderts soll die Emission von Kohlendioxid weitgehend heruntergefahren werden. Gegenwärtig nimmt sie jedoch immer noch zu, wenn auch nicht mehr so stark wie in den 2000er Jahren. Die Hauptquelle ist die Erzeugung von Energie aus den fossilen Energieträgeren Kohle, Öl und Gas. Nur in Europa und den USA ist es bisher gelungen, eine Wende zu weniger Emissionen von Kohlendioxid einzuleiten. Entscheidend wird in den nächsten Jahren die Entwicklung in China sein, das mit einem Drittel der weltweiten CO2-Emissionen den Klimawandel deutlich am stärksten antreibt, gefolgt von den USA mit 13%.
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[[Bild:Amazon tipping potential.jpg|left|280 px]]'''[[Klimaänderungen im Amazonasgebiet]]''' Im November 2025 findet die 30. Weltklimakonferenz COP 30 (Conference of the Parties) im brasilianischen Belém im Mündungsgebiet des Amazonas statt, in einer für den Klimawandel symbolträchtigen Region. Das Amazonasgebiet besitzt als der größte Regenwald der Erde eine zentrale Bedeutung für das irdische Klimasystem durch seine Rolle im globalen Wasser- und Kohlenstoffkreislauf. Zugleich gilt es als ein Hotspot der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung und wird seit langem als einer der Kipppunkte des Klimawandels diskutiert. Zusätzlich ist der Amazonasregenwald durch direkte menschliche Eingriffe gefährdet, die die Widerstandsfähigkeit des Waldes gegen die Auswirkungen de Klimawandels erheblich schwächen. Beide Prozesse könnten in Zukunft dazu führen, dass der Regenwald über weite Flächen in eine Savanne umgewandelt wird und damit in einen neuen Zustand "kippt", der kaum wieder rückgängig gemacht werden kann. Vgl. auch [[Klimaprojektionen Amazonasgebiet]].<br>
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[[Bild:Methan-Emissionen-cc.jpg|left|280 px]]'''[[Methan]]''' Methan ist nach Kohlendioxid das zweitwichtigste vom Menschen emittierte Treibhausgas. Pro Gewichtseinheit wirkt Methan allerdings 28 Mal stärker auf das Klima als CO<sub>2</sub>. Es gibt aber sehr viel weniger Methan in der Atmosphäre als Kohlendioxid, und Methan verbleibt deutlich weniger lange in der Atmosphäre. Wie Kohlendioxid stammt das Methan in der Atmosphäre aus natürlichen Quellen und von menschlichen Aktivitäten. Die wichtigste anthropogene Quelle ist die Landwirtschaft mit Viehzucht und Reisanbau. Die natürlichen Quellen, besonders die Feuchtgebiete in den Tropen und in den hohen Breiten, werden indirekt über den Klimawandel aber auch durch den Menschen beeinflusst. Dabei gibt es viele Rückkopplungsprozesse, die es schwierig machen, die Ursachen und die künftige Entwicklung der Methanemissionen zu berechnen.
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|{{Box2|Ueberschrift=Bildersammlung|Fliesstext={{Bild-links|Bild=Europa temp RCP85.jpg|Breite=280px}}'''[[:Kategorie:Bildergalerien|Bilder mit freien Lizenzen]]''': Eine Sammlung von z.Zt. ca. 2000 Abbildungen mit freien Lizenzen, die - meistens unter bestimmten Bedingungen - weiter verwendet werden können. Es gibt z.B. Bilder zu folgenden Kategorien: [[Atmosphärische Zirkulation (Bilder)|Atmosphärische Zirkulation]], [[Dürren (Bilder)|Dürren]], [[Eisschilde (Bilder)|Eisschilde]], [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]] etc. Die Bilder entstammen frei zugänglichen wissenschaftlichen Zeitschriften, Plattformen von Organisationen, die weitgehend copyrightfreies Material zur Verfügung stellen, und z.T. auch Büchern. Sie sind mit Erläuterungen versehen und wichtigen Themen des Klimawiki zugeordnet, was ein Verständnis im sachlichen Kontext ermöglicht. Die Sammlung wird ausgebaut. - Eine neue Sammlung bietet [[:Kategorie:Einfache_Bilder|Einfache Bilder]] an, die komplexe Zusammenhänge auch ohne tieferes Vorwissen veranschaulichen.
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|{{Box2|Ueberschrift=Aktuelle Entwicklungen|Fliesstext={{Bild-links|Bild=Konzentration_CO2_aktuell.jpg|Breite=280px}}'''CO<sub>2</sub> auf Rekord-Niveau''' Nach den Messwerten auf dem Mauna Loa erreichte die CO<sub>2</sub>-Konzentration der Atmosphäre im Jahr 2024 mit über 422 ppm einen neuen Jahresrekord. Im Mai 2025 wurden sogar 430 ppm übertroffen. Über mindestens 800.000, evtl. sogar über 2-3 Millionen Jahre betrug dieser Wert weniger als 300 ppm, vor Beginn der Industrialiserung sogar weniger als 280 ppm. Im Vergleich dazu bedeutet die aktuelle CO<sub>2</sub>-Konzentration eine Steigerung um 50% in nur gut 200 Jahren, was gegenüber natürlichen Veränderungen geradezu explosiv ist. Mehr: [[Kohlendioxid-Konzentration]]<br />

[[Bild:Arctic Sept ice1879-2013.jpg|left|280 px]]'''Immer weniger Meereis''' Das arktische Meereis hat bisher vor allem im September, dem Monat seiner geringsten Ausdehnung, stark abgenommen. Im September 2020 wurde fast das bisherige Minimum vom September 2012 erreicht und seit Beginn der Satellitenmessungen nach 2012 zum zweiten Mal die 4 Mio. km<sup>2</sup> Grenze unterschritten. Die Eiskante lag nördlich des 85. Breitengrads weit nördlich der Inselgruppen Spitzbergen, Franz-Josef-Land und Sewernaja Semlja und damit so weit im Norden wie bisher noch nie in der Satellitenära. Über den Zeitraum 1979-2019 zeigte das September-Eis eine Rate von -12,9 % pro Jahrzehnt.<br> Das antarktische Meereis nahm in den letzten Jahrzehnten dagegen eher leicht zu, worüber es verschiedene Erklärungsversuche gibt. Seit 2017 nahm die Ausdehnung des Eises rund um die Antarktis jedoch bis zum aktuellen Jahr überraschenderweise deutlich ab. Mehr: [[Arktisches Meereis]], [[Antarktisches Meereis]]<br />

[[Bild:Global-temp-1940-2025.jpg|left|280 px]]
'''[[2023 und 2024 - die wärmsten Jahre]]''' 2024 hat das bisher wärmste Jahr 2023 noch einmal um 0,12 °C globale Mitteltemperatur übertroffen und ist jetzt das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach dem europäischen Copernicus Climate Change Service mit 1,60 °C über den vorindustriellen (1850-1900) Temperaturen und war damit das erste Kalenderjahr, das die 1,5-Grad-Grenze des Klimaabkommens von Paris (2015) übertroffen hat. Wie im bisherige Rekordjahr 2023 waren die hohen Temperaturen auch 2024 durch einen El Niño, eine ungewöhnliche Erwärmung im tropischen Pazifik, mit beeinflusst. 2023 hatte sich ein starker El Niño entwickelt, der in das Jahr 2024 hinein angehalten hat. Grundlegend für die hohen Temperaturen in den Jahren 2023 und 2024 waren aber vor allem der Klimawandel durch die Emission anthropogener Treibhausgase. Auch die Ozeane waren in beiden Jahren historisch warm, mit besonders hohen Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik.<br />

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|{{Box2|Ueberschrift=Climate Engineering|Fliesstext={{Bild-links|Bild=CE Verfahren.jpg|Breite=280px}}[https://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Kategorie:Climate_Engineering Climate Engineering]: Trotz zahlreicher Warnungen aus der Wissenschaft vor den Folgen des Klimawandels zeigen die internationalen Bemühungen um den Klimaschutz nur wenig Wirkung. Die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre steigt unvermindert an und liegt inzwischen bei über 420 ppm. Angesichts dieser Entwicklung halten es viele Wissenschaftler für kaum noch möglich, dass das allgemein anerkannte Klimaziel, den globalen Temperaturanstieg auf 2 °C oder gar 1,5 °C zu begrenzen, erreicht werden kann. Daher werden zunehmend Eingriffe in das Klimasystem diskutiert, die die Auswirkungen des Klimawandels begrenzen sollen. Solche Eingriffe werden unter dem Begriff ''Climate Engineering'' zusammengefasst. Dabei geht es zum einen um die nachträgliche Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre und zum anderen um die Beeinflussung der Sonneneinstrahlung.
[[Climate Engineering]], [[Solar Radiation Management (SRM)]], [[Modifikation mariner Schichtwolken]], [[Climate Engineering und Arktisches Meereis]], [[Ozeandüngung]], [[Kohlendioxidentzug durch Aufforstung]], [[Ökonomische Aspekte des Climate Engineering]], [[Politische Herausforderungen von Climate Engineering]]
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<div style="text-align:center;">'''[[Klimawandel:Portal|Zur systematischen Übersicht: Klimawandel-Portal]]'''</div>
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|{{Box4|Ueberschrift=Bildungswiki Klimawandel|Fliesstext=Das '''"Bildungswiki Klimawandel"''' ist ein Kooperationsprojekt zwischen dem Deutschen Bildungsserver, dem Climate Service Center und dem Hamburger Bildungsserver zum Aufbau einer Enzyklopädie über den anthropogenen Klimawandel und seine Folgen.
In der sachlichen Richtigkeit sind die Artikel an den Ergebnissen aktueller wissenschaftlicher Veröffentlichungen orientiert, die in renommierten Fachzeitschriften erschienen und zumeist in die zusammenfassenden Sachstandsberichte des Weltklimarates IPCC eingegangen sind.

Anmeldung zur Mitarbeit bitte über [[Benutzer:Dieter_Kasang|Dieter Kasang]].
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{{Kontakt}}
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__NOEDITSECTION__

Klimaszenarien

2025-09-02T13:56:21Z

Anja: /* Klimamodelle */

[[Bild:SRES RCP Szenarien.jpg|thumb|520px|Die neuen RCP-Emissionspfade im Vergleich zu den SRES-Emissionspfaden bis 2050]]
== Unsicherheiten bei Klimaprojektionen ==

Neben der Frage nach den Ursachen der beobachteten globalen Erwärmung sind die Versuche einer Abschätzung des künftigen Klimas der Bereich der [[Klimaforschung]], der in der Öffentlichkeit höchste Aufmerksamkeit erhält.

Im Gegensatz zu einer Wettervorhersage beanspruchen diese Versuche nicht, einen bestimmten Zustand der Atmosphäre an einem beliebigen Ort der Erde vorherzusagen, z.B. die Temperatur am 4. Januar 2058 in Berlin, sondern zielen auf statistische Durchschnittswerte über größere Räume und Zeitabschnitte, z.B. die globale Durchschnittstemperatur oder den mittleren [[Niederschlag]] einer ganzen Klimazone über ein oder mehrere Jahrzehnte (siehe auch [[Klima und Wetter]]). Dennoch sind auch solche Berechnungen mit zahlreichen und gravierenden Unsicherheiten behaftet. Diese lassen sich grob in drei Gruppen einteilen:
# Unsicherheiten, die die [[Ursachen von Klimaänderungen|externen Einflussfaktoren auf das Klima]] betreffen,
# Unsicherheiten, die aus der begrenzten Kenntnis über das [[Klimasystem]] resultieren und
# Unsicherheiten, die in den Defiziten von [[Klimamodelle|Klimamodellen]] begründet sind.

===Externe Einflussfaktoren===
Klimaprojektionen über die nächsten 100 Jahre gehen aufgrund der Beobachtung der Vergangenheit davon aus, dass in diesem relativ kurzen Zeitraum die natürlichen externen Einflussfaktoren keine wesentlichen Veränderungen des globalen Klimas bewirken werden, auch wenn solche Möglichkeiten, z.B. eine Serie von starken [[Vulkanismus|Vulkanausbrüchen]] oder bisher nicht beobachtete Veränderungen in der [[Sonnenenergie|Sonnenaktivität]], nicht völlig ausgeschlossen werden können. Der größte Unsicherheitsfaktor wird vielmehr in der Wirkung des Menschen auf das Klima gesehen. Niemand kennt die Entwicklung der Weltgesellschaft über die nächsten Jahrzehnte bzw. kann die Bevölkerungsentwicklung genau bestimmen, die Veränderung des Konsumverhaltens, den Energieverbrauch, die Nutzung von Energiequellen, die technologische Entwicklung, das Ausbrechen von Kriegen usw. vorhersagen. Diese Unsicherheit findet ihren Ausdruck darin, dass der [[IPCC]] ein differenziertes Spektrum von Emissionsszenarien für [[Treibhausgase]] entwickelt hat, um auf diese Weise den unterschiedlichen Entwicklungsmöglichkeiten der Weltgesellschaft Rechnung zu tragen. Klimaprojektionen sind folglich immer Wenn-dann-Aussagen. Sie haben nicht den Anspruch, "'''die'''" Zukunft zu zeigen, sondern sie projezieren mögliche bzw. unter bestimmten [[#Die IPCC-Emissionszenarien|Grundannahmen]] wahrscheinliche zukünftige Entwicklungen.

===Kenntnis über das Klimasystem===
Die zweite Unsicherheit liegt darin begründet, dass trotz aller sich beeindruckend entwickelnden Forschung die Kenntnis über das [[Klimasystem]] und seine Dynamik immer noch begrenzt ist. Das betrifft besonders Fälle, in denen Rückkopplungsprozesse, kleinräumige Vorgänge oder beide zusammen eine Rolle spielen. So ist zumindest quantitativ ungewiss, wie sich ein wärmeres Klima zusammen mit einem höheren [[Kohlendioxid-Konzentration|Kohlendioxidgehalt]] der Atmosphäre auf die [[Biosphäre_im_Klimasystem#Vegetation_im_Klimasystem|Vegetation]] auswirken und deren Veränderung wiederum das Klima und den CO<sub>2</sub>-Gehalt beeinflussen wird. Noch nicht hinreichend erfasst sind außerdem viele Aspekte der Atmosphärenchemie und -physik mit ihrem Einfluss auf die Wolkenbildung und deren Einfluss auf den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre|atmosphärischen Strahlenhaushalt]]. Auch kann nicht mit Sicherheit gesagt werden, ob und wann das Klima bei Überschreitung gewisser Grenzzustände "Sprünge" machen wird, d. h. plötzlich in einen anderen Zustand umkippt, wie es z.B. durch ein Aussetzen der [[Thermohaline Zirkulation|thermohalinen Zirkulation]] am Ende der letzten Kaltzeit tatsächlich vorgekommen ist.

* ''Siehe auch: [[Kipppunkte im Klimasystem]]''

===Klimamodelle===
*Hauptartikel: [[Klimamodelle]]
Drittens ist die Klimaforschung bei den Berechnungen des zukünftigen Klimas auf Computermodellsimulationen angewiesen, die in einer Art Ersatzrealität das hochkomplexe [[Klimasystem]], seine interne Dynamik und den Einfluss von externen Faktoren, insbesondere den Einfluss des Menschen, darzustellen versuchen. Auch hier gab es eine nahezu schwindelerregende Entwicklung zu immer mehr Computerleistung. Trotzdem ist die Leistungsfähigkeit weiterhin begrenzt, was sich anschaulich in der räumlichen Auflösung von globalen Atmosphärenmodellen zeigt, die gegenwärtig bei einem Gitternetz von über 100 km Breite liegt, wodurch viele kleinräumige Prozesse wie etwa die Wolkenbildung oder die Dynamik der großen [[Eisschilde]] immer noch nicht erfasst werden können. Die Erfolge, die mit Klimamodellen bei der Simulation des vergangenen und gegenwärtigen Klimas erzielt werden konnten, verleihen den Modellsimulationen dennoch ein erhebliches Gewicht. Ihre Aussagen nicht ernst zu nehmen wäre angesichts der weitreichenden Folgen einer fortgesetzten Klimaänderung und der Eintrittswahrscheinlichkeit, die die Modelle vorhersagen, höchst unverantwortlich (Näheres s. [[Klimamodelle]]).

=== Zusammenfassung der Unsicherheiten ===
[[Bild:szenarien.jpg|thumb|450px|Szenariendiagramm für die IPCC-Emissionsszenarien. Jedem Emissionsszenario entspricht dabei ein konkretes Konzentrations- und Klimaszenario.]]
Die Kombination aller Unsicherheiten führt zu einer unbegrenzten Anzahl von möglichen Zukünften mit einer großen Spanne an möglichen Klimazuständen zum Ende des 21. Jahrhunderts und darüber hinaus. Die wichtigsten Fragen lauten in diesem Zusammenhang:
# Wie wird sich die Menschheit weiter entwickeln, und welche Emissionen und sonstigen Einflüsse hat das zur Folge?
# Wie werden sich die Emissionen auf die Konzentrationen von Treibhausgasen auswirken? Wieviel wird durch die Senken im [[Kohlenstoffkreislauf]], nämlich Land-Biosphäre und Ozean, wieder aufgenommen und wieviel verbleibt in der Atmosphäre?
# Wie wird sich eine bestimmte Konzentration auf das Klima der Zukunft auswirken (siehe auch [[Klimasensitivität]])?

Aus einer Reihe von möglichen gesellschaftlichen Entwicklungen von der Gegenwart bis in die Zukunft folgen Szenarien der Treibhausgas-Emissionen. Aus diesen resultieren verschiedene Möglichkeiten der Treibhausgas-Konzentration und daraus wiederum mehrere mögliche Klimaentwicklungen.
Ergebnisse mit verschiedenen Modellen des [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoffkreislaufs]] zeigen, dass die Unsicherheitsspanne der CO<sub>2</sub>-Konzentrationen und des Klimas um 2100 für ein und dasselbe Emissionsszenario ungefähr so groß ist wie der Unterschied zwischen den Szenarien bei einem bestimmten Kreislaufmodell. Kurz gesagt: Die Unsicherheiten des menschlichen Verhaltens sind ungefähr genauso wichtig wie die Unsicherheiten des Klimasystems; sie tragen zur am Ende resultierenden Unsicherheitsspanne etwa gleich viel bei.

== Die IPCC-Emissionsszenarien ==
[[Bild:IPCC_szenarien.jpg|thumb|420px|Anschauliche Darstellung der vier SRES-Szenario-Familien<ref name="SRES-Kap4-Scenarios" /> des [[IPCC]]]]
Bei dem Versuch, Aussagen über das künftige Klima zu machen, beschränkt sich die Klimaforschung in der Regel auf Projektionen für die nächsten 100 Jahre. Die zentrale Frage ist: Wie entwickelt sich das globale Klima durch den weiteren Anstieg der anthropogenen Emissionen von [[Treibhausgase]]n und welche [[Klimawandel:Portal#Folgen_des_Klimawandels|Folgen]] hat der zu erwartende Klimawandel?

Die zukünftigen Emissionen sind von ökonomischen, sozialen und politischen Entwicklungen abhängig, die grundsätzlich nicht vorhersagbar sind. Die Klimaforschung geht daher von einer breiten Varianz von Annahmen über die künftige Entwicklung der Menschheit aus, aus denen sie eine vielfältige Palette von Emissionsszenarien ableitet, die wiederum die Grundlage für Projektionen über die künftige Klimaentwicklung bilden. Der [[IPCC]]-Bericht von 2001 ''("Third Assessment Report")'' basiert auf nahezu 40 Szenarien, die je nach Annahme über die weitere Entwicklung der menschlichen Weltgesellschaft in vier "Familien" (A1, B1; A2, B2; vgl. die nebenstehende Grafik) gegliedert sind.<ref name="SRES-Kap4-Scenarios">IPCC Special Report on Emissions Scenarios (SRES): [http://www.grida.no/publications/other/ipcc%5Fsr/?src=/climate/ipcc/emission/089.htm Chapter 4: An Overview of Scenarios]</ref> <ref name="IPCC-TAR">IPCC Third Assessment Report (TAR), Climate Change 2001: [http://www.ipcc.ch/pdf/reports-nonUN-translations/deutch/2001-wg1.pdf Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger • Klimaänderung 2001: Wissenschaftliche Grundlagen (Seite 18 der PDF-Datei)]</ref>

Die den früheren IPCC-Berichten zugrundeliegenden IS92-Szenarien (IPCC-Szenarien von 1992) wurden ab 1996 gründlich überarbeitet. Das Ergebnis sind die 40 neuen sogenannten SRES-Szenarien (nach: ''"Special Report on Emissions Scenarios"''<ref name="SRES-Kap4-Scenarios" />), die die möglichen Entwicklungen im 21. Jahrhundert in den Bereichen Bevölkerungswachstum, ökonomische und soziale Entwicklung, technologische Veränderungen, Ressourcen-Verbrauch und Umweltmanagement differenzierter als bisher berücksichtigen. Sie lagen sowohl dem [[IPCC]]-Bericht von 2001 ''("Third Assessment Report")'' als auch dem ''"Fourth Assessment Report" (AR4)'' des IPCC von 2007 zugrunde. Die 40 Szenarien werden in vier Haupt-Typen, nämlich die "Szenario-Familien" A1, B1, A2 und B2 unterteilt.

{| style="background-color:#EEE9E9;" width="100%" align="center"||
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'''Die Emissions-Szenarien des IPCC-Sonderberichtes über Emissions-Szenarien (SRES )'''<ref name="IPCC-AR4">Text nach: IPCC Fourth Assessment Report (AR4), Climate Change 2007, WG I: [http://www.ipcc.ch/pdf/reports-nonUN-translations/deutch/IPCC2007-WG1.pdf ''Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger • Klimaänderung 2007: Wissenschaftliche Grundlagen'' (Seite 18 von 18 der PDF-Datei)]; offizielle deutsche Übersetzung der [http://www.de-ipcc.de/ Deutschen IPCC Koordinierungsstelle]</ref>

'''A1.''' Die A1-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine zukünftige Welt mit sehr raschem Wirtschaftswachstum, einer Mitte des 21. Jahrhunderts kulminierenden und danach rückläufigen Weltbevölkerung, und rascher Einführung neuer und effizienterer Technologien. Wichtige grundlegende Themen sind Annäherung von Regionen, Entwicklung von Handlungskompetenz sowie zunehmende kulturelle und soziale Interaktion bei gleichzeitiger substantieller Verringerung regionaler Unterschiede der Pro-Kopf-Einkommen. Die A1-Szenarien- Familie teilt sich in drei Gruppen auf, die unterschiedliche Ausrichtungen technologischer Änderungen im Energiesystem beschreiben. Die drei A1-Gruppen unterscheiden sich in ihrer technologischen Hauptstossrichtung: '''f'''ossil-'''i'''ntensiv (A1'''FI'''), nichtfossile Energiequellen (A1T) oder eine ausgewogene Nutzung aller Quellen (A1B) (wobei ausgewogene Nutzung definiert ist als eine nicht allzu große Abhängigkeit von einer bestimmten Energiequelle und durch die Annahme eines ähnlichen Verbesserungspotentials für alle Energieversorgungs- und -verbrauchstechnologien).

'''A2.''' Die A2-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine sehr heterogene Welt. Das Grundthema ist Autarkie und Bewahrung lokaler Identitäten. Regionale Fruchtbarkeitsmuster konvergieren nur sehr langsam, was eine stetig zunehmende Bevölkerung zur Folge hat. Die wirtschaftliche Entwicklung ist vorwiegend regional orientiert und das Pro-Kopf-Wirtschaftswachstum und technologische Veränderungen sind bruchstückhafter und langsamer als in anderen Modellgeschichten.

'''B1.''' Die B1- Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine sich näher kommende Welt, mit der gleichen, Mitte des 21. Jahrhunderts kulminierenden und danach rückläufigen Weltbevölkerung wie in der A1-Modellgeschichte, jedoch mit raschen Änderungen der wirtschaftlichen Strukturen in Richtung einer Dienstleistungs- und Informationswirtschaft, bei gleichzeitigem Rückgang des Materialverbrauchs und Einführung von sauberen und ressourcen-effizienten Technologien. Das Schwergewicht liegt auf globalen Lösungen für eine wirtschaftliche, soziale und umweltgerechte Nachhaltigkeit, einschließlich erhöhter sozialer Gerechtigkeit, aber ohne zusätzliche Klimainitiativen.

'''B2.''' Die B2-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine Welt mit Schwerpunkt auf lokalen Lösungen für eine wirtschaftliche, soziale und umweltgerechte Nachhaltigkeit. Es ist eine Welt mit einer stetig, jedoch langsamer als in A2 ansteigenden Weltbevölkerung, wirtschaftlicher Entwicklung auf mittlerem Niveau und weniger raschem, dafür vielfältigerem technologischem Fortschritt als in den B1- und A1-Modellgeschichten. Obwohl das Szenario auch auf Umweltschutz und soziale Gerechtigkeit ausgerichtet ist, liegt der Schwerpunkt auf der lokalen und regionalen Ebene. <br /><br />Für jede der '''sechs Szenarien-Gruppen''' A1B, A1FI, A1T, A2, B1 und B2 wurde ein illustratives Szenario gewählt. Alle sollten als gleich stichhaltig betrachtet werden. Die SRES-Szenarien beinhalten keine zusätzlichen Klimainitiativen, d.h. es sind keine Szenarien berücksichtigt, die ausdrücklich eine Umsetzung des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC) oder den Emissionszielsetzungen des Kyoto-Protokolls annehmen.
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== Verwendung der Szenarien in den IPCC-Berichten ==

Da bislang kaum Klimamodelle existierten, die die Quellen und Senken von Kohlendioxid und deren Abhängigkeit von CO<sub>2</sub>-Konzentration und Klima mit beinhalteten, musste man diesen Modellen einen CO<sub>2</sub>-Gehalt vorgeben, aus dem sie dann das Klima berechneten. Nur die roten Pfeile des Diagramms ganz oben sind also in den klassischen Szenarien berücksichtigt. Für jede der vier Emissionsszenario-Familien wurden dazu CO<sub>2</sub>-Konzentrationen mit zwei verschiedenen Modellen eines vereinfachten Kohlenstoffkreislaufs errechnet. Diese wurden dann als Grundlage für den dritten und vierten IPCC-Sachstandsbericht verwendet. <ref>[http://www.grida.no/publications/other/ipcc_tar/?src=/climate/ipcc_tar/wg1/122.htm#box37 Dritter IPCC-Sachstandbericht, Box 3.7]: Die Modelle Bern-CC und ISAM zur Errechnung der CO2-Konzentrationen</ref>
Die Weiterentwicklung der Klimamodelle macht es in Zukunft möglich, diese Abschätzung nicht mehr getrennt vorzunehmen, sondern das Klima direkt aus den Emissionen zu berechnen. Auch bei der herkömmlichen Methode wurde natürlich eine Vielzahl von Klimamodellen benutzt, so dass auch bei einem einzigen Emissions- und Konzentrationsszenario der Klimawandel immer etwas verschieden ausfällt. Deshalb gibt es zu jedem Szenario eine Unsicherheitsspanne.

Näheres findet sich in dem Artikel [[Klima im 21. Jahrhundert]].

== Die RCP-Szenarien für den 5. IPCC-Sachstandsbericht ==
* s. Hauptartikel [[RCP-Szenarien]]
Für den 5. Sachstandsbericht des [[IPCC]], der 2013/14 erschienen ist, wurden sogenannte „Repräsentative Konzentrationspfade“ (Representative Concentration Pathways - RCPs) entwickelt. Anders als bei den SRES-Emissionsszenarien wird bei den neuen Szenarien der Schwerpunkt nicht auf die Emission, sondern auf die Konzentration und den [[Strahlungsantrieb]] der [[Treibhausgase]] gelegt.

== Die ergänzenden SSP-Szenarien für den 6. IPCC-Sachstandsbericht ==
* s. Hauptartikel [[SSP-Szenarien]]
Für den 6. Sachstandsbericht des [[IPCC]], der 2021/22 erschienen ist, wurden mit den SSP-Szenarien (Shared Socioeconomic Pathways, dt.: gemeinsame sozioökonomische Entwicklungspfade) sozioökonomische Szenarien als Ergänzung zu den den RCP-Szenarien entwickelt. Bei ihnen handelt es sich um eine Darstellung der globalen gesellschaftlichen, demographischen und ökonomischen Veränderungen, die zu den RCP-Szenarien führen.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Unterricht ==
* Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU): [http://www.umwelt-im-unterricht.de/uiufiles/dateien/klima_de_schuelerhefte.pdf#55 Einmal Zukunft und zurück - Szenarien für die Entwicklung unseres Klimas]'' Seite 53 ff. der PDF-Datei (Schülerarbeitsheft und [http://www.umwelt-im-unterricht.de/medien/dateien/klimaschutz-und-klimapolitik-lehrerheftsek/ Lehrerhandreichung])

== Weblinks ==
* H. Paeth (2007): [http://edoc.hu-berlin.de/docviews/abstract.php?lang=ger&id=28158 Klimamodellsimulationen], aus: Wilfried Endlicher, Friedrich-Wilhelm Gerstengarbe: [http://edoc.hu-berlin.de/miscellanies/klimawandel/ Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke], 44-55
* Bundeszentrale für politische Bildung: [http://www.bpb.de/gesellschaft/umwelt/klimawandel/181235/klimaveraenderung Klimaveränderung heute und morgen] (Klimaszenarien und ihre Bedeutung)
* Deutscher Wetterdienst (DWD): [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop;jsessionid=82b3NYxGvMKrGKWVKPrSvRJ2hHLV9QKk33JFytcJ0hm6J6D0mzXF!346754326!NONE?_nfpb=true&_state=maximized&_windowLabel=T99803827171196328354269&T99803827171196328354269gsbDocumentPath=Navigation%252FOeffentlichkeit%252FHomepage%252FKlimawandel%252FKlimawandel__neu__Klimaszenarien__node.html%253F__nnn%253Dtrue&_pageLabel=dwdwww_start&switchLang=de Klimaszenarien - Einblicke in unser zukünftiges Klima]
*E. Kriegler (Klimanavigator): [http://www.klimanavigator.de/dossier/artikel/012038/index.php Die neuen RCP-Szenarien für den kommenden 5. IPCC-Sachstandsbericht]

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
umfasst=Klimaprojektionen
|umfasst=Langfristige Klimaänderungen
|umfasst=RCP-Szenarien
|beeinflusst von=Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen
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|Unterrichtsmaterial=[http://www.umwelt-im-unterricht.de/uiufiles/dateien/klima_de_schuelerhefte.pdf#55 Einmal Zukunft und zurück - Szenarien für die Entwicklung unseres Klimas] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimaprojektionen, Langfristige Klimaänderungen, Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen, Zukünftige Aerosolkonzentrationen, Strahlungsantrieb, Strahlungshaushalt der Atmosphäre, Klimamodelle, Klimaszenarien, Klimaforschung</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Klimaforschung]]

Klimaszenarien

2025-09-02T05:58:52Z

Anja: Änderung von Anja (Diskussion) wurde auf die letzte Version von Sandra Burger zurückgesetzt

[[Bild:SRES RCP Szenarien.jpg|thumb|520px|Die neuen RCP-Emissionspfade im Vergleich zu den SRES-Emissionspfaden bis 2050]]
== Unsicherheiten bei Klimaprojektionen ==

Neben der Frage nach den Ursachen der beobachteten globalen Erwärmung sind die Versuche einer Abschätzung des künftigen Klimas der Bereich der [[Klimaforschung]], der in der Öffentlichkeit höchste Aufmerksamkeit erhält.

Im Gegensatz zu einer Wettervorhersage beanspruchen diese Versuche nicht, einen bestimmten Zustand der Atmosphäre an einem beliebigen Ort der Erde vorherzusagen, z.B. die Temperatur am 4. Januar 2058 in Berlin, sondern zielen auf statistische Durchschnittswerte über größere Räume und Zeitabschnitte, z.B. die globale Durchschnittstemperatur oder den mittleren [[Niederschlag]] einer ganzen Klimazone über ein oder mehrere Jahrzehnte (siehe auch [[Klima und Wetter]]). Dennoch sind auch solche Berechnungen mit zahlreichen und gravierenden Unsicherheiten behaftet. Diese lassen sich grob in drei Gruppen einteilen:
# Unsicherheiten, die die [[Ursachen von Klimaänderungen|externen Einflussfaktoren auf das Klima]] betreffen,
# Unsicherheiten, die aus der begrenzten Kenntnis über das [[Klimasystem]] resultieren und
# Unsicherheiten, die in den Defiziten von [[Klimamodelle|Klimamodellen]] begründet sind.

===Externe Einflussfaktoren===
Klimaprojektionen über die nächsten 100 Jahre gehen aufgrund der Beobachtung der Vergangenheit davon aus, dass in diesem relativ kurzen Zeitraum die natürlichen externen Einflussfaktoren keine wesentlichen Veränderungen des globalen Klimas bewirken werden, auch wenn solche Möglichkeiten, z.B. eine Serie von starken [[Vulkanismus|Vulkanausbrüchen]] oder bisher nicht beobachtete Veränderungen in der [[Sonnenenergie|Sonnenaktivität]], nicht völlig ausgeschlossen werden können. Der größte Unsicherheitsfaktor wird vielmehr in der Wirkung des Menschen auf das Klima gesehen. Niemand kennt die Entwicklung der Weltgesellschaft über die nächsten Jahrzehnte bzw. kann die Bevölkerungsentwicklung genau bestimmen, die Veränderung des Konsumverhaltens, den Energieverbrauch, die Nutzung von Energiequellen, die technologische Entwicklung, das Ausbrechen von Kriegen usw. vorhersagen. Diese Unsicherheit findet ihren Ausdruck darin, dass der [[IPCC]] ein differenziertes Spektrum von Emissionsszenarien für [[Treibhausgase]] entwickelt hat, um auf diese Weise den unterschiedlichen Entwicklungsmöglichkeiten der Weltgesellschaft Rechnung zu tragen. Klimaprojektionen sind folglich immer Wenn-dann-Aussagen. Sie haben nicht den Anspruch, "'''die'''" Zukunft zu zeigen, sondern sie projezieren mögliche bzw. unter bestimmten [[#Die IPCC-Emissionszenarien|Grundannahmen]] wahrscheinliche zukünftige Entwicklungen.

===Kenntnis über das Klimasystem===
Die zweite Unsicherheit liegt darin begründet, dass trotz aller sich beeindruckend entwickelnden Forschung die Kenntnis über das [[Klimasystem]] und seine Dynamik immer noch begrenzt ist. Das betrifft besonders Fälle, in denen Rückkopplungsprozesse, kleinräumige Vorgänge oder beide zusammen eine Rolle spielen. So ist zumindest quantitativ ungewiss, wie sich ein wärmeres Klima zusammen mit einem höheren [[Kohlendioxid-Konzentration|Kohlendioxidgehalt]] der Atmosphäre auf die [[Biosphäre_im_Klimasystem#Vegetation_im_Klimasystem|Vegetation]] auswirken und deren Veränderung wiederum das Klima und den CO<sub>2</sub>-Gehalt beeinflussen wird. Noch nicht hinreichend erfasst sind außerdem viele Aspekte der Atmosphärenchemie und -physik mit ihrem Einfluss auf die Wolkenbildung und deren Einfluss auf den [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre|atmosphärischen Strahlenhaushalt]]. Auch kann nicht mit Sicherheit gesagt werden, ob und wann das Klima bei Überschreitung gewisser Grenzzustände "Sprünge" machen wird, d. h. plötzlich in einen anderen Zustand umkippt, wie es z.B. durch ein Aussetzen der [[Thermohaline Zirkulation|thermohalinen Zirkulation]] am Ende der letzten Kaltzeit tatsächlich vorgekommen ist.

* ''Siehe auch: [[Kipppunkte im Klimasystem]]''

===Klimamodelle===
*Hauptartikel: [[Klimamodelle]]
Drittens ist die Klimaforschung bei der Berechnungen des zukünftigen Klimas auf Computermodellsimulationen angewiesen, die in einer Art Ersatzrealität das hochkomplexe [[Klimasystem]], seine interne Dynamik und den Einfluss von externen Faktoren, insbesondere den Einfluss des Menschen, darzustellen versuchen. Auch hier gab es eine nahezu schwindelerregende Entwicklung zu immer mehr Computerleistung. Trotzdem ist die Leistungsfähigkeit weiterhin begrenzt, was sich anschaulich in der räumlichen Auflösung von globalen Atmosphärenmodellen zeigt, die gegenwärtig bei einem Gitternetz von über 100 km Breite liegt, wodurch viele kleinräumige Prozesse wie etwa die Wolkenbildung oder die Dynamik der großen [[Eisschilde]] immer noch nicht erfasst werden können. Die Erfolge, die mit Klimamodellen bei der Simulation des vergangenen und gegenwärtigen Klimas erzielt werden konnten, verleihen den Modellsimulationen dennoch ein erhebliches Gewicht. Ihre Aussagen nicht ernst zu nehmen wäre angesichts der weitreichenden Folgen einer fortgesetzten Klimaänderung und der Eintrittswahrscheinlichkeit, die die Modelle vorhersagen, höchst unverantwortlich (Näheres s. [[Klimamodelle]]).

=== Zusammenfassung der Unsicherheiten ===
[[Bild:szenarien.jpg|thumb|450px|Szenariendiagramm für die IPCC-Emissionsszenarien. Jedem Emissionsszenario entspricht dabei ein konkretes Konzentrations- und Klimaszenario.]]
Die Kombination aller Unsicherheiten führt zu einer unbegrenzten Anzahl von möglichen Zukünften mit einer großen Spanne an möglichen Klimazuständen zum Ende des 21. Jahrhunderts und darüber hinaus. Die wichtigsten Fragen lauten in diesem Zusammenhang:
# Wie wird sich die Menschheit weiter entwickeln, und welche Emissionen und sonstigen Einflüsse hat das zur Folge?
# Wie werden sich die Emissionen auf die Konzentrationen von Treibhausgasen auswirken? Wieviel wird durch die Senken im [[Kohlenstoffkreislauf]], nämlich Land-Biosphäre und Ozean, wieder aufgenommen und wieviel verbleibt in der Atmosphäre?
# Wie wird sich eine bestimmte Konzentration auf das Klima der Zukunft auswirken (siehe auch [[Klimasensitivität]])?

Aus einer Reihe von möglichen gesellschaftlichen Entwicklungen von der Gegenwart bis in die Zukunft folgen Szenarien der Treibhausgas-Emissionen. Aus diesen resultieren verschiedene Möglichkeiten der Treibhausgas-Konzentration und daraus wiederum mehrere mögliche Klimaentwicklungen.
Ergebnisse mit verschiedenen Modellen des [[Kohlenstoffkreislauf|Kohlenstoffkreislaufs]] zeigen, dass die Unsicherheitsspanne der CO<sub>2</sub>-Konzentrationen und des Klimas um 2100 für ein und dasselbe Emissionsszenario ungefähr so groß ist wie der Unterschied zwischen den Szenarien bei einem bestimmten Kreislaufmodell. Kurz gesagt: Die Unsicherheiten des menschlichen Verhaltens sind ungefähr genauso wichtig wie die Unsicherheiten des Klimasystems; sie tragen zur am Ende resultierenden Unsicherheitsspanne etwa gleich viel bei.

== Die IPCC-Emissionsszenarien ==
[[Bild:IPCC_szenarien.jpg|thumb|420px|Anschauliche Darstellung der vier SRES-Szenario-Familien<ref name="SRES-Kap4-Scenarios" /> des [[IPCC]]]]
Bei dem Versuch, Aussagen über das künftige Klima zu machen, beschränkt sich die Klimaforschung in der Regel auf Projektionen für die nächsten 100 Jahre. Die zentrale Frage ist: Wie entwickelt sich das globale Klima durch den weiteren Anstieg der anthropogenen Emissionen von [[Treibhausgase]]n und welche [[Klimawandel:Portal#Folgen_des_Klimawandels|Folgen]] hat der zu erwartende Klimawandel?

Die zukünftigen Emissionen sind von ökonomischen, sozialen und politischen Entwicklungen abhängig, die grundsätzlich nicht vorhersagbar sind. Die Klimaforschung geht daher von einer breiten Varianz von Annahmen über die künftige Entwicklung der Menschheit aus, aus denen sie eine vielfältige Palette von Emissionsszenarien ableitet, die wiederum die Grundlage für Projektionen über die künftige Klimaentwicklung bilden. Der [[IPCC]]-Bericht von 2001 ''("Third Assessment Report")'' basiert auf nahezu 40 Szenarien, die je nach Annahme über die weitere Entwicklung der menschlichen Weltgesellschaft in vier "Familien" (A1, B1; A2, B2; vgl. die nebenstehende Grafik) gegliedert sind.<ref name="SRES-Kap4-Scenarios">IPCC Special Report on Emissions Scenarios (SRES): [http://www.grida.no/publications/other/ipcc%5Fsr/?src=/climate/ipcc/emission/089.htm Chapter 4: An Overview of Scenarios]</ref> <ref name="IPCC-TAR">IPCC Third Assessment Report (TAR), Climate Change 2001: [http://www.ipcc.ch/pdf/reports-nonUN-translations/deutch/2001-wg1.pdf Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger • Klimaänderung 2001: Wissenschaftliche Grundlagen (Seite 18 der PDF-Datei)]</ref>

Die den früheren IPCC-Berichten zugrundeliegenden IS92-Szenarien (IPCC-Szenarien von 1992) wurden ab 1996 gründlich überarbeitet. Das Ergebnis sind die 40 neuen sogenannten SRES-Szenarien (nach: ''"Special Report on Emissions Scenarios"''<ref name="SRES-Kap4-Scenarios" />), die die möglichen Entwicklungen im 21. Jahrhundert in den Bereichen Bevölkerungswachstum, ökonomische und soziale Entwicklung, technologische Veränderungen, Ressourcen-Verbrauch und Umweltmanagement differenzierter als bisher berücksichtigen. Sie lagen sowohl dem [[IPCC]]-Bericht von 2001 ''("Third Assessment Report")'' als auch dem ''"Fourth Assessment Report" (AR4)'' des IPCC von 2007 zugrunde. Die 40 Szenarien werden in vier Haupt-Typen, nämlich die "Szenario-Familien" A1, B1, A2 und B2 unterteilt.

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'''Die Emissions-Szenarien des IPCC-Sonderberichtes über Emissions-Szenarien (SRES )'''<ref name="IPCC-AR4">Text nach: IPCC Fourth Assessment Report (AR4), Climate Change 2007, WG I: [http://www.ipcc.ch/pdf/reports-nonUN-translations/deutch/IPCC2007-WG1.pdf ''Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger • Klimaänderung 2007: Wissenschaftliche Grundlagen'' (Seite 18 von 18 der PDF-Datei)]; offizielle deutsche Übersetzung der [http://www.de-ipcc.de/ Deutschen IPCC Koordinierungsstelle]</ref>

'''A1.''' Die A1-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine zukünftige Welt mit sehr raschem Wirtschaftswachstum, einer Mitte des 21. Jahrhunderts kulminierenden und danach rückläufigen Weltbevölkerung, und rascher Einführung neuer und effizienterer Technologien. Wichtige grundlegende Themen sind Annäherung von Regionen, Entwicklung von Handlungskompetenz sowie zunehmende kulturelle und soziale Interaktion bei gleichzeitiger substantieller Verringerung regionaler Unterschiede der Pro-Kopf-Einkommen. Die A1-Szenarien- Familie teilt sich in drei Gruppen auf, die unterschiedliche Ausrichtungen technologischer Änderungen im Energiesystem beschreiben. Die drei A1-Gruppen unterscheiden sich in ihrer technologischen Hauptstossrichtung: '''f'''ossil-'''i'''ntensiv (A1'''FI'''), nichtfossile Energiequellen (A1T) oder eine ausgewogene Nutzung aller Quellen (A1B) (wobei ausgewogene Nutzung definiert ist als eine nicht allzu große Abhängigkeit von einer bestimmten Energiequelle und durch die Annahme eines ähnlichen Verbesserungspotentials für alle Energieversorgungs- und -verbrauchstechnologien).

'''A2.''' Die A2-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine sehr heterogene Welt. Das Grundthema ist Autarkie und Bewahrung lokaler Identitäten. Regionale Fruchtbarkeitsmuster konvergieren nur sehr langsam, was eine stetig zunehmende Bevölkerung zur Folge hat. Die wirtschaftliche Entwicklung ist vorwiegend regional orientiert und das Pro-Kopf-Wirtschaftswachstum und technologische Veränderungen sind bruchstückhafter und langsamer als in anderen Modellgeschichten.

'''B1.''' Die B1- Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine sich näher kommende Welt, mit der gleichen, Mitte des 21. Jahrhunderts kulminierenden und danach rückläufigen Weltbevölkerung wie in der A1-Modellgeschichte, jedoch mit raschen Änderungen der wirtschaftlichen Strukturen in Richtung einer Dienstleistungs- und Informationswirtschaft, bei gleichzeitigem Rückgang des Materialverbrauchs und Einführung von sauberen und ressourcen-effizienten Technologien. Das Schwergewicht liegt auf globalen Lösungen für eine wirtschaftliche, soziale und umweltgerechte Nachhaltigkeit, einschließlich erhöhter sozialer Gerechtigkeit, aber ohne zusätzliche Klimainitiativen.

'''B2.''' Die B2-Modellgeschichte bzw. -Szenarien-Familie beschreibt eine Welt mit Schwerpunkt auf lokalen Lösungen für eine wirtschaftliche, soziale und umweltgerechte Nachhaltigkeit. Es ist eine Welt mit einer stetig, jedoch langsamer als in A2 ansteigenden Weltbevölkerung, wirtschaftlicher Entwicklung auf mittlerem Niveau und weniger raschem, dafür vielfältigerem technologischem Fortschritt als in den B1- und A1-Modellgeschichten. Obwohl das Szenario auch auf Umweltschutz und soziale Gerechtigkeit ausgerichtet ist, liegt der Schwerpunkt auf der lokalen und regionalen Ebene. <br /><br />Für jede der '''sechs Szenarien-Gruppen''' A1B, A1FI, A1T, A2, B1 und B2 wurde ein illustratives Szenario gewählt. Alle sollten als gleich stichhaltig betrachtet werden. Die SRES-Szenarien beinhalten keine zusätzlichen Klimainitiativen, d.h. es sind keine Szenarien berücksichtigt, die ausdrücklich eine Umsetzung des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC) oder den Emissionszielsetzungen des Kyoto-Protokolls annehmen.
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== Verwendung der Szenarien in den IPCC-Berichten ==

Da bislang kaum Klimamodelle existierten, die die Quellen und Senken von Kohlendioxid und deren Abhängigkeit von CO<sub>2</sub>-Konzentration und Klima mit beinhalteten, musste man diesen Modellen einen CO<sub>2</sub>-Gehalt vorgeben, aus dem sie dann das Klima berechneten. Nur die roten Pfeile des Diagramms ganz oben sind also in den klassischen Szenarien berücksichtigt. Für jede der vier Emissionsszenario-Familien wurden dazu CO<sub>2</sub>-Konzentrationen mit zwei verschiedenen Modellen eines vereinfachten Kohlenstoffkreislaufs errechnet. Diese wurden dann als Grundlage für den dritten und vierten IPCC-Sachstandsbericht verwendet. <ref>[http://www.grida.no/publications/other/ipcc_tar/?src=/climate/ipcc_tar/wg1/122.htm#box37 Dritter IPCC-Sachstandbericht, Box 3.7]: Die Modelle Bern-CC und ISAM zur Errechnung der CO2-Konzentrationen</ref>
Die Weiterentwicklung der Klimamodelle macht es in Zukunft möglich, diese Abschätzung nicht mehr getrennt vorzunehmen, sondern das Klima direkt aus den Emissionen zu berechnen. Auch bei der herkömmlichen Methode wurde natürlich eine Vielzahl von Klimamodellen benutzt, so dass auch bei einem einzigen Emissions- und Konzentrationsszenario der Klimawandel immer etwas verschieden ausfällt. Deshalb gibt es zu jedem Szenario eine Unsicherheitsspanne.

Näheres findet sich in dem Artikel [[Klima im 21. Jahrhundert]].

== Die RCP-Szenarien für den 5. IPCC-Sachstandsbericht ==
* s. Hauptartikel [[RCP-Szenarien]]
Für den 5. Sachstandsbericht des [[IPCC]], der 2013/14 erschienen ist, wurden sogenannte „Repräsentative Konzentrationspfade“ (Representative Concentration Pathways - RCPs) entwickelt. Anders als bei den SRES-Emissionsszenarien wird bei den neuen Szenarien der Schwerpunkt nicht auf die Emission, sondern auf die Konzentration und den [[Strahlungsantrieb]] der [[Treibhausgase]] gelegt.

== Die ergänzenden SSP-Szenarien für den 6. IPCC-Sachstandsbericht ==
* s. Hauptartikel [[SSP-Szenarien]]
Für den 6. Sachstandsbericht des [[IPCC]], der 2021/22 erschienen ist, wurden mit den SSP-Szenarien (Shared Socioeconomic Pathways, dt.: gemeinsame sozioökonomische Entwicklungspfade) sozioökonomische Szenarien als Ergänzung zu den den RCP-Szenarien entwickelt. Bei ihnen handelt es sich um eine Darstellung der globalen gesellschaftlichen, demographischen und ökonomischen Veränderungen, die zu den RCP-Szenarien führen.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Unterricht ==
* Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU): [http://www.umwelt-im-unterricht.de/uiufiles/dateien/klima_de_schuelerhefte.pdf#55 Einmal Zukunft und zurück - Szenarien für die Entwicklung unseres Klimas]'' Seite 53 ff. der PDF-Datei (Schülerarbeitsheft und [http://www.umwelt-im-unterricht.de/medien/dateien/klimaschutz-und-klimapolitik-lehrerheftsek/ Lehrerhandreichung])

== Weblinks ==
* H. Paeth (2007): [http://edoc.hu-berlin.de/docviews/abstract.php?lang=ger&id=28158 Klimamodellsimulationen], aus: Wilfried Endlicher, Friedrich-Wilhelm Gerstengarbe: [http://edoc.hu-berlin.de/miscellanies/klimawandel/ Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke], 44-55
* Bundeszentrale für politische Bildung: [http://www.bpb.de/gesellschaft/umwelt/klimawandel/181235/klimaveraenderung Klimaveränderung heute und morgen] (Klimaszenarien und ihre Bedeutung)
* Deutscher Wetterdienst (DWD): [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop;jsessionid=82b3NYxGvMKrGKWVKPrSvRJ2hHLV9QKk33JFytcJ0hm6J6D0mzXF!346754326!NONE?_nfpb=true&_state=maximized&_windowLabel=T99803827171196328354269&T99803827171196328354269gsbDocumentPath=Navigation%252FOeffentlichkeit%252FHomepage%252FKlimawandel%252FKlimawandel__neu__Klimaszenarien__node.html%253F__nnn%253Dtrue&_pageLabel=dwdwww_start&switchLang=de Klimaszenarien - Einblicke in unser zukünftiges Klima]
*E. Kriegler (Klimanavigator): [http://www.klimanavigator.de/dossier/artikel/012038/index.php Die neuen RCP-Szenarien für den kommenden 5. IPCC-Sachstandsbericht]

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
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|umfasst=RCP-Szenarien
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}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Klimaprojektionen, Langfristige Klimaänderungen, Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen, Zukünftige Aerosolkonzentrationen, Strahlungsantrieb, Strahlungshaushalt der Atmosphäre, Klimamodelle, Klimaszenarien, Klimaforschung</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaprojektionen]]
[[Kategorie:Klimaforschung]]

Klimaszenarien

2025-09-01T13:30:17Z

Anja: /* Klimamodelle */

Dürren

2025-08-29T10:20:00Z

Anja: /* Was sind Dürren? */

[[Bild:Serengti tmo 2006009.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Dürre in Tansania, Satellitenbild der NASA vom 9.1.2006]]
== Was sind Dürren? ==
Aufgrund der langanhaltenden sozioökonomischen Folgen werden Dürren als die bei weitem folgenreichsten Naturkatastrophen eingeschätzt.

Bei Dürren werden in der Regel drei Arten unterschieden:
# Meteorologische Dürren sind durch unterdurchschnittliche Niederschläge bestimmt. Sie werden durch den Standardisierten Niederschlags-Index (SPI) gemessen, nicht selten aber auch zusätzlich nach dem Standardisierten Niederschlags-Evaporations-Index (SPEI), bei dem auch die Verdunstung berücksichtigt wird.
# Landwirtschaftliche und ökologische Dürren zeigen sich an Ernteschäden und Austrocknung von Pflanzen und sind mit geringer Bodenfeuchtigkeit verbunden. Neben dem Niederschlag ist hier zusätzlich die potentielle Verdunstung entscheidend, was sich in dem SPEI-Index ausdrückt.
# Hydrologische Dürren zeigen sich in verringerten Abflüssen und geringen Wasservorräten in Brunnen, Seen, Grundwasser und anderen Reservoiren. Hier wird ebenfalls der SPEI-Index angewandt.

Auch der besonders in den USA häufig benutzte Palmer Drought Severity Index (PDSI) berücksichtigt außer dem [[Niederschlag]] weitere Parameter wie Bodentemperatur, [[Verdunstung]] und Bodenfeuchte und klassifiziert sie auf einer Skala von -10 (trocken) bis +10 (feucht). Der negative Teil der Skala wird wie folgt klassifiziert:<ref name="Dai 2011" />
* -4,0 und weniger: extreme Dürre
* -3,0 bis -3,99: starke Dürre
* -2,0 bis -2,99: mäßige Dürre
* -0,5 bis -0,99: beginnende Dürre
* 0,49 bis -0,49: normal

Der PDSI hat sich als besonders geeignet für niedere und mittlere Breiten erwiesen.

== Dürrerisiken ==
Wenige Wetterextreme richten so große ökologische und ökonomische Schäden an wie Dürren, unter denen jedes Jahr Millionen von Menschen zu leiden haben. Wegen ihrer langen Dauer und ihrer großräumigen Ausdehnung zählen Dürren für manche Regionen sogar zu den folgenreichsten Naturkatastrophen. Sie können den Grundwasserspiegel senken, die [[Wasserressourcen]] verringern und die Wasserqualität verschlechtern, was zu Hungerkatastrophen und Krankheiten führen kann. Dürren begünstigen Waldbrände und bedrohen in der Landwirtschaft die Nahrungsmittelproduktion durch Ernteschäden und Ertragsrückgänge. Zu den weiteren Folgen gehören Konflikte um die knappen Ressourcen, die Auflösung von sozialen Strukturen und Migrationsbewegungen. Beispielsweise soll die Dürre in Indien im Jahr 2014 zu Schäden in Höhe von schätzungsweise 30 Milliarden US-Dollar geführt haben.<ref name="IPCC AR6, WGII 2022">IPCC AR6 WGII (2022): Impacts, Adaptation and Vulnerability, Chapter 4: Water, 4.2.</ref> Allein in den USA entstehen durch Dürren jedes Jahr im Mittel Schäden von 6-8 Mrd. US $. In Afrika fielen in den 1980er Jahren vor allem durch die [[Dürren im Sahel|Sahel-Dürre]] mehr als eine halbe Million Menschen dürrebedingten Katastrophen zum Opfer.<ref name="Dai 2011">Dai, A.(2011): Drought under global warming: a review, WIRES Climate Change 2, 45-66</ref> Für Europa betrugen die Schäden durch Dürren über die letzten 30 Jahre mindestens 100 Milliarden Euro, bei einer Verdopplung der ökonomischen Schäden seit Ende des 20. Jahrhunderts. Während die ökonomischen Schäden besonders hoch in Industrieländern sind, leiden Länder mit niedrigem Einkommen besonders unter den sozialen Schäden durch Dürren.<ref name="Carrão 2016">Carrão, H., G. Naumann and P. Barbosa (2016): Mapping global patterns of drought risk: an empirical framework based on sub-national estimates of hazard, exposure and vulnerability. Glob. Environ. Chang., 39, 108–124, doi:10.1016/j.gloenvcha.2016.04.012.</ref>
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global drought hazards.jpg|thumb|380px|Abb. 2: Globale Dürre-Ereignisse ]]||[[Bild:Global drought risk.jpg|thumb|380px|Abb. 3: Globales Dürre-Risiko]]
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|}
Das Dürrerisiko setzt sich zusammen aus den Faktoren<ref name="Carrão 2016" />
* Dürre-Ereignis,
* Dürre-Exponiertheit und
* Dürre-Verletzlichkeit
Das Dürre-Ereignis bezieht sich auf die Häufigkeit, die Intensität und die räumliche Ausdehnung von Dürren. Dabei liegt ein durch langanhaltende Niederschlagsdefizite bedingtes meteorologisches Dürre-Ereignis den landwirtschaftlichen, ökologischen, hydrologischen und sozioökonomisch Dürren zugrunde. Dürreereignisse treten vor allem in semiariden Gebieten auf wie in Nordostbrasilien, West- und Ostafrika, Mittelasien, Australien, im Westen der USA oder der Iberischen Halbinsel. Sie sind selten in tropischen Regionen wie in Zentralafrika, Im Amazonasgebiet oder in Südostasien.<ref name="Carrão 2016" /> Bei der Exponiertheit kommt es auf die Bevölkerungsdichte an, auf die landwirtschaftlichen Merkmale und die Wasserversorgung. So sind eine auf Regenfeldanbau beruhende Landwirtschaft wesentlich exponierter als Bewässerungsanbau und eine auf Oberflächengewässer beruhende Wasserversorgung stärker durch Dürren gefährdet als eine Wasserversorgung durch Grundwasser.<ref name="Carrão 2016" /> Die Exponiertheit gegenüber Dürren ist in dünn besiedelten Regionen wie Tundra und Tropenwälder geringer und für besiedelte Gebiete und Regionen mit intensiver Ackerbau- und Viehzucht wie Süd- und Zentralasien sowie im Südosten Südamerikas höher (Abb. 4).<ref name="IPCC AR6, WGII 2022" />
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global drought exposure.jpg|thumb|380px|Abb. 4: Globale Dürre-Exponiertheit ]]||[[Bild:Global drought vulnerability.jpg|thumb|380px|Abb. 5: Global drought vulnerability.jpg|thumb|380px|Abb. 5: Globale Verletzlichkeit durch Dürren]]
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|}
Die Verletzlichkeit hängt vom Wohlstand einer Gesellschaft, dem Gesundheitswesen, der ökonomischen Ungleichheit und dem Regierungssystem ab, um einige wichtige Faktoren zu nennen. Zu den verletzlichsten Regionen gehören z.B. Mittelamerika, Zentral- und Südasien und nahezu ganz Afrika südlich der Sahara mit Ausnahme Südafrikas. Die wohlhabenden Regionen der Welt wie Westeuropa, Nordamerika sowie Australien und Neuseeland sind dagegen weniger verletzlich (Abb. 5).<ref name="Carrão 2016" />

Das Dürrerisiko ist also nicht allein durch Häufigkeit und Stärke von Dürreereignissen bestimmt. Exponiertheit und Verletzlichkeit sind ebenso entscheidende Faktoren. So sind z.B. die USA, Europa und Südasien Regionen, die ähnlich stark durch Dürreereignisse betroffen sind (Abb. 2). Das Dürrerisiko ist in den USA und Europa jedoch deutlich geringer als in Südasien (Abb. 3).<ref name="Carrão 2016" />

== Dürren der Vergangenheit ==
In den letzten 1000 Jahren hat es in vielen Teilen der Erde wie in Nordamerika, Mexiko, Asien, Afrika und Australien immer wieder große Dürren gegeben, die sich teilweise zu lang anhaltenden (20-40 Jahre) „Megadürren“ ausgeweitet haben. Gut nachgewiesen sind solche Megadürren für das westliche Nordamerika im Mittelalter. Paläoklimatische Untersuchungen, die sich auf Baumringe, Sedimente, Fossilien und andere [[Proxydaten]] stützen, haben gezeigt, dass diese Dürren in den letzten 2000 Jahren nichts Ungewöhnliches waren. In den vergangenen 400 Jahren hat es mit einer gewissen Regelmäßigkeit in jedem Jahrhundert ein bis zwei mehrjährige große Dürren im Mittleren Westen der USA gegeben. Diese wurden in ihrer Intensität, Dauer und räumlichen Ausdehnung noch deutlich übertroffen von zwei "Megadürren" in der zweiten Hälfte des 16. und im letzten Viertel des 13. Jahrhunderts, die einige Jahrzehnte anhielten.<ref>Woodhouse, C.A. and J.T. Overpeck (1998): 2000 Years of Drought Variability in the Central United States, Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 79, No. 12, December 1998, 2693-2714</ref> Die mittelalterliche Megadürre hielt sogar mit einigen Unterbrechungen zwischen 900 und 1300 im Westen der heutigen USA und in den Great Plains über mehrere Jahrhunderte an, wobei der Höhepunkt um die Mitte des 12. Jahrhunderts lag.<ref name="Cook 2007">Cook, E.R., et al. (2007): North American drought: Reconstructions, causes, and consequences, Earth-Science Reviews 81, 93–134</ref> Einerseits könnten die höheren Temperaturen der Mittelalterlichen Warmzeit diese Dürre angestoßen haben.<ref>Woodhouse, C.A, et al. (2010): A 1,200-year perspective of 21st century drought in southwestern North America. Proc Natl Acad Sci USA 107:21283–21288</ref> Andererseits gab es wahrscheinlich im tropischen Pazifik La-Nina-artige Verhältnisse, die auch im 20. Jahrhundert als Ursache von Dürren angenommen werden.<ref name="Dai 2011" />

Auch für Ost-China zeigen historische Daten das Vorkommen von großen Dürren in den letzten Jahrhunderten, vor allem in den Zeiträumen 1500-1730 und nach 1900. Die Gründe waren hier wahrscheinlich eine Abschwächung des Sommermonsuns und eine ungewöhnliche Verschiebung der westlichen pazifischen Subtropenhochs nach Westen und Norden. Für die Abschwächung des Sommermonsuns könnten El-Nino-artige Erwärmungen verantwortlich gewesen sein.<ref name="Dai 2011" />

== Dürren der letzten Jahrzehnte ==
[[Bild:Drought-area-1980-2020.jpg|thumb|520px|Abb. 6: Anteil von Dürregebieten an der globalen Landfläche. Die Abb. zeigt farbig unterschiedlich starke Dürren entsprechend ihrer Dauer: blau = schwache Dürre (3 Monate -Dauer), orange = starke Dürre (6 Monate), rot = extreme Dürre (12 Monate).]]
=== Trends ===

[[Bild:PDSI 1900-2002.jpg|thumb|420px|Abb. 7: Änderung des [[Palmer drought severity index|Palmer Drought Severity Index]] 1900-2002 als Standardabweichung. Der PDSI ist ein Index für die Bestimmung der Bodenfeuchte.]]
Der Anteil von Dürregebieten an der globalen Landfläche hat seit den 1980er Jahren deutlich
zugenommen. Wichtigster Grund sind abnehmende Niederschläge. Abb. 6 zeigt farbig unterschiedlich starke Dürren entsprechend ihrer Dauer: blau = schwache Dürre (3 Monate -Dauer), orange = starke Dürre (6 Monate), rot = extreme Dürre (12 Monate). Schwache Dürren wirken sich vor allem meteorologisch durch fehlende Niederschläge aus, starke Dürren zeigen sich auch in geringer Bodenfeuchte und landwirtschaftlichen Schäden, extreme Dürren haben soziale Folgen und gefährden das Grundwasser. Links wird der Anteil der jeweiligen Dürregebiete an der globalen Landfläche in % angezeigt. Dieser Anteil nimmt bei allen Dürrekategorien zwischen 1980 und 2020 zu, insbesondere bei den extremen Dürren. Die gesamten von Dürren unterschiedlicher Stärke betroffenen Gebiete hatten in den 1980er Jahren einen Anteil an der globalen Landfläche von knapp 20 %, in den 2010er Jahren waren sie auf knapp 30% bzw. um 50% angewachsen. Im Jahresverlauf waren vor allem die Sommermonate bis in den Herbst hinein von mehr Dürren betroffen. Außerdem erstreckten sich in bestimmten Regionen wie im Amazonasgebiet, Nord- und Zentralafrika, Mittleren Osten und Asien die Dürren über eine längere Zeit.<ref name="Ndehedehe 2023">Ndehedehe, C.E., G.F. Vagner, E. Oluwafemi et al. (2023): [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666916122000494 Global assessment of drought characteristics in the Anthropocene], Resources, Environment and Sustainability 12</ref>

Auch wenn die Niederschläge der grundlegende Faktor für die Entstehung von Dürren sind, spielen angesichts des Klimawandels Temperatur und Verdunstung eine zunehmend wichtigere Rolle. Steigende Temperaturen bedeuten mehr Verdunstung und damit weniger Wasserverfügbarkeit und ein größeres Risiko von Dürren. Untersuchungen, die Temperaturen und Verdunstung miteinbeziehen, ergeben daher ein realistischeres Bild der Dürreentwicklung in den letzten Jahrzehnten als nur bei Berücksichtigung der Niederschläge. So zeigt sich, dass es seit den 1950er Jahren weltweit 52 Megadürren gegeben hat, die vergleichbar mit der Dürre 2003 in Mitteleuropa waren. Bis in die 1980er Jahren hat die Anzahl solcher Megadürren pro Jahrzehnt kaum zugenommen. Danach aber stieg die Zahl der Megadürren weltweit von fünf in den 1980er Jahren, auf acht in den 1990ern, dreizehn in den 2000ern und zehn in 2010-2016. Während in den drei Jahrzehnten 1951-1980 sechzehn solcher Dürren vorkamen, waren es in den dreieinhalb Jahrzehnten 1981-2016 mit 36 mehr als doppelt so viele. Afrika südlich der Sahara, der Mittelmeerraum und der Nordosten Chinas waren die Regionen mit der größten Zunahme. Global hat die Anzahl der Dürren um 9,7% zugenommen, die von Dürren betroffene Fläche um 21,8%. Hauptantriebskraft für die Änderung ist die Temperaturzunahme, durch die die Verdunstung und damit auch die Trockenheit steigt. In den Regionen, die deutliche Abnahmen der Dürrehäufigkeit zeigen wie Nord- und Nordosteuropa sowie Teile Nord- und Südamerikas, haben zunehmende Niederschläge die Wirkung der höheren Verdunstung mehr als ausgeglichen.<ref name="Spinoni 2019">Spinoni, J., P. Barbosa, A. De Jager, N. McCormick et al. (2019): A new global database 42 of meteorological drought events from 1951 to 2016. J. Hydrol. Reg. Stud. 22, 100593. 43 doi:10.1016/J.EJRH.2019.100593.</ref>

* Hauptartikel: [[Dürren in Ostafrika]]
* Hauptartikel: [[Dürren im Sahel]]
* Hauptartikel: [[Dürren in Europa]]

=== Ursachen ===
Die Ursache von Dürren sind in vielen Fällen sehr komplex und können ihren Ursprung sowohl in natürlichen Prozessen, in der globalen Erwärmung sowie in direkten menschlichen Einwirkungen haben, wobei für die verschiedenen Arten von Dürren jeweils unterschiedliche Ursachen in Frage kommen können. Der jüngste IPCC-Bericht betrachtet daher auch den Einfluss des vom Menschen verursachten Klimawandels auf die Dürreentwicklung als nur begrenzt sicher.<ref name="IPCC AR6 WGI 2021">IPCC AR6, WGI (2021): The Physical Science Basis, Chapter 11: Weather and Climate Extreme Events in a Changing Climate., 11.6</ref>

Für die Entstehung von Dürren spielen verschiedene Prozesse eine Rolle. Der wichtigste Faktor ist das Fehlen von Niederschlägen,<ref name="IPCC AR6 WGI 2021" /> das hauptsächlich durch die atmosphärische Dynamik, d.h. den Transport von trockenen bzw. das Ausbleiben von feuchten Luftmassen, bestimmt wird. Dafür sind oft bestimmte Wettersituationen wie blockierende Wetterlagen oder stabile Hochdruckgebiete die Ursache. Zweitens ist die Wasserdampfsättigung der Luft ein wichtiger Faktor, der wiederum stark von der Temperatur abhängig ist. Je höher die Temperatur der Luft ist, desto mehr [[Wasserdampf]] kann sie durch Verdunstung aufnehmen. Dafür ist allerdings das Vorhandensein von Wasser nötig. Während über dem Ozean stets genügend Wasser für die Verdunstung zur Verfügung steht, kann es über dem Land dazu kommen, dass die Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann, als in Pflanzen, Gewässern oder im Boden vorhanden ist. Die Folge ist eine zunehmende Austrocknung der Vegetation und des Bodens oder auch von Seen und Flüssen. Wenn kein Wasser mehr verdunsten kann, bleibt auch der Abkühlungseffekt durch die Verdunstung aus. Die Folge ist eine weitere Erwärmung der Luft, deren Verdunstungsbedarf noch mehr steigt und zu weiterer Austrocknung führt. Auf diese Weise tragen die Erhöhung der Treibhausgaskonzentration und die durch sie bedingte Temperaturzunahme zur Entstehung und Intensivierung von Dürren bei.

Der anthropogene Einfluss auf die Temperatur beschränkt sich jedoch nicht auf die Zunahme von Treibhausgasen. Auch anthropogene Aerosole haben seit Mitte des 20. Jahrhunderts einen zeitlich unterschiedlichen Effekt auf die Temperatur gehabt. Bis zu den 1970er und 1980er Jahren hat die Aerosolkonzentration zugenommen, mit der Folge einer Abkühlung in bestimmten Regionen der Nordhalbkugel, danach hat die Konzentration wieder abgenommen, wodurch die Erwärmung durch Treibhausgase verstärkt zur Geltung kam. In bestimmten Regionen hat die Aerosolabkühlung in der ersten Phase den tropischen Monsun abgeschwächt und dadurch z.B. die bekannte extreme [[Dürren im Sahel|Dürre in der Sahelzone]] verursacht, sich aber auch in Mittelamerika und Süd- und Ostasien ausgewirkt. Die Treibhausgase haben dagegen das Auftreten von Dürren z.B. im Mittelmeerraum, Mittelamerika, Amazonasgebiet und Südafrika begünstigt, bedingt vor allem durch den Einfluss auf die potentielle Verdunstung.<ref name="Chiang 2021">Chiang, F., O. Mazdiyasni & O. AghaKouchak (2021): [https://doi.org/10.1038/s41467-021-22314-w Evidence of anthropogenic impacts on global drought frequency, duration, and intensity]. Nat Commun 12, 2754 (2021)</ref>

Der letzte Effekt zeigte sich auch im Sommer 2022, als es zu einer Reihe von [[Hitzewellen]] und Dürren auf der Nordhalbkugel rund um den Globus von Nordamerika über Europa bis Ostasien kam. Eine Untersuchung vor allem der Bodentrockenheit in diesem Raum mit Schwerpunkt in Mittel- und Westeuropa durch die [[Zuordnung von Extremereignissen|World Weather Attribution Initiative]]<ref>[https://www.worldweatherattribution.org/ World Weather Attribution Initiative]</ref> kam zu dem Ergebnis, dass die hohen, durch den menschengemachten Klimawandel bedingten Temperaturen der Hauptgrund für die Dürrebedingungen waren. Die stark verringerte Feuchtigkeit in der oberen Bodenschicht ist danach in Mittel- und Westeuropa durch den Klimawandel 5-6 Mal und in der tieferen Wurzelzone 3-4 Mal wahrscheinlicher geworden. Vorausgegangen war dem trockenen Sommer eine Serie von Hitzewellen, in deren Folge eine starke Verdunstung zu extrem trockenen Böden geführt hat. Unterstützt wurden die heißen und trockenen Bedingungen durch eine nahezu stationäre Hochdrucklage, die warme Luft aus der Sahara nach Nordafrika lenkte.<ref>Schumacher, D.L., M. Zachariah, F. Otto et al. (2022): [https://www.worldweatherattribution.org/wp-content/uploads/WCE-NH-drought-scientific-report.pdf High temperatures exacerbated by climate change made 2022 Northern Hemisphere droughts more likely]</ref>

== Projektionen ==
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Drought frequency 2015-2100.jpg|thumb|380px|Abb. 8: Dürrehäufigkeit in Ereignisse pro Jahr 2015 bis 2100.]]||[[Bild:Drought intensity 2015-2100.jpg|thumb|380px|Abb. 9: Intensität von Dürreereignissen 2015 bis 2100. ]]
|-
|}
Jüngste [[Klimamodelle|Klimamodelluntersuchungen]] haben ergeben, dass Anzahl, Dauer, Ausdehnung und Intensität von Dürren im Laufe des 21. Jahrhunderts weiter zunehmen werden.<ref>Wang, G., Zhang, Q., et al. (2023): [https://doi.org/10.1029/2022EF003420 Projecting global drought risk under various SSP-RCP scenarios]. Earth's Future, 11, e2022EF003420</ref> Die geringste Änderung im Zeitraum 2015-2100 weist demnach die Dürrehäufigkeit auf (Abb. 8). Sie wird bis zur Mitte des Jahrhunderts im globalen Durchschnitt nur geringfügig zunehmen und stagniert dann. Dabei unterscheiden sich auch die [[SSP-Szenarien|Szenarien]] nur verhältnismäßig wenig voneinander. Bei dem niedrigen Szenario SSP1-2.6 zeigt sich nach 2050 sogar eine leicht abnehmende Tendenz. Letzteres ist auch bei der Dürredauer (Abb. 10) und der Intensität (Abb. 9) von Dürren der Fall. Die höheren Szenarien zeigen jedoch eine deutliche Zunahme der mittleren Dauer von Dürren um ein (SSP2-4.5) bis zwei Monate (SSP5-8.5) bis zum Jahrhundertende. Ähnlich nimmt auch die Stärke der Dürren, gemessen an dem SPEI-Index, deutlich und im Laufe der Zeit mit zunehmenden Unterschieden zwischen den Szenarien zu (Abb. 9). Regional verlängert sich die Dürredauer z.T. bis zu 100% bei dem mittleren Szenario SSP2-4.5 (Abb. 11), vor allem im Südwesten Nordamerikas, im Norden Südamerikas, im Mittelmeerraum, im südlichen Afrika, in Südwest-Asien und in Australien. Nur über kleineren Gebieten in den höheren Breiten der Nordhalbkugel nimmt die Dauer von Dürren ab: in Alaska, im Nordwesten Kanadas, in Süd-Grönland und im Nordosten Sibiriens.
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Drought duration 2015-2100.jpg|thumb|380px|Abb. 10: Dauer von Dürreereignissen in Monaten 2015 bis 2100.]]||[[Bild:Drought-duration-regional-2100.jpg|thumb|380px|Abb. 11: Regionale Änderung der Dauer von Dürreereignissen bis 2081-2100 relativ zu 1991-2014 in %. ]]
|-
|}

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* [https://www.climate-service-center.de/products_and_publications/publications/detail/062858/index.php.de Dürre] Artikel über verschiedene Dürredefinitionen (Climate Service Center)
* [https://www.climate-service-center.de/products_and_publications/publications/detail/062862/index.php.de Dürre, Index] Artikel über verschiedene Dürre-Indices (Climate Service Center)

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==Klimadaten zum Thema==
{{Bild-links|Bild=Precip in Niederschlag Afrika rcp85 diff2 .png |Breite=200px}}
Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/globale-ssp-daten '''globalen SSP-Daten'''] eigene Karten zur künftigen Entwicklung von Niederschlag, Temperatur, Verdunstung etc. erzeugen.<br>
<br>
<br>
<br>

Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/746846/04d65889c65c3bb53b7a295a058dd170/2012-wasser-afrika-data.pdf Einfluss des Klimawandels auf die Wasserversorgung in Afrika und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit] (Gymnasium Osterbek, Hamburg),<br>
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/746848/60aa4bdd155ba3a821a7e1eb4121b390/2012-sahelzone-klimawandel-data.pdf Welche Folgen wird der Klimawandel für die Landwirtschaft und damit die Nahrungsmittelversorgung der Sahelzone haben?] (Gymnasium Osterbek, Hamburg)
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/746856/279cb1de9b39614deb37d81a65794f5f/2011-sahara-data.pdf Sahara: Wird die Sahara durch den Klimawandel wieder grüner?] (Gymnasium Allee, Hamburg)
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/756486/cc4273982c2d585697eba90fb4bf75c0/2009-wasserkonflikte-israel-data.pdf Wasserressourcen in Israel und Palästina] (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/745136/4e251e416270e1d1577da8820e40dcd8/2015-wasserknappheit-in-kalifornien-data.pdf Wasserknappheit in Kalifornien] Inwiefern beeinflusst der Klimawandel die Dürre in Kalifornien und welche Folgen resultieren daraus? (Cesar Klein Schule, Ratekau)
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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Dürren_(Bilder)|Dürren]]
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Starkniederschläge und Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Hitzewellen Europa, Waldbrände, Hitzewellen_Europa#Hitzewelle_in_Russland_2010, Sahel-Dürre, Dürren in den USA, Desertifikation und Klimawandel, Boden im Klimasystem, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]

Todesfälle durch Hitzewellen in Europa

2025-08-29T08:30:06Z

Anja: Änderung von Anja (Diskussion) wurde auf die letzte Version von Dieter Kasang zurückgesetzt

[[Bild:Eu summer temp 1979-2024.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Änderung der Sommertemperaturen in Europa 1979-2014 relativ zu 1991-2020]]
Hitzewellen sind ein stiller Killer. Anders als bei Hochwasserereignissen oder Hurrikanen sind die Opfer nicht sofort sichtbar. Hohen Temperaturen fallen zumeist ältere Menschen mit Vorerkrankungen wie Herz-Kreislauf- oder Lungenerkrankungen zum Opfer. In Krankenhäusern und Pflegeheimen werden diese Grunderkrankungen oft als Todesursache identifiziert. Die durch Hitzewellen verursachten Todesfälle zu erfassen stößt daher auf große Schwierigkeiten. Durch Vergleiche der Sommersaison verschiedener Jahre mit und ohne Hitzewellen lassen sie sich jedoch mit Hilfe von statistischen Verfahren berechnen.<ref name="an der Heiden 2025">an der Heiden, M., Robert Koch-Institut (2025): [https://edoc.rki.de/handle/176904/12682 Hitzebedingte Mortalität in Deutschland 2023 und 2024], Epidemiologisches Bulletin 19:3-9</ref>

== Hitzewellen in den letzten 20 Jahren ==
Europa ist der sich am schnellsten erwärmende Kontinent.<ref name="C3S 2025">Copernicus Climate Change Service (C3S) and World Meteorological Organization (WMO), 2025: [https://climate.copernicus.eu/esotc/2024 European State of the Climate 2024]</ref> Besonders die Sommertemperaturen steigen im neuen Jahrhundert stark an (Abb.). Auf diesem Hintergrund hat Europa in den letzten Jahrzehnten [[Hitzewellen Europa|mehrere große Hitzewellen]] erfahren. Besonders herausragend war in den 2000er Jahren die [[Hitzewellen_Europa#Die_Hitzewelle_2003|"Mega-Hitzewelle" von 2003]].<ref name="Miralles 2014">Miralles, D.G., et al. (2014): Mega-heatwave temperatures due to combined soil desiccation and atmospheric heat accumulation, Nature Geoscience, DOI: 10.1038/NGEO2141</ref> Auch in den Folgejahren ereigneten sich starke Hitzewellen in Europa, so in Westeuropa 2006 und in Nordeuropa 2008. Die 2010er Jahre begannen mit der extremen Hitzewelle im europäischen [[Hitzewellen_Europa#Hitzewelle_in_Russland_2010|Russland 2010]] mit lang anhaltenden Temperaturen von über 40 °C. In West- und dann in Mittel-Osteuropa folgten [[Hitzewellen_Europa#Die_Hitzewelle_2015|2015 mehrere Hitzewellen]] hintereinander. [[Hitzewellen_Europa#Hitzewellen_2017|2017]] waren schon im Frühsommer große Teile der Iberischen Halbinsel, Südfrankreich und Italien von außergewöhnlich hohen Temperaturen betroffen. Mit [[Hitzewellen_Europa#Die_Hitzewelle_2018|2018]] begannen dann einige Jahre, in denen sich Hitzewellen mit ausgedehnten Dürren paarten, die vor allem in Mitteleuropa zu extrem trockenen Bodenverhältnissen führten.

2021 wurde im Rahmen weiterer Hitzewellen mit 48,8 °C auf Sizilien am 11. August ein neuer europäischer Temperaturrekord gemessen.<ref name="WMO 2022">WMO (2022): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice%20display&id=22152 State of the Climate in Europe 2021]</ref> Der [[Hitzewellen_Europa#Hitzewellen_2022|Sommer 2022]] war dann vorübergehend der heißeste Sommer in Europa seit Beginn der Messungen, der damit sogar den Sommer 2003 übertraf. Die wöchentlichen Temperaturen lagen um bis zu 3,6 °C über dem Mittel in den Jahren 1991-2020.<ref name="Ballester 2023">Ballester, J., M. Quijal-Zamorano, R.F. Méndez Turrubiates et al. (2023): [https://doi.org/10.1038/s41591-023-02419-z Heat-related mortality in Europe during the summer of 2022]. Nat Med 29, 1857–1866</ref> Außergewöhnlich waren die Temperaturen von über 40 °C in höheren Breiten, in denen sie neue Rekorde bedeuteten, so in Großbritannien<ref name="Kendon 2022">Kendon, M., Met Office (2022): [https://www.metoffice.gov.uk/binaries/content/assets/metofficegovuk/pdf/weather/learn-about/uk-past-events/interesting/2022/2022%2003%20july%20heatwave.pdf Unprecedented extreme heatwave, July 2022]</ref> und in Hamburg<ref name="Leyser 2022">Leyser, A., DWD (2022): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema%20des%20tages/2022/7/21.html Hitzewelle endet historisch]</ref>. Im [[Hitzewellen_Europa#Hitzewellen_2023|folgenden Jahr 2023]] wurden fast 40 °C bereits im Frühjahr auf der Iberischen Halbinsel und über 48 °C im Sommer auf Sardinien gemessen.
[[Bild:Hitzetote Eu 2000-2020.jpg|thumb|420px|Abb. 2: Änderung der jährlichen Hitzetoten in Europa pro Jahrzehnt pro Millionen Einwohner im Zeitraum 2000-2020 ]]
Die [[Hitzewellen_Europa#Hohe_Temperaturen_2024|Sommertemperaturen 2024]] in Europa waren noch höher als im bisherigen Rekordjahr 2022 und lagen um 1,54 °C über dem Mittel von 1991-2020. Besonders hohe Temperaturen erlebte Südosteuropa. In vielen Regionen kam es zu starken Hitzewellen, so in Italien und in Südosteuropa mit Temperaturen bis 40 °C und mehr. Spanien, Italien und der südöstliche Mittelmeerraum litten zusätzlich unter tropischen Nächten. Ein wichtiger Grund vor allem für die hohen Nachttemperaturen waren die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen, die z.B. am 15 August über das ganze Mittelmeer gemittelt 28,5 °C betrugen.<ref name="C3S 2024">Copernicus (2024): [https://climate.copernicus.eu/record-warm-daytimes-southeastern-europe C3S seasonal lookback: summer 2024]</ref> [[Hitzewellen_Europa#Frühe_Hitzewellen_in_Europa_2025|2025]] stiegen die Temperaturen bereits im Frühsommer im Südwesten Europas auf 48 °C. Betroffen waren vor allem Portugal, Spanien, Frankreich und der Süden Großbritanniens. Auch in diesem Jahr waren die Oberflächentemperaturen im Mittelmeer extrem hoch.<ref name="Clarke 2025">Clarke, B., et al. (2025). [https://www.imperial.ac.uk/grantham/publications/all-publications/climate-change-tripled-heat-related-deaths-in-early-summer-european-heatwave.php Climate change tripled heat-related deaths in early summer European heatwave. Grantham Institute report]</ref>

== Sterbefälle durch Hitze ==
Nach jüngsten Berechnungen forderte der extrem heiße Sommer 2003 in Europa in allen betroffenen Ländern zusammen 71.449 Todesopfer,<ref name="Ballester 2023"/> woran Frankreich und Italien am stärksten beteiligt waren.<ref name="Trigo 2005">Trigo, R.M., R. García-Herrera, J. Díaz, I.F. Trigo, and M.A. Valente (2005): How exceptional was the early August 2003 heatwave in France?, Geophys. Res. Lett., 32, L10701, doi:10.1029/2005GL022410</ref> Die extreme Hitzewelle 2010 in Russland hatte neben großflächigen Wald- und Torfbränden auch zahlreiche Tote und Verletzte zur Folge, die auf 55 000 geschätzt wurden, wovon nicht wenige davon in Moskau durch Rauch und Luftverschmutzung bedingt waren.<ref>Hoerling, M., NOAA (2010): [http://www.esrl.noaa.gov/psd/csi/moscow2010/index.html The Russian Heat Wave of 2010]</ref>

Der Sommer 2022 reichte an die Zahl der Todesopfer durch Hitzewellen im Jahr 2003 fast heran. Allein in der Woche zwischen dem 18. und 24. Juli starben besonders in Mittel- und Südeuropa 11.637 Menschen durch die hohen Temperaturen. Über den ganzen Sommer lag die durch Hitze bedingte Todeszahl bei 62.862. Italien lag mit 18.000 Toten an der Spitze der einzelnen Staaten, gefolgt von Spanien mit 11.000 und Deutschland mit 8.000. Pro eine Mio. Einwohner hatte Italien 295 Tote durch die Hitze zu verzeichnen, Griechenland 280, Spanien 237 und Portugal 211. Es starben deutlich mehr Frauen als Männer und mehr Ältere über 65 als jüngere Menschen bis 64.<ref name="Ballester 2023"/> Über 47.000 Sterbefälle durch Hitze berechnete man für das Jahr 2023. Nach Einschätzung von Gallo et al. (2024)<ref name="Gallo 2024">Gallo, E., Quijal-Zamorano, M., Méndez Turrubiates, R.F. et al. (2024): [https://doi.org/10.1038/s41591-024-03186-1 Heat-related mortality in Europe during 2023 and the role of adaptation in protecting health]. Nat Med 30, 3101–3105</ref> haben die in den letzten zwei Jahrzehnten erfolgten Anpassungsmaßnahmen dazu geführt, dass die Opferzahlen nicht die Marke von 80.000 überschritten und damit den Rekord von 2003 noch übertroffen hätten.

2023 war der zeitwärmste Sommer in Europa; und lag mit 47.690 hitzebedingten Todesfällen an dritter Stelle nach 2022 und 2003. Auch 2023 befand sich der Schwerpunkt der Hitzeopfer in Südeuropa, aber mit mehr Sterbefällen im Südosten des Mittelmeerraumes, hauptsächlich in Griechenland. 2023 war jedoch das bis dahin wärmste Jahr in Europa, so dass die geringe Todeszahl gegenüber 2003 verwundern mag. Die in der Zwischenzeit erfolgte Anpassungsmaßnahmen haben die Sterbezahl jedoch erheblich reduziert. Ohne die Veränderungen bei den öffentlichen Gesundheitsmaßnahmen und dem individuellen Verhalten wären bei den ständig steigenden Sommertemperaturen (Abb.) 85.842 Tote zu erwarten gewesen. Hätte sich der heiße Sommer zwanzig Jahre früher ereignet, wäre die Sterblichkeit bei den damaligen Schutzmaßnahmen um 80% höher ausgefallen.<ref name="Gallo 2024"/>
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Temp Todesfälle 2022.jpg|thumb|820px|Abb. 3: Links: Sommertemperatuen 2022 im Vergleich zum Mittel 1991-2020; rechts: Todesfälle durch Hitze pro Mio. Einwohner im Sommer 2022]]
|-
|}
2025 wurden in 12 großen europäischen Städten, u.a. in London, Paris, Rom, Mailand, Madrid und Lissabon, mit einer kumulierten Bevölkerung von 30 Mio. Menschen 2305 Tote auf die hohen Temperaturen zurückgeführt. 65% (1504) davon gehen nach Einschätzung der Studie auf das Konto des Klimawandels. Mailand und Madrid waren die Städte, bei denen die meisten Todesfälle durch den Klimawandel verursacht wurden.<ref name="Clarke 2025"/>

== Projektionen ==
Europa ist nicht nur ein Hotspot der globalen Erwärmung, sondern auch ein alternder Kontinent. Beide Faktoren tragen zu einer hohen Sterblichkeit bei Hitzestress bei. Besonders die zukünftig zu erwartenden Hitzeextreme sowohl am Tage als auch nachts, aber auch die hohe Luftfeuchtigkeit, die die gefühlte Temperatur hochtreibt, werden die menschliche Gesundheit erheblich belasten.<ref name="Wu 2025">Wu, X., J. Wang, Y. Ge et al. (2025): [https://doi.org/10.1038/s41467-025-62871-y Future heat-related mortality in Europe driven by compound day-night heatwaves and demographic shifts]. Nat Commun 16, 7420</ref> Heiße Extreme wie Hitzewellen, warme Tage und Nächte werden in Europa in Häufigkeit und Stärke weiter zunehmen. Temperaturen über 35 °C werden im Mittelmeerraum um die Jahrhundertmitte an 10-20 Tagen häufiger vorkommen als gegenwärtig. Heutige [[Hitzewellen_Europa#Projektionen|Klimazonen werden sich nach Norden und Westen verschieben]]. In den Städten Europas wird die Anzahl von Hitzewellentagen von gegenwärtig 10% im Jahr auf jährlich 20-40% zunehmen.
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global Warming Todesfälle EU.jpg|thumb|820px|Abb. 4: Hitzebedingte Todesfälle pro 1 Million Einwohner in der EU und Großbritannien bei einer globalen Erwärmung von (a) 1,5 °C, (b) 2,0 °C, (c) 3,0 °C und (d) 4,0 °C.]]
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|}
Bei einer Erwärmung um 1,5 °C um die Jahrhundertmitte werden nach Schätzungen 100 Mio. Menschen in der EU und Großbritannien jährlich extremen Hitzewellen ausgesetzt sein, im Vergleich zu 10 Mio. Menschen im Zeitraum 1981-2010. Bis zum Ende des Jahrhunderts wird bei einem niedrigen Szenario mit 172 Mio. Menschen gerechnet, bei einem hohen Szenario mit 300 Mio. Menschen. Die starke Zunahme hitzegefährdeter Personen ist auch dadurch bedingt, dass der Anteil der über 65jährigen von 19% gegenwärtig auf 30% um 2100 steigen wird.<ref name="EEA 2024">European Environment Agency (2024): [https://www.eea.europa.eu/en/analysis/publications/european-climate-risk-assessment European Climate Risk Assessment]</ref>

Die hitzebedingte Sterblichkeit bei einer Erwärmung um 1,5 °C könnte um das 10-Fache zunehmen, bei einer Erwärmung um 3,0 °C um das 30-Fache. Das bedeutet, dass am Ende des 21. Jahrhunderts mit Hunderttausenden von Toten durch Hitzewellen gerechnet werden muss.<ref name="EEA 2024"/> Nach einer anderen Berechnung fällt bei einer globalen Erwärmung um 2,0 °C die jährliche Sterblichkeit durch Hitzestress pro eine Mio. Einwohner im europäischen Mittel um 160-170 Fälle höher aus (Abb. 4). Bei einer Erwärmung um 4 °C kann die Sommerhitze jährlich ca. 470 Tote pro eine Mio. Einwohner zur Folge haben. In einzelnen Regionen kann die Sterblichkeit wesentlich höher liegen, so auf der Iberischen Halbinsel, in Italien oder Griechenland.<ref name="Wu 2025"/>

== Einzelnachweise ==
<references/>

==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Hitzewellen_(Bilder)#Hitzewellen_in_Europa|Hitzewellen in Europa (Bilder)]]
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== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]
{{#set:
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen im Mittelmeerraum
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|Folge von=Hitzewellen Europa
|Folge von=Hitzewellen im Mittelmeerraum
|Folge von=Hochdruckgebiet
|Folge von=blockierende Wetterlage
|Teil von=Hitzewellen und Gesundheit
}}

Todesfälle durch Hitzewellen in Europa

2025-08-29T08:16:43Z

Anja: /* Hitzewellen in den letzten 20 Jahren */

[[Bild:Eu summer temp 1979-2024.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Änderung der Sommertemperaturen in Europa 1979-2014 relativ zu 1991-2020]]
Hitzewellen sind ein stiller Killer. Anders als bei Hochwasserereignissen oder Hurrikanen sind die Opfer nicht sofort sichtbar. Hohen Temperaturen fallen zumeist ältere Menschen mit Vorerkrankungen wie Herz-Kreislauf- oder Lungenerkrankungen zum Opfer. In Krankenhäusern und Pflegeheimen werden diese Grunderkrankungen oft als Todesursache identifiziert. Die durch Hitzewellen verursachten Todesfälle zu erfassen stößt daher auf große Schwierigkeiten. Durch Vergleiche der Sommersaison verschiedener Jahre mit und ohne Hitzewellen lassen sie sich jedoch mit Hilfe von statistischen Verfahren berechnen.<ref name="an der Heiden 2025">an der Heiden, M., Robert Koch-Institut (2025): [https://edoc.rki.de/handle/176904/12682 Hitzebedingte Mortalität in Deutschland 2023 und 2024], Epidemiologisches Bulletin 19:3-9</ref>

== Hitzewellen in den letzten 20 Jahren ==
Europa ist der sich am schnellsten erwärmende Kontinent.<ref name="C3S 2025">Copernicus Climate Change Service (C3S) and World Meteorological Organization (WMO), 2025: [https://climate.copernicus.eu/esotc/2024 European State of the Climate 2024]</ref> Besonders die Sommertemperaturen steigen im neuen Jahrhundert stark an (Abb.1). Auf diesem Hintergrund hat Europa in den letzten Jahrzehnten [[Hitzewellen Europa|mehrere große Hitzewellen]] erfahren. Besonders herausragend war in den 2000er Jahren die [[Hitzewellen_Europa#Die_Hitzewelle_2003|"Mega-Hitzewelle" von 2003]].<ref name="Miralles 2014">Miralles, D.G., et al. (2014): Mega-heatwave temperatures due to combined soil desiccation and atmospheric heat accumulation, Nature Geoscience, DOI: 10.1038/NGEO2141</ref> Auch in den Folgejahren ereigneten sich starke Hitzewellen in Europa, so in Westeuropa 2006 und in Nordeuropa 2008. Die 2010er Jahre begannen mit der extremen Hitzewelle im europäischen [[Hitzewellen_Europa#Hitzewelle_in_Russland_2010|Russland 2010]] mit lang anhaltenden Temperaturen von über 40 °C. In West- und dann in Mittel-Osteuropa folgten [[Hitzewellen_Europa#Die_Hitzewelle_2015|2015 mehrere Hitzewellen]] hintereinander. [[Hitzewellen_Europa#Hitzewellen_2017|2017]] waren schon im Frühsommer große Teile der Iberischen Halbinsel, Südfrankreich und Italien von außergewöhnlich hohen Temperaturen betroffen. Mit [[Hitzewellen_Europa#Die_Hitzewelle_2018|2018]] begannen dann einige Jahre, in denen sich Hitzewellen mit ausgedehnten Dürren paarten, die vor allem in Mitteleuropa zu extrem trockenen Bodenverhältnissen führten.

2021 wurde im Rahmen weiterer Hitzewellen mit 48,8 °C auf Sizilien am 11. August ein neuer europäischer Temperaturrekord gemessen.<ref name="WMO 2022">WMO (2022): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice%20display&id=22152 State of the Climate in Europe 2021]</ref> Der [[Hitzewellen_Europa#Hitzewellen_2022|Sommer 2022]] war dann vorübergehend der heißeste Sommer in Europa seit Beginn der Messungen, der damit sogar den Sommer 2003 übertraf. Die wöchentlichen Temperaturen lagen um bis zu 3,6 °C über dem Mittel in den Jahren 1991-2020.<ref name="Ballester 2023">Ballester, J., M. Quijal-Zamorano, R.F. Méndez Turrubiates et al. (2023): [https://doi.org/10.1038/s41591-023-02419-z Heat-related mortality in Europe during the summer of 2022]. Nat Med 29, 1857–1866</ref> Außergewöhnlich waren die Temperaturen von über 40 °C in höheren Breiten, in denen sie neue Rekorde bedeuteten, so in Großbritannien<ref name="Kendon 2022">Kendon, M., Met Office (2022): [https://www.metoffice.gov.uk/binaries/content/assets/metofficegovuk/pdf/weather/learn-about/uk-past-events/interesting/2022/2022%2003%20july%20heatwave.pdf Unprecedented extreme heatwave, July 2022]</ref> und in Hamburg<ref name="Leyser 2022">Leyser, A., DWD (2022): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema%20des%20tages/2022/7/21.html Hitzewelle endet historisch]</ref>. Im [[Hitzewellen_Europa#Hitzewellen_2023|folgenden Jahr 2023]] wurden fast 40 °C bereits im Frühjahr auf der Iberischen Halbinsel und über 48 °C im Sommer auf Sardinien gemessen.
[[Bild:Hitzetote Eu 2000-2020.jpg|thumb|420px|Abb. 2: Änderung der jährlichen Hitzetoten in Europa pro Jahrzehnt pro Millionen Einwohner im Zeitraum 2000-2020 ]]
Die [[Hitzewellen_Europa#Hohe_Temperaturen_2024|Sommertemperaturen 2024]] in Europa waren noch höher als im bisherigen Rekordjahr 2022 und lagen um 1,54 °C über dem Mittel von 1991-2020. Besonders hohe Temperaturen erlebte Südosteuropa. In vielen Regionen kam es zu starken Hitzewellen, so in Italien und in Südosteuropa mit Temperaturen bis 40 °C und mehr. Spanien, Italien und der südöstliche Mittelmeerraum litten zusätzlich unter tropischen Nächten. Ein wichtiger Grund vor allem für die hohen Nachttemperaturen waren die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen, die z.B. am 15 August über das ganze Mittelmeer gemittelt 28,5 °C betrugen.<ref name="C3S 2024">Copernicus (2024): [https://climate.copernicus.eu/record-warm-daytimes-southeastern-europe C3S seasonal lookback: summer 2024]</ref> [[Hitzewellen_Europa#Frühe_Hitzewellen_in_Europa_2025|2025]] stiegen die Temperaturen bereits im Frühsommer im Südwesten Europas auf 48 °C. Betroffen waren vor allem Portugal, Spanien, Frankreich und der Süden Großbritanniens. Auch in diesem Jahr waren die Oberflächentemperaturen im Mittelmeer extrem hoch.<ref name="Clarke 2025">Clarke, B., et al. (2025). [https://www.imperial.ac.uk/grantham/publications/all-publications/climate-change-tripled-heat-related-deaths-in-early-summer-european-heatwave.php Climate change tripled heat-related deaths in early summer European heatwave. Grantham Institute report]</ref>

== Sterbefälle durch Hitze ==
Nach jüngsten Berechnungen forderte der extrem heiße Sommer 2003 in Europa in allen betroffenen Ländern zusammen 71.449 Todesopfer,<ref name="Ballester 2023"/> woran Frankreich und Italien am stärksten beteiligt waren.<ref name="Trigo 2005">Trigo, R.M., R. García-Herrera, J. Díaz, I.F. Trigo, and M.A. Valente (2005): How exceptional was the early August 2003 heatwave in France?, Geophys. Res. Lett., 32, L10701, doi:10.1029/2005GL022410</ref> Die extreme Hitzewelle 2010 in Russland hatte neben großflächigen Wald- und Torfbränden auch zahlreiche Tote und Verletzte zur Folge, die auf 55 000 geschätzt wurden, wovon nicht wenige davon in Moskau durch Rauch und Luftverschmutzung bedingt waren.<ref>Hoerling, M., NOAA (2010): [http://www.esrl.noaa.gov/psd/csi/moscow2010/index.html The Russian Heat Wave of 2010]</ref>

Der Sommer 2022 reichte an die Zahl der Todesopfer durch Hitzewellen im Jahr 2003 fast heran. Allein in der Woche zwischen dem 18. und 24. Juli starben besonders in Mittel- und Südeuropa 11.637 Menschen durch die hohen Temperaturen. Über den ganzen Sommer lag die durch Hitze bedingte Todeszahl bei 62.862. Italien lag mit 18.000 Toten an der Spitze der einzelnen Staaten, gefolgt von Spanien mit 11.000 und Deutschland mit 8.000. Pro eine Mio. Einwohner hatte Italien 295 Tote durch die Hitze zu verzeichnen, Griechenland 280, Spanien 237 und Portugal 211. Es starben deutlich mehr Frauen als Männer und mehr Ältere über 65 als jüngere Menschen bis 64.<ref name="Ballester 2023"/> Über 47.000 Sterbefälle durch Hitze berechnete man für das Jahr 2023. Nach Einschätzung von Gallo et al. (2024)<ref name="Gallo 2024">Gallo, E., Quijal-Zamorano, M., Méndez Turrubiates, R.F. et al. (2024): [https://doi.org/10.1038/s41591-024-03186-1 Heat-related mortality in Europe during 2023 and the role of adaptation in protecting health]. Nat Med 30, 3101–3105</ref> haben die in den letzten zwei Jahrzehnten erfolgten Anpassungsmaßnahmen dazu geführt, dass die Opferzahlen nicht die Marke von 80.000 überschritten und damit den Rekord von 2003 noch übertroffen hätten.

2023 war der zeitwärmste Sommer in Europa; und lag mit 47.690 hitzebedingten Todesfällen an dritter Stelle nach 2022 und 2003. Auch 2023 befand sich der Schwerpunkt der Hitzeopfer in Südeuropa, aber mit mehr Sterbefällen im Südosten des Mittelmeerraumes, hauptsächlich in Griechenland. 2023 war jedoch das bis dahin wärmste Jahr in Europa, so dass die geringe Todeszahl gegenüber 2003 verwundern mag. Die in der Zwischenzeit erfolgte Anpassungsmaßnahmen haben die Sterbezahl jedoch erheblich reduziert. Ohne die Veränderungen bei den öffentlichen Gesundheitsmaßnahmen und dem individuellen Verhalten wären bei den ständig steigenden Sommertemperaturen (Abb.) 85.842 Tote zu erwarten gewesen. Hätte sich der heiße Sommer zwanzig Jahre früher ereignet, wäre die Sterblichkeit bei den damaligen Schutzmaßnahmen um 80% höher ausgefallen.<ref name="Gallo 2024"/>
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| [[Bild:Temp Todesfälle 2022.jpg|thumb|820px|Abb. 3: Links: Sommertemperatuen 2022 im Vergleich zum Mittel 1991-2020; rechts: Todesfälle durch Hitze pro Mio. Einwohner im Sommer 2022]]
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2025 wurden in 12 großen europäischen Städten, u.a. in London, Paris, Rom, Mailand, Madrid und Lissabon, mit einer kumulierten Bevölkerung von 30 Mio. Menschen 2305 Tote auf die hohen Temperaturen zurückgeführt. 65% (1504) davon gehen nach Einschätzung der Studie auf das Konto des Klimawandels. Mailand und Madrid waren die Städte, bei denen die meisten Todesfälle durch den Klimawandel verursacht wurden.<ref name="Clarke 2025"/>

== Projektionen ==
Europa ist nicht nur ein Hotspot der globalen Erwärmung, sondern auch ein alternder Kontinent. Beide Faktoren tragen zu einer hohen Sterblichkeit bei Hitzestress bei. Besonders die zukünftig zu erwartenden Hitzeextreme sowohl am Tage als auch nachts, aber auch die hohe Luftfeuchtigkeit, die die gefühlte Temperatur hochtreibt, werden die menschliche Gesundheit erheblich belasten.<ref name="Wu 2025">Wu, X., J. Wang, Y. Ge et al. (2025): [https://doi.org/10.1038/s41467-025-62871-y Future heat-related mortality in Europe driven by compound day-night heatwaves and demographic shifts]. Nat Commun 16, 7420</ref> Heiße Extreme wie Hitzewellen, warme Tage und Nächte werden in Europa in Häufigkeit und Stärke weiter zunehmen. Temperaturen über 35 °C werden im Mittelmeerraum um die Jahrhundertmitte an 10-20 Tagen häufiger vorkommen als gegenwärtig. Heutige [[Hitzewellen_Europa#Projektionen|Klimazonen werden sich nach Norden und Westen verschieben]]. In den Städten Europas wird die Anzahl von Hitzewellentagen von gegenwärtig 10% im Jahr auf jährlich 20-40% zunehmen.
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global Warming Todesfälle EU.jpg|thumb|820px|Abb. 4: Hitzebedingte Todesfälle pro 1 Million Einwohner in der EU und Großbritannien bei einer globalen Erwärmung von (a) 1,5 °C, (b) 2,0 °C, (c) 3,0 °C und (d) 4,0 °C.]]
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Bei einer Erwärmung um 1,5 °C um die Jahrhundertmitte werden nach Schätzungen 100 Mio. Menschen in der EU und Großbritannien jährlich extremen Hitzewellen ausgesetzt sein, im Vergleich zu 10 Mio. Menschen im Zeitraum 1981-2010. Bis zum Ende des Jahrhunderts wird bei einem niedrigen Szenario mit 172 Mio. Menschen gerechnet, bei einem hohen Szenario mit 300 Mio. Menschen. Die starke Zunahme hitzegefährdeter Personen ist auch dadurch bedingt, dass der Anteil der über 65jährigen von 19% gegenwärtig auf 30% um 2100 steigen wird.<ref name="EEA 2024">European Environment Agency (2024): [https://www.eea.europa.eu/en/analysis/publications/european-climate-risk-assessment European Climate Risk Assessment]</ref>

Die hitzebedingte Sterblichkeit bei einer Erwärmung um 1,5 °C könnte um das 10-Fache zunehmen, bei einer Erwärmung um 3,0 °C um das 30-Fache. Das bedeutet, dass am Ende des 21. Jahrhunderts mit Hunderttausenden von Toten durch Hitzewellen gerechnet werden muss.<ref name="EEA 2024"/> Nach einer anderen Berechnung fällt bei einer globalen Erwärmung um 2,0 °C die jährliche Sterblichkeit durch Hitzestress pro eine Mio. Einwohner im europäischen Mittel um 160-170 Fälle höher aus (Abb. 4). Bei einer Erwärmung um 4 °C kann die Sommerhitze jährlich ca. 470 Tote pro eine Mio. Einwohner zur Folge haben. In einzelnen Regionen kann die Sterblichkeit wesentlich höher liegen, so auf der Iberischen Halbinsel, in Italien oder Griechenland.<ref name="Wu 2025"/>

== Einzelnachweise ==
<references/>

==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Hitzewellen_(Bilder)#Hitzewellen_in_Europa|Hitzewellen in Europa (Bilder)]]
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== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
[[Kategorie:Extremereignisse]]
[[Kategorie:Regionale Klimafolgen]]
{{#set:
|beeinflusst von=Klimaänderungen in Europa
|beeinflusst von=Klimaänderungen im Mittelmeerraum
|beeinflusst von=Klimaprojektionen Europa
|Folge von=Hitzewellen Europa
|Folge von=Hitzewellen im Mittelmeerraum
|Folge von=Hochdruckgebiet
|Folge von=blockierende Wetterlage
|Teil von=Hitzewellen und Gesundheit
}}

Klimaänderungen in Europa

2025-08-12T12:31:44Z

Anja: /* Weblinks */

[[Bild:Europe-climate-stripes1840-2020.png|thumb|620px|Abb. 1: Klimastreifen von Europa ]]

Das europäische Klima reicht von den [[Subtropen]] im Süden über das [[Gemäßigte Zone|gemäßigte Klima]] in der Mitte bis zum borealen und Tundrenklima im Norden. Es steht im Westen unter starkem Einfluss des Atlantischen Ozeans und wird nach Osten zunehmend kontinentaler. Westwinde und die sie begleitenden Sturmbahnen und Tiefdruckgebiete sind das wichtigste Klimamuster in Europa, das die täglichen und jährlichen Schwankungn bestimmt. Im Winter hat das Sibirische Hoch mit Kaltlufteinbrüchen einen starken Einfluss. Vom Mittelmeer bis nach Skandinavien bestimmt die [[Nordatlantische Oszillation]] die saisonalen klimatischen Schwankungen, besonders im Winter.<ref>IPCC AR6 WGI (2021): Atlas, 8.1.1</ref> Ein weiteres wichtiges Klimaphänomen sind [[blockierende Wetterlage]]n, die durch den [[Jetstream]] gesteuert werden. Der Nordatlantikstrom sorgt, als Fortsetzung des [[Golfstrom]]s, vor allem im Winter bis weit in den hohen Norden hinein insgesamt für ein sehr mildes Klima.

== Veränderung der Temperatur ==
[[Bild:Europe summer temp 2000years.jpg|thumb|680px|Abb. 2: Sommertemperaturen in Europa in den letzten 2000 Jahren in °C im Vergleich zum Mittel 1961-1990, blau: [[Proxydaten]], rot: instrumentelle Daten ]]

Ein Rückblick der Temperaturentwicklung in Mitteleuropa bis in das Mittelalter zeigt grob gesehen drei Klimaepochen, die mit der Entwicklung auf der gesamten Nordhalbkugel übereinstimmen :
# die [[Mittelalterliche Warmzeit]],
# die [[Klima_der_letzten_1000_Jahre#Kleine_Eiszeit|Kleine Eiszeit]],
# die Warmphase der letzten ca. 100 Jahre.
Von 1000 bis ungefähr 1300 nimmt die [[Temperatur]] bei starken Schwankungen von Jahr zu Jahr kontinuierlich zu. Danach zeigt sich von ca. 1400 bis 1900 eine relativ kühle Phase, mit besonders niedrigen Temperaturen im 16. und 17. Jahrhundert, die sog. Kleine Eiszeit, die bis ins 19. Jahrhundert reicht. Ab 1900 nehmen die Temperaturen ungewöhnlich stark zu und liegen in den letzten 30 Jahren deutlich über den höchsten Temperaturen der mittelalterlichen Warmzeit (Abb. 2).

[[Bild:Europe-temperature-1750-2020.png|thumb|480px|Abb. 3: Änderung der jährlichen Mitteltemperatur (blau) und der 10-Jahresmittel (rot) in Europa 1750-2020 in absoluten Werten]]
[[Bild:Kontinente °C Jahrzehnt.jpg|thumb|520px|Abb. 4: Änderung der globalen Mitteltemperatur von sechs WMO-Regionen (Kontinenten) in vier Klimaperioden]]

Die Temperaturen in Europa sind zwischen 1991 und 2020 um ca. 0,5 °C pro Jahrzehnt angestiegen und damit mehr als doppelt so stark wie das globale Mittel (Abb. 4). Europa ist damit noch vor Asien (ca. 0,4 °C/Jahrzehnt) der Kontinent, der sich am stärksten erwärmt hat. Die höchste Temperaturabweichung im Jahr 2021 vom Mittel der Jahre 1981-2010 hatten einige Gebiete Grönlands, vor allem im Norden und Nordwesten, und Spitzbergen mit über 2 °C zu verzeichnen.<ref name="WMO 2022">WMO (2022): [https://public.wmo.int/en/our-mandate/climate/wmo-statement-state-of-global-climate/Europe State of the Climate in Europe 2021]</ref> Besonders stark haben sich in den letzten Jahren die Sommer erwärmt. Der Sommer 2022 war mit 1,4 °C über dem Mittel von 1991-2020 sogar der wärmste bish dahin gemessene Sommer. Im Südwesten und Westen Europas gab es bis zu 30% mehr warme Tage als im Durchschnitt. In Großbritannien wurden zum ersten Mal über 40 °C gemessen. Auch in anderen Teilen Westeuropas lagen die Höchsttemperaturen oft 10 °C über den typischen Maximumtemperaturen im Sommer.<ref>Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/esotc/2022/european-state-climate-2022-summary European State of the Climate 2022]</ref> Ein Blick auf die langfristige Veränderung der Sommertemperaturen zeigt, dass die Sommer der drei Jahrzehnte 1986-2015 die wärmsten Sommer der letzten 2000 Jahre waren. Der Trend zu immer wärmeren Sommern in den letzten Jahrzehnten war häufig von Hitzewellen begleitet.<ref name="Luterbacher 2016">Luterbacher, J., J.P. Werner, J.E. Smerdon et al. (2016): [https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/2/024001 European summer temperatures since Roman times]. Environmental, Research Letters, 11(2), 024001.</ref> Inzwischen ist der Sommer 2024 mit 1,54 °C über dem Mittel von 1991-2020 der wärmste Sommer.<ref>Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/c3s-seasonal-lookback-summer-2024 C3S seasonal lookback: summer 2024]</ref>

Betrachtet man die besonders starke Erwärmung der ca. letzten 30 Jahre im Hinblick auf die Sommer- und Winterentwicklung geographisch, so fällt ein Trend auf, wie er ähnlich auch für die [[Klima im 21. Jahrhundert in Europa|nächsten 100 Jahre]] projiziert wird: Im Winter findet sich die stärkste Erwärmung in Skandinavien und Nordosteuropa, im Sommer im Mittelmeerraum. Für die ungewöhnlich starke Erwärmung im Norden spielt der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-/Schnee-Albedo-Effekt]] die entscheidende Rolle: Der Rückgang von Schnee- und Eisflächen führt zu einer höheren Strahlungsabsorption. Die starke Erwärmung im Osten und Nordosten Europas 2015 mit bis zu 5 °C gegenüber 1981-2010 in Finnland war aber auch durch eine starke NAO bedingt. Dagegen nahmen in Südeuropa die Temperaturen vor allem im Sommer zu. So lagen die Temperaturen in Teilen Italiens, aber auch im südlichen Mitteleuropa im Sommer 2015 um ca. 3 °C über dem Mittel von 1981 bis 2010.<ref name="Besselaar 2016">van den Besselaar, E., R. Cornes, C. Photiadou, G.van der Schrier, G. Verver, A. Klein Tank, A. Squintu (2016): [http://cib.knmi.nl/mediawiki/index.php/2015:_joint_warmest_year_on_record_in_Europe 2015: joint warmest year on record in Europe]</ref> Die sommerliche Erwärmung im Mittelmeerraum ist primär durch die Niederschlagsdefizite und ausgetrockneten Böden bedingt, die die Evapotranspiration und damit deren Abkühlungseffekt stark einschränken.

== Änderungen des Niederschlags ==

Die jährlichen Niederschläge über Europa insgesamt zeigen seit 1960 keinen klaren Trend. Allerdings wurden in den einzelnen Großregionen sichtliche Änderungen beobachtet. So hat der Jahresniederschlag seit 1960 in Nordost- und Nordwesteuropa um bis zu 70 mm pro Jahrzehnt zugenommen, vor allem im Winter. In einigen Teilen Südeuropas ist dagegen ein Rückgang der jährlichen Niederschläge um bis zu 90 mm pro Jahrzehnt, z.B. auf der Iberischen Halbinsel, zu verzeichnen. In den mittleren Breiten gibt es keine signifikanten Änderungen der jährlichen Niederschläge. Die mittleren Sommerniederschläge sind in den meisten Teilen Südeuropas um bis zu 20 mm pro Jahrzehnt deutlich zurückgegangen, während in Teilen Nordeuropas Zunahmen von bis zu 18 mm pro Jahrzehnt beobachtet wurden.<ref>European Environment Agency (2021): [https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/european-precipitation-2/assessment Mean precipitation]</ref>

[[Bild:Albedo-Eis.jpg|thumb|420px|Abb. 5: Schematische Darstellung des Einflusses der Eis-/Schnee-Albedo auf das Klima]]

== Ursachen der Klimaänderung ==
=== Treibhausgase und Rückkopplungseffekte ===
Angesichts der Klimaänderungen in Europa stellt sich vor allem die Frage, welches die Gründe für die starke jährliche Erwärmung im Jahresmittel und im Sommer sind. Als wesentlicher Grund gilt der anthropogene [[Treibhauseffekt]], der durch die Emission von [[Kohlendioxid]], [[Methan]] und anderen [[Treibhausgase]]n verursacht wird. Da die wichtigsten dieser Treibhausgase mindestens mehrere Jahre und zum Teil noch wesentlich länger in der Atmosphäre verbleiben, sind sie fast gleichmäßig über den Globus verteilt. Besonderheiten der europäischen Temperaturentwicklung können daher nicht durch den globalen anthropogenen Treibhauseffekt erklärt werden. Allerdings können [[Feedback|Rückkopplungseffekte]] der globalen Erwärmung mit regionalen Klimakomponenten eine Erklärung sein. So spielt etwa der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-/Schnee-Albedo-Effekt]] für die starke Erwärmung in Skandinavien und Nordosteuropa im Winterhalbjahr die entscheidende Rolle. Das Abschmelzen von Schnee- und Eisflächen hat zur Folge, dass weniger Sonnenstrahlen reflektiert werden und so den Boden aufheizen, der wiederum durch die Abgabe von langwelliger Wärmestrahlung die darüber liegende Luft erwärmt, die wiederum zu mehr Schneeschmelze führt usw. Eine ähnliche positive Rückkopplung zwischen Atmosphäre und Boden erklärt auch die starke sommerliche Erwärmung besonders in Südeuropa im Sommer. Geringe Niederschläge, ein klarer Himmel und eine starke Einstrahlung lassen hier Boden und Pflanzen austrocknen. Die Folge ist eine ausbleibende [[Verdunstung]] und damit ein damit verbundener fehlender Abkühlungseffekt, wodurch der [[Boden im Klimasystem|Boden]] weiter erwärmt wird, aber [[Wolken]]bildung kaum noch stattfindet, mit der Konsequenz stärkerer Einstrahlung und steigender Temperatur, wodurch sich der Boden noch weiter erwärmt usw.<ref name="Tuel 2021">Tuel, A., and E.A.B. Eltahir (2021): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0968.1 Mechanisms of European Summer Drying under Climate Change], Journal of Climate 34, 22, 8913-8931</ref>

=== Natürliche Schwankungen ===
Ein weiterer Erklärungsansatz für die starke Erwärmung Europas im Zuge des Klimawandels sind [[Atmosphärische Zirkulation|dynamische Prozesse in der Atmosphäre]] wie im Nordatlantik. Er läuft darauf hinaus, dass sich die vom Nordatlantik nach Osten ziehenden Tiefdruckbahnen, die für Mittel und Nordeuropa im Sommer, für den Mittelmeerraum im Winter die Niederschläge bringen, nach Norden verschoben haben. Als Ursache wird das sog. „Erwärmungsloch“ südlich von Grönland gesehen, wo die [[Meeresoberflächentemperatur]] sich in den letzten Jahrzehnten nicht erwärmt, sondern abgekühlt hat. Von einigen Autoren wird dieses Phänomen auf die Abschwächung der [[Meridionale Umwälzzirkulation (MOC)|Nordatlantischen Umwälzzirkulation]] (früher Thermohaline Zirkulation) zurückgeführt. Ob die Ursache dieser Abschwächung auf den Klimawandel beruht oder natürlichen Dekaden-Schwankungen unterliegt, ist jedoch in der Forschung nicht endgültig geklärt.<ref name="IPCC AR6 WGI 2021">IPCC AR6 WGI (2021): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Ch. 2.3.3.4</ref> Als Folge dieser Abkühlung im Nordatlantik werden von Tuel & Eltahir (2021)<ref name="Tuel 2021" /> ungewöhnliche [[Hochdruckgebiet|Hochdrucklagen]] westlich der Britischen Inseln angeführt, die feuchte Luftmassen vom Atlantik nach Norden ablenken, so dass sie Mitteleuropa kaum noch erreichen.

=== Abnehmende Aerosolbelastung ===
[[Bild:SO2 emissions 1950-2020.jpg|thumb|540px|Abb. 6: SO<sub>2</sub>-Emissionen nach Regionen 1950-2020. Die Abbildung zeigt die zunehmende Abnahme der Aerosolkonzentration seit den 1980er Jahren, besonders in Europa und Nordamerika.]]
Eine dritte Erklärung bezieht sich auf anthropogene Emissionen, die nicht eine Erwärmung, sondern eine Abkühlung zur Folge haben. Gemeint sind durch menschliche Aktivitäten entstehende [[Aerosole]], und zwar vor allem [[Sulfataerosole]] (SO<sub>4</sub>), die ähnlich wie Kohlendioxid durch die Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre gelangen. Nach dem 2. Weltkrieg bis ca. 1980 hat die Aerosolbelastung in Europa stark zugenommen (Abb. 6), eine Phase die wegen der Abschirmung der Solareinstrahlung als „globale Verdunkelung“ (engl. „global dimming“) bezeichnet wird. Als Folge sind die Temperaturen in Europa und besonders in Nordamerika trotz zunehmender Treibhausgasemissionen kaum gestiegen. Danach wurde durch politische Entscheidungen zur Luftreinhaltung die Emission von [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosolen mehr und mehr verringert]]. Es begann die Phase der „globalen Aufhellung“ (engl. „global brightening“), in der sich die Wirkung der steigenden Treibhausgaskonzentration und einer erhöhten Sonneneinstrahlung in einer zunehmenden Erwärmung zeigten. Die Abnahme der Aerosol-Konzentration von 1979 bis 2020 machte sich wegen der höheren Solarstrahlung besonders im Sommer bemerkbar. Allein die Abnahme der Aerosol-Konzentration führte zu einer Erwärmung der jährlichen Mitteltemperatur um etwa 1 °C. Insgesamt betrug die Temperaturzunahme in Europa seit den 1980er Jahren jedoch das Doppelte der globalen Erwärmung, weil sich zusätzlich der Treibhauseffekt auswirkte, der durch die Aerosolbelastung maskiert worden war.<ref name="Glantz 2022">Glantz, P., O. G. Fawole, J. Ström, M. Wild, K. J. Noone (2022): [https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021JD035889 Unmasking the Effects of Aerosols on Greenhouse Warming Over Europe], Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 10.1029/2021JD035889, 127, 22 </ref>

== Kalte Winter in Europa ==
In den letzten Jahren kam es in weiten Teilen Europas in den Wintermonaten, im Jahr 2013 sogar noch im meteorologischen Frühlingsmonat März, zu starken Kälteeinbrüchen. Das hat in der Öffentlichkeit Zweifel am Klimawandel genährt und in der Wissenschaft die Suche nach Erklärungen angetrieben.
* s. Hauptartikel [[Kalte Winter in Europa]]

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* [https://www.pik-potsdam.de/de/aktuelles/nachrichten/archiv/2010/erderwaermung-koennte-winter-kaelter-werden-lassen Erderwärmung könnte Winter kälter werden lassen] Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen in Europa (Bilder)]]
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== Lizenzhinweis ==
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[[Kategorie:Regionale Klimaänderungen]]
[[Kategorie:Klimaänderungen]]

Ozeandüngung

2025-07-17T11:16:48Z

Anja: /* Methode */

[[Bild:LOHAFEX-Region.jpg|thumb|470px|Kursplot der Polarstern-Expedition von Kapstadt (7. Januar 2009) über das Untersuchungsgebiet von Lohafex nach Punta Arenas (17. März 2009).]]
Das politische Ziel, die Klimaerwärmung durch den Menschen auf [[2-Grad-Ziel|höchstens 2 °C]] unter dem vorindustriellen Wert zu begrenzen, um einen ‚gefährlichen Klimawandel‘ zu vermeiden, gilt vielen Experten als nicht mehr erreichbar. Daher werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert, durch sogenanntes [[Climate Engineering]] den Klimawandel zu begrenzen. Neben der Verringerung der [[Sonnenenergie|Sonnenstrahlung]] zur Abkühlung der [[Atmosphäre im Klimasystem|Atmosphäre]] (vgl. den Artikel „[[Modifikation_mariner_Schichtwolken|Modifikation mariner Schichtwolken]]“) werden auch Maßnahmen, die das vom Menschen emittierte [[Kohlendioxid]] wieder aus der Atmosphäre entfernen, in Erwägung gezogen. Eine dieser Maßnahmen ist die Eisendüngung bestimmter Gebiete des Ozeans, um auf diese Weise das Algenwachstum zu verstärken und mehr CO<sub>2</sub> aus der Atmosphäre zu binden.

== Methode ==

Große Teile des Ozeans sind so nährstoffarm, dass das Wachstum einzelliger Algen durch den Nährstoffmangel limitiert ist. Das betrifft zum Beispiel den tropischen Ostpazifik, Teile des Nordpazifiks und den gesamten Südliche Ozean. Sie werden auch als HNLC-Regionen bezeichnet (HNLC = High Nutrient, Low Chlorophyll), in denen kaum Algen wachsen und damit ein geringer Chlorophyll-Anteil vorherrscht.<ref name="WOR I 2010">World Ocean Review (2010): [https://worldoceanreview.com/wp-content/downloads/wor1/WOR1_gesamt.pdf Mit den Meeren leben – ein Bericht über den Zustand der Weltmeere.] </ref> Hier setzt die Ozeandüngung an: Es können sowohl Makronährstoffe wie Phosphor und Stickstoff in großen Mengen als auch – in geringen Mengen – Mikronährstoffe wie Eisen ins Meer eingebracht werden. Die Wahl hängt davon ab, welche Nährstoffe das Phytoplankton zum Wachstum benötigt.<ref name="UBA (2011)">Umweltbundesamt (2011): Geo-Engineering. Wirksamer Klimaschutz oder Größenwahn?</ref>
Das Ziel der Ozeandüngung ist es, einen Teil des atmosphärischen CO<sub>2</sub> für einen längeren Zeitraum im Meer zu speichern und so die CO<sub>2</sub>-Konzentration der Atmosphäre zu senken. Je nach Stabilität kann CO<sub>2</sub> für 10 – 100 Jahre der Atmosphäre entzogen werden.

Kohlendioxid wird zunächst aus der Atmosphäre im Ozeanwasser gelöst und wird anschließend fast vollständig in andere Kohlenstoffverbindungen, z.B. in Hydrogenkarbonat, umgewandelt (s. [[Kohlenstoff im Ozean]]). Verbleibendes Kohlendioxid und Hydrogenkarbonat wird durch [[Photosynthese]] vom Phytoplankton, d.h. von verschiedenen Algenarten, aufgenommen. Die Fixierung des in Meerwasser gelösten CO<sub>2</sub> im Phytoplankton bewirkt, dass der Partialdruck in der ozeanischen Deckschicht gegenüber dem atmosphärischen CO<sub>2</sub>-Partialdruck sinkt. Da sich die Atmosphäre und der Ozean immer im Gleichgewicht befinden, wird sich mehr Kohlenstoffdioxid im Wasser lösen. Dieser Effekt ist umso größer, je größer und langlebiger die Algenblüte ist. Diese hängt wiederum von dem Nährstoffangebot, der Artenzusammensetzung des Phytoplanktons und der Anzahl der Fressfeinde ab.

Damit eine dauerhafte CO<sub>2</sub>-Speicherung gelingt, muss das in Biomasse gespeicherte CO<sub>2</sub> in die Tiefsee sinken. Das betrifft das abgestorbene Phytoplankton und die Ausscheidungen ihrer Konsumenten (z.B. Zooplankton). Durch den Einfluss von Strömungen und Turbulenz sowie durch den mikrobiologischen Abbau sinkt jedoch nicht der gesamte Kohlenstoff auf den Meeresboden, wo er als Meeressediment abgelagert wird; ein Teil gelangt auch zurück in die oberen Meeresschichten. Dabei entstehen Zwischenprodukte, die dem Zooplankton als Nahrung dienen. Dieses gibt bei der Respiration wieder CO<sub>2</sub> ab und wird von den nächst höheren Meeresorganismen gefressen.

Selbst wenn der Abbau erst in großen Tiefen geschieht, wird das CO<sub>2</sub> mit der globalen [[Meeresströmungen|Ozeanzirkulation]] in einigen 100 bis 1000 Jahren wieder in die Atmosphäre gelangen.<ref name="WOR I 2010" />

== Eisen in den Meeren ==

[[Bild:Satellit Blüte.jpg|thumb|370px|Satellitenaufnahme der Chlorophyllkonzentrationen an der Meeresoberfläche während der Lohafex-Studie (eingekreist).]]

1990 stellte der Ozeanograph John Martin die Eisenhypothese auf, nach der die Produktivität von Phytoplankton in nährstoffreichen, aber weniger produktiven Meeresregionen (z.B. dem Südlichem Ozean) durch die begrenzte Verfügbarkeit von Eisen limitiert ist. Er beobachtete, dass die natürliche Düngung mit eisenhaltigen Staubpartikeln aus der Atmosphäre die Algenblüte anregt. Stirbt das Phytoplankton nach der Algenblüte ab, sinkt Biomasse zum Meeresboden.<ref name="Hanetzog 2009">Hanetzog, K. (2009):[https://www.yumpu.com/de/document/read/21542033/die-eisendungung-der-ozeane-hintergrund-entwicklung-und-/6 Die Eisendüngung der Ozeane – Hintergrund, Entwicklung und Kenntnisstand, Seminararbeit TU Bergakademie Freiberg.]</ref>

Eisen ist das zweithäufigste chemische Element der Erde, der größte Anteil davon befindet sich im Erdkern.<ref name="WOR I 2010" /> Es ist essentiell für das Wachstum und den Stoffwechsel aller Meereslebewesen; außerdem bildet Phytoplankton mithilfe des Eisens Chlorophyll, womit Eisen die Grundlage für die Photosynthese ist.

Die biologische Verfügbarkeit von Eisen im Meerwasser richtet sich nach bestimmten Faktoren. Der wichtigste ist die Konzentration an gelöstem Sauerstoff. Bei hohen Konzentrationen ist die Menge an gelöstem Eisen nur sehr gering (0.2 – 2 nmol/l). In suboxischen (sauerstoffarmen) und anoxischen (sauerstofffreien) Regionen liegt die Konzentration an gelöstem Eisen hingegen bei 300 – 3000 nmol/l. Dieser Wert wird nur in Porenwässern der marinen Sedimente mit 300µmol/l und an Hydrothermalquellen mit 3mmol/l übertroffen. Die Einheit mol/l beschreibt die Stoffmenge (molare Masse) pro Liter (mol/l) (mmol = Millimol, µmol = Mikromol, nmol = Nanomol).

Zusätzlich ist wichtig, ob in der euphotischen Zone, d.h. in der lichtdurchlässigen oberen Wasserschicht, natürliche Quellen für Eisen vorhanden sind. Quellen können terrestrische eisenhaltige Staubpartikel sein, die direkt als Deposition auf dem Meer abgelagert oder durch Schmelzwasser eingetragen werden. Auch der Zustrom von Flüssen, die stabile Formen an Eisen (z.B. Humine) in hohen Konzentrationen mit sich führen, kann eine Quelle sein. Aufsteigendes Tiefenwasser (upwelling), z.B. bei dem Schelf der Karguelen Islands, und Turbulenz und Diffusion können ebenfalls dazu führen, dass Eisen in die obere Wasserschicht eingetragen wird. Eine letzte Quelle könnten submarine Vulkane in flachen Meeren sein.

Generell konnte beobachtet werden, dass die Eisenkonzentrationen in den oberflächennahen Schichten in Küstennähe größer sind als im offenen Ozean.<ref name="Hanetzog 2009" />

== Potential ==

Da Eisen nicht in allen Ozeangebieten für die Bildung von Chlorophyll ausreichend vorhanden ist, könnte eine künstliche Zufuhr das Algenwachstum verstärken.

Das Potential der Ozeandüngung zum Entzug von CO<sub>2</sub> aus der Atmosphäre wurde zunächst aufgrund theoretischer Berechnungen als vielversprechend eingeschätzt: Die Leistung der [[Kohlenstoff_im_Ozean#Die_biologische_Pumpe|biologischen Pumpe]] sollte um 10% gesteigert werden, sodass die Entfernung einer Gigatonne Kohlenstoff pro Jahr aus der Atmosphäre als möglich erschien. Gelänge es, alle ungenutzten Nährstoffe des Südlichen Ozeans (dessen Fläche bei 50 Millionen km² liegt) in den nächsten 100 Jahren in Phytoplanktonbiomasse umzuwandeln (eine sehr extreme Annahme!), könnten 15% des anthropogenen CO<sub>2</sub>-Ausstoßes kompensiert werden.<ref name="UBA (2011)" /> Da Meeresalgen zwischen 1000 und 1 Million Mal weniger Eisen als Kohlenstoff aufnehmen, würden geringe Eisenmengen genügen, um die Aufnahme großer Kohlendioxidmengen in die Pflanzen anzukurbeln.<ref name="WOR I 2010" />

Nach wie vor gelten Düngungen in HNLC-Meeresregionen mit hohem Nährstoffangebot und geringer Chlorophyllkonzentration wie dem Nordpazifik, Äquatorialpazifik und dem Südlichen Ozean als sehr aussichtsreich. In den sogenannten LNLC-Regionen (Low Nutrient, Low Chlorophyll), in denen eine geringe Nährstoff- und eine geringe Chlorophyllkonzentration vorherrscht, würde eine Düngung hingegen das Phytoplanktonwachstum nur sehr geringfügig anregen, da neben dem Eisen andere Nährstoffe fehlen, die den Stoffwechsel des Phytoplanktons anregen.
Unter den HNLC-Meeren besitzt der Südliche Ozean das höchste Nährstoffaufkommen in der obersten Wasserschicht und bietet damit das größte Potential für die CO<sub>2</sub>-Sequestration. Ursprungsgebiet für die südlich der Polarfront aufsteigenden nährstoffreichen Wassermassen ist zum größten Teil der Nordatlantik. Ein weiterer Vorteil des Südlichen Ozeans ist, dass es hier sehr wolkig und sturmreich ist, sodass das Phytoplankton weniger UV-Schäden erleidet als in ruhigen und sonnigen Meeresregionen.<ref name="Hanetzog 2009" />

Die zusätzlichen Kohlenstoffemissionen, die durch die Eisendüngung erzeugt würden, wären nur geringfügig. Allerdings ist 1 Gigatonne Kohlenstoff im Vergleich zu einem jährlichen Zuwachs von 3,5 Gigatonnen CO<sub>2</sub> nicht sehr viel. Das Meer enthält bereits 38 000 Gigatonnen gelösten anorganischen Kohlenstoff, Hydrogenkarbonat, Karbonat und gelöstes CO<sub>2</sub>. Der Zusatz durch Düngung würde daher keinen großen Unterschied machen.<ref name="Smetacek">Smetacek, V., Naqvi, S.W.:[http://www.cibsub.com/rcs_actu/Lohafex_background.pdf LOHAFEX: Deutsch-indisches Forschungsexperiment zur Eisendüngung des Meeres.]</ref> Außerdem wird zwar relativ viel CO<sub>2</sub> in den Südlichen Ozean eingetragen, dieses wird aber nur geringfügig gespeichert. Das liegt daran, dass CO<sub>2</sub> nordwärts in die Subtropische Konvergenzzone transportiert wird. Die Subtropische Konvergenzzone befindet sich etwa auf dem 44. Breitengrad (Südhalbkugel); dort trifft warmes Wasser aus den Subtropen auf kaltes polares Wasser. Es herrscht Auftrieb, welcher das Absinken und damit die Speicherung des CO<sub>2</sub> verhindert. Zudem hängt die CO<sub>2</sub>-Aufnahme der Meere auch von der biologischen Aktivität in den Meeren, deren Zirkulation und Temperatur ab. Diese Faktoren werden vom Klimawandel beeinflusst. Bis jetzt ist die Effizienz bzw. Wirksamkeit der Methode noch nicht belegt, und auch die negativen Folgen sind unzureichend erforscht.<ref name="Smetacek" />

== Nebeneffekte ==

=== Änderung der Artenzusammensetzung ===

Es gibt deutliche Belege für Veränderungen der Artenkomposition durch die Eisendüngung, insbesondere in der euphotischen Zone der pelagischen (küstenfernen) Ökosysteme; diese befinden sich im freien Wasser der Meere. Die Artengemeinschaft des Phytoplanktons ändert sich ebenfalls durch die Eisendüngung. Zusätzlich wird eine Verschiebung der Dominanz kleiner Phytoplanktonarten zu der Dominanz großer Diatomeen (Kieselalgen) erwartet. Die Gefährdungen, die von der Artenzusammensetzung des Planktons auf die pelagischen und benthischen Ökosysteme (letztere sind in der Bodenzone des Meeres angesiedelt) ausgeht, sind schwer vorherzusagen.<ref name="BfN 2009">Bundesamt für Naturschutz (2009): Stellungnahme des Bundesamtes für Naturschutz zum AWI-Projekt LOHAFEX.</ref>

=== Anregung toxischer Algenblüte ===

Die Eisendüngung kann zu der Bildung toxischer Algenblüten führen. Im Zuge der Freilandstudie CROZEX (The Crozet Natural Iron Bloom and Export Experiment), die im Südlichen Ozean stattfand, konnte eine deutliche Zunahme der Alge Phaecystis antarctica, einer weitverbreiteten Algenart und wichtiger Bestandteil des Phytoplanktons im südlichen Ozean, in der Größe, der Anzahl und der Biomasse gezeigt werden. Die Veränderungen zeigten auch Auswirkungen auf höhere, d.h. nährstoffreichere, Trophiestufen der Nahrungskette, da größere Algen für die dort vorkommenden Mesozooplankton-Arten nicht als Nahrung nutzbar sind. Beim Mesozooplankton handelt es sich um planktonische Tiere, die 0.2 – 20 mm groß sind; zum Mesozooplankton zählen unter anderem einige Ruderfußkrebsarten. Zusätzlich ist eine Veränderung der Struktur und der Funktion des pelagischen Ökosystems bei einer systematischen und großskaligen Eisendüngung sehr wahrscheinlich. Bei langfristigen Anwendungen werden Auswirkungen auf die pelagische Fischerei erwartet.

Neben der Alge Phaecystis antarctia wurde die Algengattung „Pseudo-nitzschia“ durch die Eisenzugaben stark begünstigt. Sie produziert Domoinsäure, die sich in der Nahrungskette anreichert und als Nervengift Säugetiere schädigen kann. Auch die toxische Algenblüte ist schwer vorhersagbar und beeinträchtigt die planktischen Lebensgemeinschaften.<ref name="BfN 2009" />

=== Verschärfung sauerstoffarmer Zonen ===

Die durch die Eisendüngung zusätzlich erzeugte Biomasse könnte vermehrt den Sauerstoff zehren, den Fische und andere Tiere benötigen: Im gut belüfteten Südlichen Ozean ist dieser Effekt relativ gering, allerdings könnte es Fernwirkungen geben und die Situation in den bereits vorhandenen Sauerstoffminimumzonen der Weltozeane verschärfen. Die möglichen Folgen der Eisendüngung auf die Artenvielfalt und auf die marine Nahrungskette auf Zeitskalen, die über die wenigen Wochen der bisherigen Eisendüngungsexperimente hinausgehen, wurden bis jetzt nicht ausreichend untersucht.<ref name="WOR I 2010" /> Zusätzlich könnte es durch die infolge der Eisendüngung erzielte Algenblüte und den damit verstärkten Abfluss von partikulärer organischer Materie und Remineralisierung zu sauerstoffarmen Zonen im Meer kommen, sodass anoxische Verhältnisse zu einem Massensterben von Meeresorganismen führen könnten. Da das nährstoffreiche, aber sauerstoffarme Tiefenwasser den anaeroben mikrobiologischen Abbau erhöht, besteht die Gefahr, dass andere treibhausschädliche Gase wie Methan und Lachgas gebildet werden. Das könnte den Effekt der Eisendüngung mindern, und der Auftrieb des Tiefenwassers könnte letztlich zu einem Fischsterben in Küstenregionen führen.<ref name="Smetacek" /> <ref name="BfN 2009" />

Außerdem könnte es zu einer drastischen Reduktion der Biodiversität benthischer Lebensgemeinschaften bis hin zum Absterben kommen. Bei extremen Ausprägungen ist sogar die starke Freisetzung von Schwefelwasserstoff in Regionen benthischer Sauerstoffarmut möglich, was das dauerhafte Absterben der meisten marinen Organismen bedeuten würde.<ref name="BfN 2009" />

=== Veränderung des Nahrungsnetzes ===

Es wird befürchtet, dass der Eiseneintrag den Nährstoffhaushalt in anderen Regionen stören könnte. Außerdem könnte das verstärkte Algenwachstum dazu führen, dass Makronährstoffe im Oberflächenwasser aufgebraucht werden könnten, sodass es zu einem Nährstoffmangel in anderen, vom Düngungsgebiet stromabwärts gelegenen Meeresgebieten kommen könnte. Das gilt allerdings nicht für den Südlichen Ozean; hier verweilt das Oberflächenwasser nur relativ kurz an der Meeresoberfläche und taucht ab, bevor Makronährstoffe ausgeschöpft sind. Diese Wassermassen gelangen erst nach Hunderten von Jahren wieder an die Oberfläche. Der Südliche Ozean ist also am besten für die CO<sub>2</sub>-Sequestrierung geeignet.<ref name="WOR I 2010" />
Außerdem könnte es zu der Abnahme essentieller Nährstoffe kommen, wie z.B. von Stickstoff, Phosphor und Silizium. Der gesamte Nährstoffhaushalt und -transport in der Wassersäule wird verändert und langfristig wird die biologische Produktivität des Systems reduziert. Das kann auch zu signifikanten Einbußen in den Fischereierträgen führen.<ref name="BfN 2009" />

=== Verstärkung der Versauerung ===
Hauptartikel: [[Ozeanversauerung]]

Zu den unerwünschten Nebenwirkungen der Eisendüngung zählt auch, dass der vermehrte Abbau von organischem Material und der verstärkte Eintrag von Kohlendioxid in tiefere Wasserschichten vor Ort zur Ozeanversauerung beitragen.<ref name="WOR I 2010" />

== Erkenntnisse ==

Die Effekte der Ozeandüngung wurden seit 1993 in 13 Freilandexperimenten untersucht, die räumlich (< 300km²) und zeitlich (< 40 Tage) begrenzt durchgeführt wurden. Überwiegend wurde die Wirkung von Eisendünger untersucht. Bei den Experimenten trat die Grundvoraussetzung einer effektiven CO<sub>2</sub>-Speicherung, nämlich das Absinken des Phytoplankton, nicht oder nur in geringem Ausmaß ein.<ref name="UBA (2011)" /> CROZEX zeigte in 2004, dass relativ zu einer Einheit an zugefügtem Eisen die Menge an Kohlenstoff, die in eine Tiefe von 200m sequestriert wurde, etwa 80 mal geringer war, als Wissenschaftler während einer ähnlichen Studie in der nahegelegen Kerguelen-Region festgestellt hatten.

Die Ergebnisse waren also eher ernüchternd: Selbst wenn die gesamte Ozeanoberfläche der Welt an Eisenmangel leiden würde, würde mit einer Sättigung kein großer Effekt auf den atmosphärischen CO<sub>2</sub>-Gehalt erreicht werden. Die Ergebnisse der Studien waren außerdem nicht sehr repräsentativ, da das System durch die massive Eisenzufuhr über einen relativ kurzen Zeitraum geschockt wurde.<ref name="Hanetzog 2009" />
Die Ergebnisse der Experimente werden auch durch [[Klimamodelle|Modellstudien]] gestützt, die zeigten, dass die Effizienz der Eisendüngung gering ist und der Großteil des Kohlenstoffs (bis zu 80%) wieder freigesetzt wird.

Neben der mangelnden Effizienz gibt es weitere Bedenken gegenüber der Eisendüngung, da große Flächen gedüngt werden müssten. Außerdem würde die Wirkung der Ozeandüngung erst sehr spät einsetzen, denn Phytoplankton sinkt nur sehr langsam ab und die globale Mitteltemperatur ändert sich nur verzögert mit der Änderungen der CO<sub>2</sub>-Konzentration der Atmosphäre. Ein weiterer Faktor ist, dass die Düngung sehr lange aufrechterhalten werden müsste, um den atmosphärischen CO<sub>2</sub>-Gehalt nachhaltig zu beeinflussen. Zum Schluss sollte berücksichtigt werden, dass von der potentiell gespeicherten Menge an CO<sub>2</sub> wieder die CO<sub>2</sub>-Emissionen abgezogen werden müssen, die bei der Herstellung des Düngers, beim Transport und bei der Ausbringung entstehen.

Zusätzlich widerspricht die Eisendüngung der globalen, europäischen und regionalen Meeresschutzpolitik, deren Ziel die Reduktion der Eutrophierung ist.<ref name="UBA (2011)" />
Über die Düngung mit Phosphor und Stickstoff gibt es nur wenige Erkenntnisse. Ein Nachweis für die Wirksamkeit der Ozeandüngung wurde bislang also nicht erbracht.

== Experimente zur Meeresdüngung ==

Die bisher 13 internationalen Experimente stützen die Hypothese von Martin (s.o.) in zwei Punkten:
1. Eisenmangel wirkt sich begrenzend auf die Primärproduktion in Meeren mit hohen Stickstoff- und Phosphorkonzentrationen im Oberflächenwasser aus.
2. Durch Eisendüngung kann die Biomasse des Phytoplanktons kurzfristig erhöht werden.
Allerdings ist bis jetzt unklar, ob die Zugabe von Eisen zu einem erhöhten Übergang von Kohlenstoff aus der Atmosphäre über den Oberflächenwasserkörper zum Meeresboden führt.<ref name="BfN 2009" />

=== LOHAFEX ===

[[Bild:Phytoplankton_LOHAFEX.jpg|thumb|370px|Phytoplankton mit Diatomeen und juvenilen Copepoden (LOHAFEX 2009).]]

LOHAFEX ist das jüngste Eisendüngungsexperiment und eine deutsch-indische Kooperation. Es wurde vom Alfred-Wegener-Institut 2009 im Südlichen Ozean durchgeführt. Das Wort LOHAFEX setzt sich aus dem Hindi-Wort für Eisen („Loha“) und der Abkürzung für Fertilistation Experiment („Fex“) zusammen. Ziel war es, das schnelle Wachstum von Meerespflanzen (Phytoplankton) anzuregen. Dafür wurde eine 300 km² große Flache mit gelöstem Eisensulfit gedüngt. Der Zeitraum der Studie betrug sieben Wochen, während derer die Auswirkungen der Algenblüte auf den Austausch von CO<sub>2</sub> zwischen Meer und Atmosphäre, die Plankton-Nahrungsketten und die Organismen des Meeresbodens untersucht wurden. Zusätzlich wurden die Auswirkungen auf Krill untersucht, deren Bestände in den letzten Jahrzehnten um mehr als 80% zurückgegangen sind. Es bestand die Hoffnung, dass sich die Bestände durch die Eisendüngung wieder erholen könnten.

Vor der Eisenzugabe wurde zunächst eine geeignete Untersuchungsstelle gesucht; die Kriterien hierfür waren, dass es sich um einen möglichst geschlossenen und damit stabilen Ozeanwirbel handelte.<ref name="Smetacek" /> Die Ergebnisse der Studie waren, dass die Zugabe von Eisen das Wachstum von Phytoplankton zwar angeregt hat, allerdings nur für einen kurzen Zeitraum. Durch den hohen Fraßdruck durch Ruderfußkrebse (Copepoden) sank allerdings nur eine geringe Menge an Kohlenstoff auf den Meeresboden ab, sodass die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch den Ozean geringer ausfiel als bei früheren Düngungsexperimenten.

Bei vorherigen Experimenten wurden größere Blüten vor allem bei Kieselalgen erzeugt. Kieselalgen besitzen eine harte Silikatschale, die sie vor Fressfeinden schützt; nach der Blüte sinken sie auf den Meeresboden. In dem Untersuchungsgebiet der Lohafex-Studie war die Kieselsäure, die essentiell für das Wachstum der Kieselalgen ist, durch die vorhergehenden Blüten bereits aufgezehrt worden. Durch Eisendüngung kann also das Wachstum anderer Kleinalgen stimuliert werden, die Kieselalgen bilden jedoch die größte Blüte, da sie keine Fressfeinde haben. Eine Eisendüngung der subantarktischen Zone würde damit sehr wahrscheinlich nicht dazu führen, dass große Mengen CO<sub>2</sub> aus der Atmosphäre im Ozean gebunden werden würden.
Die Befürchtung, dass sich die Konzentrationen anderer Treibhausgase wie Lachgas oder Methan ändern würden, erfüllte sich nicht oder nur in vernachlässigbaren Größenordnungen.<ref name="AWI 2009">AWI (2009):[https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse-detailansicht/presse/polarsternexpedition-lohafex-gibt-neue-einblicke-in-die-planktonoekologie-wenig-atmosphaerisches-koh.html Polarsternexpedition Lohafex gibt neue Einblicke in die Planktonökologie - Wenig atmosphärisches Kohlendioxid im Südlichen Ozean gebunden.]</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Leujak, W., H. Gienzky & U. Claussen (2011): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/weltmeer/diemeere_kap5_7/ Eisendüngung – Mehr CO2-Fixierung durch das Meer?]; in: J. Lozan (Hg.): [http://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/meer/ Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken]
* AWI (2012): [https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse-detailansicht/presse/aktuelle-studie-in-fachzeitschrift-nature-forscher-veroeffentlichen-ergebnisse-aus-eisenduengungsexpe.html Pressemitteilung zu EIFEX, einem weiteren Eisendüngungsexperiment]
* Wallace, D., et al. (2010): [http://www.igbp.net/download/18.1b8ae20512db692f2a680004381/1376383081959/oceanfertilization.pdf Ocean Fertilization. A scientific summary for policy makers]
* Yoon,J.-E., et al. (2018): [https://doi.org/10.5194/bg-15-5847-2018 Reviews and syntheses: Ocean iron fertilization experiments – past, present, and future looking to a future Korean Iron Fertilization Experiment in the Southern Ocean (KIFES) project], Biogeosciences, 15, 5847–5889

== Lizenzhinweis ==
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Atmosphäre, Ozean</metakeywords>

[[Kategorie:Climate Engineering]]
[[Kategorie:Ozean]]
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Teil von=Climate Engineering
|Teil von=CO2-Aufnahme im offenen Ozean
}}

Kohlenstoff im Ozean

2025-03-27T11:23:58Z

Anja: /* Der Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre */

[[Bild:CO2 Kreislauf ozean.jpg|thumb|420px|Abb. 1: Der ozeanische Kohlenstoffkreislauf. Physikalische und chemische Prozesse sind rot, biologische Prozesse grün dargestellt.]]
Der Kohlenstoff im [[Ozean im Klimasystem|Ozean]] bildet einen eigenen Kreislauf, der Teil des gesamten [[Kohlenstoffkreislauf]]s ist, und sich mit dem [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|Terrestrischen Kohlenstoffkreislauf]] und dem Kohlendioxid in der Atmosphäre austauscht. Der Austausch mit der Atmosphäre beeinflusst stark deren [[Kohlendioxid-Konzentration]].

==Die ozeanische Deckschicht==
[[Bild:Ocean-CO2-uptake-dt.jpg|thumb|420px|Abb. 2: Aufnahme von anthropogenem CO2 in der Deckschicht des Ozeans.]]
Die gesamte im Ozean gelöste Menge an Kohlenstoff ist etwa 42 Mal größer als jene in der [[Atmosphäre]] und 10 Mal größer als der an Land (Vegetation und Böden) gespeicherte Kohlenstoff.<ref name="Friedlingstein 2025">Friedlingstein, P., M. O'Sullivan, M.W. Jones et al. (2025): Global Carbon Budget 2024, Earth Syst. Sci. Data, 17, 965–1039, https://doi.org/10.5194/essd-17-965-2025</ref> Der Ozean tauscht Kohlendioxid (CO<sub>2</sub>) mit der Atmosphäre aus und fungiert bei einer steigenden CO<sub>2</sub>-Konzentration in der Atmosphäre über längere Zeiträume als wichtige CO<sub>2</sub>-Senke (Abb. 2). Der CO<sub>2</sub>-Austausch mit der Atmosphäre findet über die ozeanische Deckschicht statt, die je nach Region zwischen 50 und mehreren 100 m dick ist. Er wird hauptsächlich durch die Differenz im CO<sub>2</sub>-Partialdruck zwischen Ozean und Atmosphäre angetrieben. Ist der CO<sub>2</sub>-Druck in der Atmosphäre niedriger als im Ozean, gast der Ozean Kohlenstoff (in Form von CO<sub>2</sub>) in die Atmosphäre aus, bei einem höherem CO<sub>2</sub>-Druck in der Atmosphäre wird Kohlendioxid im Oberflächenwasser des Ozeans aufgenommen. Der zunehmende atmosphärische CO<sub>2</sub>-Gehalt durch menschliche Emissionen erhöht daher die Aufnahme von Kohlendioxid durch den Ozean.

=== Gelöstes Kohlendioxid ===
Die für den Austausch zwischen Atmosphäre und Ozean entscheidenden Eigenschaften von Kohlendioxid sind seine leichte Löslichkeit und seine chemische Reaktivität im Wasser. Die Löslichkeit ist bestimmt durch Temperatur, Salzgehalt, [[Luftdruck]], windabhängige Durchmischung und anderen Faktoren, wobei die Temperatur den größten Einfluss besitzt. Die durch menschliche Emissionen von Treibhausgasen verursachte Erwärmung der Atmosphäre erwärmt auch das Wasser der Ozeane. Wasser mit höherer Temperatur kann weniger Kohlenstoff aufnehmen als Wasser mit geringerer Temperatur. Die globale Erwärmung wirkt daher der Aufnahme von Kohlendioxid durch den unterschiedlichen CO<sub>2</sub>-Partialdruck entgegen. Hinzu kommt, dass das wärmere Oberflächenwasser weniger stark in die Tiefe absinkt, wodurch auch weniger CO<sub>2</sub> aus den oberen Schichten in die Tiefe des Ozeans transportiert wird. Meeresströmungen werden aber nicht nur durch Temperaturunterschiede angetrieben, sondern auch durch Wind und Unterschiede im Salzgehalt.<ref name="IPCC 2021a">IPCC AR6 WGI (2021): Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and Feedbacks, 5.4.4</ref>

[[Bild:Ocean carbon storage.jpg|thumb|420px|Abb. 3: Aufnahme, chemische Umwandlung und Speicherung von Kohlenstoff im Ozean. Der Ozean nimmt CO<sub>2</sub> aus der Atmosphäre auf, das sich mit Wasser (H<sub>2</sub>O) zu Kohlensäure (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>) verbindet. Daraus entstehen außerdem Wasserstoff-Ionen (H<sup>+</sup>) und Hydrogencarbonat (HCO<sub>3</sub>). Hydrogencarbonat wird im Innern des Ozeans verteilt.]]
===Chemischer Puffer===
Die chemische Reaktivität im Wasser ist die zweite wichtige Eigenschaft von Kohlendioxid im Meerwasser. In der Atmosphäre reagiert CO<sub>2</sub> nicht mit anderen Molekülen; es ist chemisch inert. Das ist im Meerwasser ganz anders (Abb. 3). Der allergrößte Teil des Kohlendioxids, das im Meerwasser gelöst wird, reagiert chemisch mit Wassermolekülen zu Kohlensäure (H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>), Hydrogenkarbonat (HCO<sub>3</sub>) und Karbonat (CO<sub>3</sub>). Die wichtigste Verbindung ist Hydrogenkarbonat, in dem 90% des im Ozean gespeicherten Kohlenstoffs gebunden sind.<ref>CDRmare (2022): [https://cdrmare.de/wp-content/uploads/2023/06/CDRmare04_carboncy_factsheetV2_230504.pdf CDRmare (2023): Der natürliche Kohlenstoffkreislauf der Erde – Kohlenstoffspeicher Ozean: So nimmt das Meer Kohlendioxid auf]</ref> 8% sind als Karbonat (CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>) gespeichert und nur 1% als physikalisch gelöstes CO<sub>2</sub>. Bei der Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre wird das Gas also fast vollständig in andere Verbindungen umgewandelt. Das hat den positiven Effekt, dass der Ozean weiteres CO<sub>2</sub> aus der Atmosphäre aufnehmen kann. Die Konzentration von Karbonat, das in geringen Mengen aus der Verwitterung an Land über die Flüsse nachgeliefert wird, ist allerdings eine kritische Größe für die CO<sub>2</sub>-Aufnahmekapazität des Ozeans. Da ein steigender CO<sub>2</sub>-Gehalt der Atmosphäre auch die Aufnahme von Kohlendioxid im Ozean erhöht, wird bei den chemischen Lösungsvorgängen auch mehr Karbonat verbraucht, und es steht zunehmend weniger Karbonat für die chemische Reaktion mit Kohlendioxid zur Verfügung. Weniger chemische Umwandlung bedeutet, dass mehr CO<sub>2</sub> im gelösten Zustand in der Deckschicht verbleibt, wodurch diese weniger Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen kann.

Die Entstehung von Kohlensäure durch die Reaktion von CO<sub>2</sub> mit Meerwasser ist zudem mit einem erheblichen Problem für zahlreiche Lebewesen im Meer verbunden, vor allem für diejenigen, die Kalkschalen bilden, nämlich der [[Ozeanversauerung]]. Die Ozeanversauerung bewirkt eine zunehmende Untersättigung des Ozeanwassers mit Karbonat-Ionen, wodurch es zur Auflösung von Kalkschalen kommen kann.<ref name="IPCC 2021b">IPCC AR6 WGI (2021): Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and Feedbacks, 5.3</ref>

===Biologischer Puffer===
Das in der ozeanischen Deckschicht gelöste atmosphärische Kohlendioxid wird aber nicht nur chemisch verwandelt, sondern auch durch die Photosynthese des Phytoplanktons gebunden. Der Kohlenstoff wird dabei in Form von Kohlendioxid oder Hydrogenkarbonat aufgenommen. Das verringert den Partialdruck von CO<sub>2</sub> in der oberen Wasserschicht und fördert damit die Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Die [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|Bruttoprimärproduktion]] durch das ozeanische Phytoplankton wird auf 103 GtC pro Jahr geschätzt, die Veratmung ([[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|autotrophe Respiration]]) auf 58 GtC und die [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|Nettoprimärproduktion]] entsprechend auf 45 GtC pro Jahr. Der daraus resultierende und im Phytoplankton gebundene organische Kohlenstoff wird vom Zooplankton konsumiert, wobei durch [[Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf|heterotrophe Respiration]] 34 GtC pro Jahr wieder frei gesetzt werden. Der Rest wird direkt oder indirekt zu Abfall (Detritus) und sinkt für längere Zeit in größere Tiefen ab.

Durch die physikalischen, chemischen und biologichen Prozesse im Ozean ergeben sich drei Arten von Kohlenstoffverbindungen (Abb. 1):
# gelöster anorganischer Kohlenstoff (dissolved inorganic carbon = DIC),
# gelöster organischer Kohlenstoff (dissolved organic carbon = DOC) und
# partikulärer organischer Kohlenstoff (particulate organic carbon = POC).
Die überwiegende Mehrheit ist davon gelöster anorganischer, gefolgt von gelöstem organischen Kohlenstoff. DIC, DOC und POC stehen etwa im Verhältnis 2000:38:1.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 7.3.4.1</ref>

==Der tiefe Ozean==
[[Bild:CO2_Ozeantiefen.jpg|thumb|420px|Abb. 4: Anthropogener Kohlenstoff im Ozean: gemittelt über den den jeweiligen Ozean]]
Unterhalb der ozeanischen Deckschicht nimmt die Konzentration des gelösten anorganischen Kohlenstoffs deutlich zu. Die Ursache liegt in zwei fundamentalen Prozessen im Innern des Ozeans: der "physikalischen Pumpe" und der "biologischen Pumpe". Bei der physikalischen Pumpe wird CO<sub>2</sub> durch absinkende Wassermassen in die Tiefe verfrachtet, bei der biologischen Pumpe durch das Absinken von organischen Substanzen, in denen Kohlenstoff gebunden ist.

===Die physikalische Pumpe===
Die Wirkung der physikalischen Pumpe hängt u.a. von der [[Globales Förderband|thermohalinen Zirkulation]] ab. Da CO<sub>2</sub> in kaltem Waser besonders gut löslich ist, wird der Transport von atmosphärischem Kohlendioxid in den tieferen Ozean vor allem durch die Bildung von kaltem Wasser mit hoher Dichte im Nordatlantik und dem Gebiet des Antarktischen Zirkumpolarstroms kontrolliert. Mit dem Absinken großer Wassermassen in die Tiefe und ihrer weiteren Ausbreitung über große Entfernungen, z.T. über alle Ozeane, wird das CO<sub>2</sub> effektiv und über lange Zeiträume von Jahrzehnten bis Jahrhunderten dem Austausch mit der Atmosphäre entzogen. Das heißt aber auch, dass eine Störung des innerozeanischen Kohlenstoff-Gleichgewichts durch zusätzliche CO<sub>2</sub>-Aufnahme aus der Atmosphäre erst über Zeiträume von bis zu 1000 Jahren, der Umwälzzeit des Ozeans durch die thermohaline Zirkulation, wieder ausgeglichen werden kann. Die langen Austauschzeiten sind vor allem darin begründet, dass sich erstens die Wassermassen der ozeanischen Tiefenströmungen nur sehr langsam bewegen und zweitens in großen Teilen des Ozeans eine wärmere und leichtere Deckschicht das Aufsteigen von Tiefenwasser verhindert.

Durch den globalen Klimawandel wird auch das Oberflächenwasser des Ozeans erwärmt, und es bilden sich weniger kalte Wassermassen, die in die Tiefe absinken könnten. Dadurch wird der Transport von Kohlenstoff in den tieferen Ozean durch die "physikalische Pumpe" reduziert. Durch den kombinierten Effekt von 1. der zunehmenden chemischen Sättigung des Oberflächenwassers und 2. der zunehmenden Schichtung der Wassersäule werden zwei wichtige negative Rückkopplungen im Kohlenstoff-Klima-System geschwächt und damit die Rate der Aufnahme von anthropogenem Kohlenstoff durch den Ozean reduziert. Die Größenordnung ist entscheidend davon abhängig, wie die ozeanische Zirkulation und die chemische Mischung auf den klimatischen Antrieb reagieren.

===Die biologische Pumpe===
Das durch die Photosynthese erzeugte organische Material sinkt als Gewebepartikel (particulate organic carbon = POC) in größere Tiefe und wird dort remineralisiert, d.h. in seine Bestandteile aufgelöst. Dieser Abwärtsfluss von organischem Kohlenstoff aus dem oberen Ozean, der etwa 25% des Kohlenstoffs, der im oberen Ozean durch Photosynthese gebunden wird, ausmacht, wird als "biologische Pumpe" bezeichnet und wird gegenwärtig auf etwa 11 Gt C pro Jahr geschätzt. Nur ein minimaler Teil sinkt in das Sediment ab, hauptsächlich im Küstenbereich. Der restliche organische Kohlenstoff wird im tiefen Ozean durch Zersetzung in gelösten anorganischen Kohlenstoff (DIC) zurückverwandelt, der durch aufsteigendes Wasser wieder an die Oberfläche gelangt. Insgesamt sorgt die biologische Pumpe dafür, dass die atmosphärische CO<sub>2</sub>-Konzentration 150-200 ppm unter dem Wert liegt, der ohne das ozeanische Phytoplankton herrschen würde.

==Der Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre==
[[Bild:Ocean CO2 sink.jpg|thumb|520px|Abb.5: Die ozeanische anthropogene Kohlenstoffsenke als Mittel des Jahrzehnts 2011-2020 in kg C/m<sup>2</sup>/Jahr. Grüne bis blaue Farben zeigen CO<sub>2</sub>-Flüsse von der Atmosphäre in den Ozean, gelbe bis rote Farben vom Ozean in die Atmosphäre.<ref>Die Abb. zeigt zwar nur die Kohlenstoffflüsse der anthropogenen fossilen Emissionen. Die Verteilung der Quellen und Senken und die Vorzeichen gelten aber prinzipiell auch für die natürlichen Flüsse.</ref>]]
Seit 1850 hat die ozeanische Kohlenstoffsenke 185 GtC aufgenommen, was 26% der anthropogenen Emissionen entspricht. Mehr als Zweidrittel davon (130 GtC) erfolgten nach 1960. In den letzten 60 Jahren hat sich die ozeanische Kohlenstoffsenke mehr als verdreifacht. Sie betrug in den 1960er Jahren 1,2 GtC pro Jahr, im letzten Jahrzehnt (2014-2023) dagegen 2,9 GtC pro Jahr. Damit nahm der Ozean über einen längeren Zeitraum 25% der anthropogenen CO<sub>2</sub>-Emissionen auf. Es gibt bis jetzt keine Anzeichen eines Rückgangs der ozeanischen Kohlenstoffsenke. Der Hauptgrund für die Zunahme der ozeanischen Kohlenstoffsenke ist die Erhöhung der CO<sub>2</sub>-Konzentration in der Atmosphäre. Der globale Temperaturanstieg schwächt dagegen die ozeanische Senke um 0,17 GtC pro Jahr etwas ab. Grund dafür ist eine Erwärmung des Ozeans, wodurch weniger CO<sub>2</sub> im Wasser gelöst wird.<ref name="Friedlingstein 2025"/>

Die Ozeansenke zeigt deutliche dekadische Schwankungen, deren Ursachen aber nicht endgültig geklärt sind. Die ebenfalls beträchtlichen jährlichen Schwankungen werden hauptsächlich durch El-Niño- und La-Niña-Ereignisse verursacht. So hat der El Niño 2015/16 eine Intensivierung der ozeanischen Senke bewirkt, die anschließende La Niña dagegen eine Reduzierung der Senke. Auch das El-Niño-Jahr 2023 zeigt eine Zunahme der ozeanischen Senke.<ref name="Friedlingstein 2025"/>

Regional sind die mittleren Breiten und besonders der nördliche Nordatlantik die wichtigsten CO<sub>2</sub>-Senken des Ozeans (Abb. 5). Hier erleichtern niedrige Temperaturen und hohe Windgeschwindigkeiten die CO<sub>2</sub>-Aufnahme an der Meeresoberfläche. Außerdem befördert die Bildung von Tiefenwasser das anthropogene CO<sub>2</sub> in das Innere des Ozeans, wodurch neues Kohlendioxid an der Oberfläche aus der Atmosphäre aufgenommen werden kann. Das Ausgasen von CO<sub>2</sub> aus dem Ozean geschieht dagegen hauptsächlich in den Tropen, besonders in den äquatorialen Auftriebsgebieten, und daneben im Nordpazifik und im polaren südlichen Ozean.<ref name="Friedlingstein 2025"/> Nach Modellprojektionen wird die Ozeansenke ab Mitte des Jahrhunderts abnehmen, besonders bei hohen Szenarien. Grund ist vor allem die Erwärmung des Ozeans, die die CO<sub>2</sub>-Löslichkeit und damit die Aufnahme aus der Atmophäre reduziert und die ozeanische Schichtung erhöht, wodurch der Austausch zwischen der oberen Ozeanschicht und dem Inneren abgeschwächt wird. Auch die chemischen und biologischen Puffer werden bei höheren Temerpaturen geringer. Regional ist es sehr wahrscheinlich, dass die abnehmende Nordatlantische Umwälzzirkulation die Aufnahme von Wärme und Kohlenstoff reduziert und damit die globale Erwärmung verstärkt. Im Südlichen Ozean wird nach Modellprojektionen die Umwälzzirkulation dagegen durch stärkere Westwinde intensiver und die Wärme- und Kohlenstoffaufnahme und -speicherung zunehmen.<ref name="IPCC 2021c">IPCC AR6 WGI (2021): Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and Feedbacks, Cross-Chapter Box 5.3</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* [http://worldoceanreview.com/ World Ocean Review]: [http://worldoceanreview.com/wor-1/meer-und-chemie/kohlendioxidspeicher/ Die Rolle des Meeres als größter CO<sub>2</sub>-Speicher]
== Literatur ==
* Liebezeit, G. (2011): Meereschemie und globaler Klimawandel, in: José L. Lozán et al. (Hrsg.): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen und Risiken. Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg, 3236

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|Unterrichtsmaterial=[http://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/didaktik_der_chemie/kernpraktikumfriese/unterrichtsentwurf_loesen_von_kohlenstoffdioxid_in_wasser.pdf Lösung von Kohlendioxid im Wasser] Unterrichtseinheit
|Beeinflusst=Kohlendioxid-Konzentration
|beeinflusst=Marine Ökosysteme
|beeinflusst=Korallenriffe
|Einfach=Kohlenstoff im Ozean (einfach)
|Teil von=Kohlenstoffkreislauf
|Teil von=Ozean im Klimasystem
|Ähnlich wie=Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf
|verursacht=Ozeanversauerung
|umfasst Prozess=Photosynthese
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Kohlendioxid-Konzentration, Marine Ökosysteme, Korallenriffe, Kohlenstoff im Ozean (einfach), Ozean im Klimasystem, Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf, Versauerung der Meere, Photosynthese, Treibhausgase</metakeywords>

[[Kategorie:Treibhausgase]]
[[Kategorie:Kohlendioxid]]
[[Kategorie:Ozean]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-02-02T17:29:31Z

Anja: /* Ausblick */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
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|}
Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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|}

=== Land und Ozean ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
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|}
Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
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Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
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| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
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Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al.(2025) <ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
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| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
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Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025"/>

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2024 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb. 13).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends_ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 14 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-02-02T17:26:46Z

Anja: /* Erklärungen */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

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| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
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Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
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| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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=== Land und Ozean ===
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| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
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Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
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| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
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Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
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| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
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Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al.(2025) <ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
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| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
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Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025"/>

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2024 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb. 13).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends_ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-02-02T17:24:10Z

Anja: /* Erklärungen */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
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|}
Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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=== Land und Ozean ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
|-
|}
Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
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|}
Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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|}

=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
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|}
Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al.(2025) <ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
|-
|}

Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025"/>

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2024 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb.).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends_ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-01-29T19:24:34Z

Anja: /* Erklärungen */ Link korrigiert

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
|-
|}
Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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|}

=== Land und Ozean ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
|-
|}
Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
|-
|}
Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
|-
|}

=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
{|
|-
|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
|-
|}
Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al.(2025) <ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
|-
|}

Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025"/>

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2014 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb.).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends_ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-01-29T08:48:12Z

Anja: /* Die Erwärmung des Ozeans */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

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| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
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|}
Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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=== Land und Ozean ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
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|}
Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
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|}
Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
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Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al.(2025) <ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
|-
|}

Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): Record High Temperatures in the Ocean in 2024, Advances in Atmospheric Sciences, https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3</ref>
Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2014 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb.).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends%20ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-01-29T08:47:40Z

Anja: /* Die Erwärmung des Ozeans */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
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|}
Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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=== Land und Ozean ===
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| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
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Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
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| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
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Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
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| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
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Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al.(2025) <ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
|-
|}

Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025">

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2014 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb.).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends%20ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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== Lizenzhinweis ==
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaantrieb, Kohlendioxid, Treibhausgase, Methan, Lachgas, FCKW, Ursachen von Klimaänderungen, Wetterextreme, Schnee (Kryosphäre), Meereis, Meeresspiegeländerungen, Klima im 20. Jahrhundert, Klimaprojektionen, Regionale Klimaänderungen, Atmosphärische Zirkulation</metakeywords>

[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-01-29T08:43:19Z

Anja: /* Land und Ozean */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

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| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
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Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
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| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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=== Land und Ozean ===
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| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
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Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
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| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
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Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
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| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
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Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al.(2025) <ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
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| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
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|}

Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): Record High Temperatures in the Ocean in 2024, Advances in Atmospheric Sciences, https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3</ref>

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2014 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb.).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends%20ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-01-29T08:41:37Z

Anja: /* Land und Ozean */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
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|}
Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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=== Land und Ozean ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
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|}
Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
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|}
Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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|}

=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
{|
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
|-
|}
Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al.(2025) <ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref>) spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
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|}

Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): Record High Temperatures in the Ocean in 2024, Advances in Atmospheric Sciences, https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3</ref>

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2014 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb.).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends%20ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-01-29T08:38:14Z

Anja: /* Land und Ozean */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
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Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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=== Land und Ozean ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
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Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
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Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
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| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
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|}
Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al. (2025) <ref name="Cheng 2025")<ref>Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
|-
|}

Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): Record High Temperatures in the Ocean in 2024, Advances in Atmospheric Sciences, https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3</ref>

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2014 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb.).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends%20ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

2023, 2024 und 2025 - die wärmsten Jahre

2025-01-29T08:06:30Z

Anja: /* Globale Erwärmung */

[[Bild:Globale temp1850-2023.jpg|thumb|620px|Abb. 1: Globale Jahresmitteltemperatur 1850-2023, relativ zum Mittel 1850-1900 (vorindustriell). Vertikale Linien zeigen Unsicherheitsbereiche an.]]
== Klimaänderung im Jahr 2023 ==
=== Atmosphäre ===
2023 ist das wärmste Jahr, seit es ausreichend Daten für die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur gibt, d.h. seit 1850. Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] lag nach dem Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ''Copernicus Climate Change Service'' (''C3S'')<ref name="Copernicus 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 Global Climate Highlights 2023]</ref> mit 1,48 °C über der vorindustriellen Periode 1850-1900 nur noch knapp unter der [[2-Grad-Ziel|1,5-Grad-Grenze]], die nach dem [[2-Grad-Ziel|Klimaabkommen von Paris]] (2015) im 21. Jahrhundert längerfristig (d.h. als Mittel einer Periode von 20 Jahren<ref name="Betts 2023">Betts, R.A., S.E. Belcher, L. Hermanson et al. (2023): [https://www.nature.com/articles/d41586-023-03775-z Approaching 1.5 °C: how will we know we’ve reached this crucial warming mark?] Nature, 1. December 2023</ref>) nicht überschritten werden sollte, um einen gefährlichen Klimawandel zu vermeiden. Und 2023 übertraf mit 0,17 °C deutlich das bisher wärmste Jahr 2016. Die Daten des kalifornischen Instituts Berkeley Earth<ref name="Rohde 2024">Rohde, R. (2024): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2023/ Global Temperature Report for 2023]</ref> zeigen sogar mit 1,54 °C eine Überschreitung der 1,5-Grad-Marke (Abb. 1), während das britische Hadley Centre ähnlich wie das ''C3S'' mit 1,46 °C knapp darunter liegt.<ref name="Hausfather 2024a">Hausfather, Z., Carbon Brief (2024): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2023-smashes-records-for-surface-temperature-and-ocean-heat/ State of the Climate: 2023 smashes records for surface temperature and ocean heat]</ref>

{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global warming by month 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Globale Temperaturänderung 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 nach Monaten.]]
|-
|}
Nach einem kühlen Beginn aufgrund vorherrschender [[ENSO|La-Niña]]-Bedingungen war jeder Monat des Jahres 2023 von Juni bis Dezember der wärmste je gemessene Monat seit 1850 (Abb. 2). Juli und August lagen um 0,3 °C über dem jeweils früheren Rekord-Monat, der September sogar um 0,5 °C. Einen solchen Abstand zu früheren Rekord-Monaten wie im September hatte es noch nie gegeben. Bei den absoluten Temperaturen lag der Juli 2023 zum ersten Mal über der 17-Grad-Marke.<ref name="Hausfather 2024a" /> Besonders warm waren die Monate September bis Dezember, in denen bis auf sehr wenige Ausnahmen sich alle Tage um mehr als 1,5 °C gegenüber den vorindustriellen Vergleichstagen erwärmt hatten. Auf das gesamte Jahr 2023 bezogen galt das für fast die Hälfte aller Tage (Abb. 3).<ref name="Copernicus 2024" />
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Daily Temperature 2023.jpg|thumb|620px|Abb. 3: Zunahme der Tagesmitteltemperaturen des Jahres 2023 im Vergleich zur vorindustriellen Periode 1850-1900 ]]
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|}

=== Land und Ozean ===
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Land ocean temp1850-2024 BE.jpg|thumb|620px|Abb. 4: Erwärmung über Land und Ozean 1850-2024. Temperaturabweichung vom vorindustriellen Mittel 1850-1900 in °C.]]
|-
|}
Nicht nur die globalen Temperaturen, sondern auch die Mitteltemperatur von Land und Ozean (Abb. 4) übertrafen 2023 alle früheren Jahre, die Landgebiete mit über zwei Grad Celsius (2.1 °C) und die Temperaturen über dem Ozean mit mehr als einem Grad (1,1 °C). Die Landtemperaturen waren damit um 0,13 °C höher als in dem früheren Rekordjahr 2020.<ref name="Rohde 2024" /> Besonders hohe Temperaturen wurden über Mittel- und Südamerika sowie Teilen von Asien registriert. Insgesamt wurden in 77 Ländern Rekordtemperaturen erreicht und ebenso auf einem Gebiet, auf dem 2,3 Milliarden Menschen bzw. 29% der Weltbevölkerung leben.<ref name="Hausfather 2024a" />

=== Meeresoberflächentemperaturen und Ozeanerwärmung ===
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Global-SST-1981-2025.jpg|thumb|620px|Abb. 5: Tageswerte der globalen Meeresoberflächentemperatur zwischen 60°S und 60°N 1981 bis Januar 2025 in °C. ]]
|-
|}
Auch die [[Meeresoberflächentemperatur]]en erreichten 2023 Rekordwerte und waren zum ersten Mal über 1 °C wärmer als das vorindustrielle Mittel. In der zweiten Jahreshälfte lagen die Meeresoberflächentemperaturen um fast ein Grad über dem Mittel von 1982-2010 (Abb. 5). Der Monat mit dem größten Abstand vom Mittel 1981-2020 war der September mit 0,67 °C.<ref name="Cheng 2024">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2024): [https://doi.org/10.1007/s00376-024-3378-5 New Record Ocean Temperatures and Related Climate Indicators in 2023], Advances in Atmospheric Siences</ref> Normalerweise wird die höchste Meeresoberflächentemperatur am Ende des Süd-Sommers im März gemessen, was mit der größeren Wassermasse auf der Südhalbkugel im Vergleich zur Nordhemisphäre zusammenhängt, und nimmt dann ab. 2023 stieg die Temperatur an der Wasseroberfläche dagegen ab Mai wieder an und erreichte einen Rekordwert im August von über 21 °C, womit der August 2023 mit Abstand der wärmste je gemessene Monat war (Abb. 5).<ref name="Reanalyzer 2024">Climate Reanalyzer (2024): [https://climatereanalyzer.org/clim/sst%20daily/ Daily Sea Surface Temperature]</ref> Besonders hohe Werte wurden im Nordatlantik und Nordpazifik (Abb. 6) gemessen, aber auch in der [[ENSO]]-Region des tropischen Pazifiks. Neben den Meeresoberflächentemperaturen zeigte aber auch der tiefere Ozean bis 2000 m die stärkste Erwärmung seit Beginn der Messungen.<ref name="Cheng 2024" /> Die zusätzliche Wärme durch anthropogene [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre wird zu 93% vom Ozean aufgenommen, zweidrittel davon in den oberen 700 m.<ref name="Hausfather 2024a" /> Von 2019 bis 2023 übertraf die Erwärmung bis 2000 m Tiefe jedes Jahr die Temperaturen des vorhergehenden Jahres.<ref name="Cheng 2024" />
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:OHC 2023 relativ to 1981-2010.jpg|thumb|580px|Abb. 6: Ozeanischer Wärmegehalt in 0-2000 m Tiefe 2023 relativ zum Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule pro m<sup>2</sup>]]
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|}

=== Erklärungen ===
Die längerfristigen Temperaturveränderungen über Jahrzehnte werden zunehmend durch den steigenden Gehalt anthropogener '''[[Treibhausgase]]''' in der Atmosphäre bestimmt. Der [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalt]] der Atmosphäre liegt inzwischen bei 420 ppm, die [[Methan]]-Konzentration bei 1920 ppb und die [[Lachgas|Distickstoff]]-Konzentration bei fast 337 ppb, mit langfristig unveränderten Steigerungsraten.<ref>NOAA - Global Monitoring Laboratory (2023): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/ Carbon Cycle Greenhouse Gases]</ref> Auch die hohen Temperaturen 2023 sind hauptsächlich auf die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen. Die globale Erwärmungsrate liegt inzwischen bei 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="Rohde 2024" /> Hinzu kommen weitere anthropogene und natürlich Faktoren, die im Wesentlichen kurzfristig wirken.
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|<div class="tleft" style="clear:none">[[Bild:ENSO globale Temperatur2024.jpg|thumb|840px|Abb. 7: Änderung der Globalen Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- (rot), La-Niña- (blau) und neutrale (grau) Jahre 1950-2024]]</div>
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Schwankungen von Jahr zu Jahr sind vor allem durch das '''[[ENSO]]'''-System (Abb. 7) bedingt, einer natürlichen Variabilität von warmen und kühlen Wassertemperaturen im östlichen tropischen Pazifik, die weltweite Auswirkungen besitzt. So war das bisher wärmste Jahr, 2016, durch einen starken [[ENSO|El Niño]], der warmen Phase von ENSO, beeinflusst. Ab 2020 dominierte eine längere La Niña, die kalte Schwester von El Niño.<ref name="WMO 2023">World Meteorological Organization, WMO (2023): [https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=22265#.ZETuTM7P2Un State of the global climate 2022]</ref> Als Folge stiegen die Temperaturen ab 2021 und 2022 nicht weiter an. Auch in den ersten Monaten des Jahres 2023 herrschten noch die La-Niña-Bedingungen aus den beiden vorangehenden Jahren vor. Ab Mitte des Jahres kam es jedoch durch einen neuen El Niño wieder zu höheren Wassertemperaturen im Pazifik, die sich um einige Monate verzögert dann auch auf die globalen Temperaturen auswirkten. Dabei trat der El Niño 2023 gegenüber vorhergehenden Jahren ungewöhnlich früh auf.<ref name="Rohde 2024" />

Auch der 11-jährige '''Schwabe-Zyklus''' der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]], die aktuell etwas zunimmt, besitzt einen gewissen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, der jedoch sehr gering ist. Zeitlich noch kurzfristiger wirken [[Vulkanismus|'''Vulkanausbrüche''']] durch die Emission von Sulfat-Aerosolen in die Stratosphäre, die in der Regel einen abkühlenden Effekt besitzen. Im Januar 2022 gab es jedoch einen ungewöhnlichen untermeerischen Vulkanausbruch durch den Hunga Tonga,<ref>A. Tandom, Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/tonga-volcano-eruption-raises-imminent-risk-of-temporary-1-5c-breach/ Tonga volcano eruption raises ‘imminent’ risk of temporary 1.5C breach]</ref> bei dem sehr viel Wasserdampf in die Stratosphäre gelangt ist, aber nur wenige Sulfat-Aerosole entstanden, wodurch dieser Ausbruch geringfügig zur Erwärmung beigetragen hat. Speziell für die ungewöhnliche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik kommt auch eine geringere Staubbelastung durch weniger '''Sahara-Staub''' in Frage, wodurch mehr Sonnenstrahlen die Meeresoberfläche erreichten und sie erwärmen konnten. Auch eine anthropogene Maßnahme hatte einen gewissen Anteil an der Erwärmung 2023. 2020 wurden durch ein internationales Abkommen die Schwefeldioxid-Emissionen durch den '''Schiffsverkehr''' um 8,5 Mio. t pro Jahr auf 2,5 Mio. t reduziert, was eine abrupte Abnahme der globalen SO<sub>2</sub>-Emissionen, aus denen in der Atmosphäre [[Sulfataerosole|Sulfat-Aerosole]] entstehen, um 10%<ref name="Hausfather 2023">Hausfather, Z., Carbon Brief (2023): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-global-temperatures-throughout-mid-2023-shatter-records/ State of the climate: Global temperatures throughout mid-2023 shatter records]</ref><ref>Hausfather Z, Forster P. 2023. Analysis: [https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming/ How low-sulphur shipping rules are affecting global warming]. Carbon Brief</ref> und damit einen Erwärmungseffekt von 0,2 °C über dem Nordatlantik zur Folge hatte.<ref name="Rohde 2024" />

Die '''Wirkung von Aerosolen''' reicht allerdings über die Maßnahme beim Schiffsverkehr weit hinaus. Vor allem durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern ist es im 20. Jahrhundert zunächst zu einer sich verstärkenden Emission von [[Aerosole]]n, und zwar besonders von [[Sulfataerosole|SO<sub>2</sub>-Aerosolen]], gekommen. Das hat dazu geführt, dass die globale Erwärmung abgeschwächt wurde, weil Aerosole durch die Reflektion von Sonnenstrahlung und die Förderung der Wolkenbildung eine Abkühlung bewirken. Seit den 2000er Jahren hat die Luftreinhaltepolitik in zahlreichen Staaten jedoch dazu geführt, dass die SO<sub>2</sub>-Emissionen auch global zurückgegangen sind, in manchen Regionen wie Europa und Nordamerika auch schon seit den 1970er und 1980er Jahren. Die Folge war eine Verringerung des Abkühlungseffekts durch Aerosole, wodurch sich die Erwärmung durch die zunehmenden Treibhausgase ungehinderter bemerkbar machen konnte. Nach Jenkins et al. (2022) hat sich allein dadurch die Zunahme der globalen Mitteltemperatur von 0,18 °C/Jahrzehnt in den 2000er Jahren auf 0,35 °C/Jahrzehnt in den 2010er Jahren fast verdoppelt.<ref name="Jenkins 2022">Jenkins, S., R. Grainger, A. Povey, A. Gettelman, P. Stier and M. Allen (2022): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0081.1 Is Anthropogenic Global Warming Accelerating?], J. Climate, 1–43</ref>

=== Auswirkungen ===
* [[Extremereignisse 2023]]

== Klimaänderung im Jahr 2024 ==
=== Globale Erwärmung ===
[[Bild:Global temp 1967-2024.jpg|thumb|620px|Abb. 9: Globale Temperaturen 1967-2024 relativ zu 1850-1900 nach verschiedenen Datenreihen. Die orangenen Punkte geben die Werte anderer Datenquellen an.]]
2024 hat das Jahr 2023 noch übertroffen und ist nunmehr das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen. Die globale Mitteltemperatur lag nach den Daten von Berkeley Earth 1,62 °C über dem Mittel der als vorindustriell geltenden Klimaperiode 1850-1900.<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> Nach den Reanalyse-Daten des europäischen Klimadienstes [https://climate.copernicus.eu/ Copernicus Climate Change Servic]e (C3S) lag die globale Mitteltemperatur bei 15,1 °C und damit um 1,6 °C über dem vorindustriellen Wert und um 0,12 °C höher als die globale Mitteltemperatur des bisherigen Rekordjahrs 2023. Der 22. Juli 2024 war mit 17,16 °C der wärmste je gemessene Tag.<ref name="C3S 2025">C3S (2025): [https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2024 Copernicus: Global Climate Highlights 2024]</ref> Die WMO schätzt nach Auswertung von 5 Datensätzen die globale Erwärmung von 2024 auf 1,55 °C über dem vorindustriellen Niveau.<ref name="WMO 2025">WMO (2025): [https://wmo.int/media/news/wmo-confirms-2024-warmest-year-record-about-155degc-above-pre-industrial-level WMO confirms 2024 as warmest year on record at about 1.55°C above pre-industrial level]</ref>

Damit ist 2024 nach 2023 das zweite Jahr, das die [[2-Grad-Ziel|Grenze des Pariser Klimaabkommens von 2015 von 1,5 °C]] überschritten hat, wobei sich diese Grenze in dem Pariser Abkommen allerdings auf ein Mittel über mehrere Jahrzehnte bezieht und nicht auf ein oder zwei Jahre. Andererseits wird immer deutlicher, dass ein [[Verbleibendes CO2-Budget|Überschreiten der 1,5°C-Grenze]] auch über einen längeren Zeitraum kaum noch zu vermeiden sein wird. Mit der Erwärmung zwischen 2022 und 2024 liegt der abrupteste Temperaturanstieg seit den 1870er Jahren vor.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Die Erwärmungsrate über die letzten 50 Jahre betrug 0,2 °C pro Jahrzehnt.<ref name="NOAA 2025a">NOAA National Centers for Environmental Information (2025): [https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/global/202413 Global Climate Report 2024]</ref> 2024 war zudem jeder Monat um 1,5 °C wärmer als in der vorindustriellen Zeit von 1850 bis 1900. Und die letzten 10 Jahre sind die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen in den 1850er Jahren. Möglicherweise befindet sich die Erde gegenwärtig sogar in dem wärmsten Zustand seit der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Auf diesem Hintergrund schätzt Copernicus Climate Change, dass die 1,5-Grad-Grenze als Mittelwert über 20-30 Jahre in den 2030er Jahren überschritten wird.<ref name="C3S 2025"/>

=== Land und Ozean ===
Die Temperaturzunahme betrifft sowohl die Lufttemperatur über dem Land als auch über dem Ozean (Abb. 4). Dabei hat sich die Temperatur über den Landflächen mit 2,28 °C über dem Mittel von 1850-1900 wie üblich stärker erhöht als die über den Ozeanen. Die Zunahme über dem Land von 0,6 °C zwischen 2022 und 2024 ist die stärkste Temperaturzunahme innerhalb von zwei Jahren seit den 1870er Jahren.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Regional haben besonders die [[Tropen]] und die nördlichen mittleren Breiten zu den Rekordtemperaturen beigetragen. Bei über 91% der globalen Fläche lagen die Jahresmittelwerte über dem Mittel der jüngsten Klimaperiode 1991-2020. Die stärksten Abweichungen fanden sich mit bis zu 3 °C im nordöstlichen Kanada und im östlichen Europa. Die höchste gefühlte Temperatur wurde mit 59,1 °C in Algerien registriert.<ref name="C3S 2025"/> Etwa 3,3 Mrd. Menschen lebten in Regionen, in denen 2024 die Jahresmitteltemperaturen Rekorde erreichten, besonders in Asien, Süd- und Mittelamerika, Afrika und Osteuropa.<ref name="Berkeley Earth 2025"/>

Die Erwärmung der Luft über den Ozeanen lag 2024 bei 1,15 °C und damit nur geringfügig um 0,05 °C über der des Jahres 2023.<ref name="Berkeley Earth 2025"/> Gegenüber früheren Jahren waren aber die Temperaturen in der oberen Wasserschicht, die [[Meeresoberflächentemperatur]]en (auch SST nach engl. Sea Surface Temperature genannt), sowohl 2023 als auch 2024 außergewöhnlich hoch. Besonders war das der Fall im Atlantik, im Mittelmeer und im nördlichen Indischen Ozean.<ref name="C3S 2025"/> Nach der Studie von Cheng et al. (2025 name="Cheng 2025")<ref>Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): [https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3 Record High Temperatures in the Ocean in 2024], Advances in Atmospheric Sciences</ref> spielte für die außerordentliche Erhöhung der globalen Mitteltemperatur 2023/24 die Erwärmung des Ozeans eine Schlüsselrolle. Dabei erwärmten sich die Meere nicht nur an der Oberfläche, sondern bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Zwischen 2023 und 2024 haben die oberen 2000 m der Ozeane 16 Zettajoules (= 16 x 10<sup>21</sup> Joules) an Wärme aufgenommen. Das sind 140mal so viel wie durch die Stromerzeugung der Welt produziert wird.<ref name="WMO 2025"/>

=== Die Erwärmung des Ozeans ===
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| [[Bild:2024 global SST anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperatur 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in °C.]]||
[[Bild:2024 OHC anomaly.jpg|thumb|420px|Abb. 11: Erhöhung des Wärmegehalts der oberen 2000 m im Jahr 2024 gegenüber dem Mittel 1981-2010 in 10<sup>9</sup> Joule (= Gigajoule) pro m<sup>2</sup>.]]
|-
|}

Bei der Beurteilung der globalen Erwärmung sollte man nicht nur auf die 2m-Temperatur der Luft schauen, sondern vor allem auf den Ozean. Der Ozean nimmt viel mehr der globalen Erwärmung durch den Menschen auf als die Atmosphäre, in der der [[Klimawandel]] üblicherweise gemessen wird. Etwa 90% der zusätzlichen Wärme durch menschliche Aktivitäten im Klimasystem wird in den Weltmeeren gespeichert. Der Ozean ist daher der Schlüsselindikator der durch den Menschen bedingten Klimaänderung. Hier zeigt sich zunächst eine Temperaturzunahme in der oberen Wasserschicht, die sich seit den 1970er Jahren zunehmend beschleunigt hat, und das besonders in den 2010er und noch einmal verstärkt in den letzten Jahren. So hat sich von 2022 auf 2023 die Meeresoberflächentemperatur um 0,24 °C erhöht. Die rekordhohe Meeresoberflächentemperatur von 2023 setzte sich im ersten Halbjahr 2024 fort, schwächte sich aber in der 2. Hälfte ab und lag über das ganze Jahr gemittelt bei 0,05-0,07 °C über dem Mittel von 2023. Im Vergleich zu dem Durchschnitt von 1981-2020 war die Meeresoberflächentemperatur von 2024 dagegen um 0,61 °C höher.<ref name="Cheng 2025">Cheng, L., J. Abraham, K.E. Trenberth et al. (2025): Record High Temperatures in the Ocean in 2024, Advances in Atmospheric Sciences, https://doi.org/10.1007/s00376-025-4541-3</ref>

Die Zunahme der Meeresoberflächentemperatur war 2024 auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhemisphäre. Die höchste Erwärmung unter den Ozeanbecken zeigten der NW-Pazifik und der N-Atlantik mit >3°C bzw. >2°C gegenüber dem Mittel von 1981-2010. Als möglicher Grund wird der Rückgang der industriellen [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosol-Emissionen]] in China seit 2010 angenommen. Eine Abkühlung der SST zeigt der Südliche Ozean rund um die Antarktis, möglicherweise durch den Süßwassereintrag durch Schmelzprozesse auf dem [[Antarktischer Eisschild|Antarktischen Eisschild]]. Die stärkste Erwärmung überhaupt ereignete sich im [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|Mittelmeerraum]]. Hier war die Temperaturzunahme von 2023 auf 2024 in den oberen 2000 m fünf Mal höher als die mittlere Erwärmungsrate in den letzten zwei Jahrzehnten.<ref name="Cheng 2025"/>

Eine deutlich stärkere Zunahme zeigte dagegen der Wärmegehalt der Ozeane in der Wasserschicht von 0 bis 2000 m Tiefe. Er lag 2024 um 16 ZJ über dem Wärmegehalt von 2023. Die Höhe dieser Erwärmungszunahme wird deutlich, wenn man die bisherige Erwärmungsraten der letzten Jahrzehnte betrachtet. Sie betrug 1958-1985 rd. 3 ZJ pro Jahr, verdreifachte sich danach auf 9 ZJ/Jahr und lag im letzten Jahrzehnt bei 10-12 ZJ/Jahr. Regional zeigt die stärkste Erwärmung der Nordrand des antarktischen Zirkumpolarstroms, eine Schlüsselregion für die ozeanische Wärmeaufnahme, von wo die Wärme nach Norden verteilt wird. Die größte Wärmeaufnahme der einzelnen Ozeane weist dabei der Atlantik auf, während im Indischen und Pazifischen Ozean Regionen auffallen, die sich 2024 gegenüber dem Zeitraum 1981-2010 auch abgekühlt haben.<ref name="Cheng 2025"/>

=== Erklärungen ===
[[Bild:Hunga Tonga 15.1.2022.jpg|thumb|420px|Abb. 12: Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga am 15.1.2022. ]]
[[Bild:CO2 CH4 concentration 2003-2024.jpg|thumb|580px|Abb. 13: Änderung der globalen CO<sub>2</sub>- und CH<sub>4</sub>-Konzentration zwischen 2003 und 2024. ]]
Die Ursache für die hohe globale Mitteltemperatur 2024, mit der zum ersten Mal seit Beginn der Messungen im 19. Jahrhundert die Grenze des Pariser Abkommens von 1,5 °C überschritten wurde, setzten sich im Wesentlichen von 2023 in das Jahr 2024 fort. An erster Stelle steht die Erhöhung der Konzentration der anthropogenen [[Treibhausgase]] in der Atmosphäre. Dann folgen die bis über die Mitte des Jahres anhaltenden Wirkungen von [[ENSO|El Niño]] (Abb. 7), die abnehmende Wirkung der anthropogenen Aerosolbelastung, die Wasserdampfemissionen des Hunga-Tonga Vulkans (Abb. 12), der Schwabe-Zyklus der Sonneneinstrahlung und der geringere Sahara-Staub über dem Nordatlantik.<ref name="Hausfather 2025">Hausfather, Z., CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-2024-sets-a-new-record-as-the-first-year-above-1-5c/ State of the climate: 2024 sets a new record as the first year above 1.5C]</ref>

Die Anteile der einzelnen Antriebe an der Erwärmung 2024 sind schwierig zu berechnen. Nach Hausfather (2025)<ref name="Hausfather 2025"/> betrug der Anteil von El Niño 0,16 °C und hatte damit 2024 eine deutlich stärkere Wirkung als 2023, als die warme ENSO-Phase nur mit 0,04 °C beteiligt war. Der Grund ist darin zu sehen, dass die ENSO-Schwankungen im Pazifik sich erst mit einer Verzögerung von 3-6 Monaten<ref name="Berkeley Earth 2025">Berkeley Earth (2025): [https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/ Global Temperature Report for 2024]</ref> auf die globale Temperatur auswirken. Für die Ozeanerwärmung, die im NW-Pazifik noch stärker war als im N-Atlantik (Abb. 10 und 11), wird als mögliche Ursache in einer jüngsten Studie die Abnahme der Aerosol-Emissionen in China angenommen.<ref name="Cheng 2025"/> Die Effekte der Solarstrahlung, des Hunga-Tonga und der Abnahme der Aerosol-Emissionen durch Regelungen im Schiffsverkehr schätzen Goessling et al. (2025)<ref name="Goessling 2025">Goessling, H.F., T. Rackow & T. Jung (2025): Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo. Science387, 68-73 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq7280 </ref> in ihrer Untersuchung auf nicht mehr als 0,1 °C ein. Eine deutlich stärkere Auswirkung sehen die Autoren in der Wirkung der Abnahme niedriger Wolken, besonders in den nördlichen mittleren Breiten und den Tropen, deren Ursache aber nicht endgültig geklärt sind. Ein Grund könnte in der Erwärmung der Ozeane durch den anthropogenen Treibhauseffekt liegen, womit es sich hier um eine Rückkopplung mit der globalen Erwärmung handeln würde, die auch künftig eine Rolle spielen könnte.

Die mit Abstand wichtigste und auch über die nächsten Jahre und Jahrzehnte anhaltende Ursache der Erhöhung der globalen Mitteltemperatur sind jedoch die menschlichen Aktivitäten, besonders die fortgesetzt steigende Erhöhung der Treibhausemissionen sowie die Abnahme der Emissionen von Schwefeldioxid und damit der Aerosolbelastung. Betts et al. (2025)<ref name="Betts 2025">Betts, R., C. Jones, R. Keeling, CarbonBrief (2025): [https://www.carbonbrief.org/met-office-atmospheric-co2-rise-now-exceeding-ipcc-1-5c-pathways/ Met Office: Atmospheric CO<sub>2</sub> rise now exceeding IPCC 1.5C pathways]</ref> schätzen den Temperatureffekt von CO<sub>2</sub> und anderen anthropogenen Treibhausgasen für 2014 auf über 1,3 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau, und damit auf ein Vielfaches der oben angesprochenen singulären natürlichen wie anthropogenen Gründe, die kurzfristigen Schwankungen unterliegen. Die CO<sub>2</sub>-Konzentration hat auf der Messstation Mauna Loa auf Hawaii von 2023 auf 2024 so stark zugenommen wie nie zuvor. Während die Anstiegsrate in den 1960er Jahren bei 0,86 ppm/Jahr lag und in der ersten Hälfte der 2020er Jahre (2020-2024) bei 2,58 ppm/Jahr, stieg sie zwischen 2023 und 2024 auf den Rekordwert von 3,58 ppm/Jahr. Die wichtigste Ursache waren die CO2-Emissionen, die u.a. aufgrund zahlreicher Brände auf der Nordhalbkugel verstärkt wurden. Es kam aber noch hinzu, dass auch die CO<sub>2</sub>-Aufnahme durch die Landvegetation ungewöhnlich gering war und damit mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre verblieb. Eine Ursache waren die El-Niño-Bedingungen, durch die vielerorts heißes und trockenes Wetter herrschte, was das Pflanzenwachstum hemmte.

Die globale CO<sub>2</sub>-Konzentration (Abb. 13) liegt etwas niedriger als die Konzentration auf dem Mauna Loa,<ref name="NOAA 2025b">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/mlo.html Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (CO2)]</ref> da es eine Weile dauert, bis sich die hohen Werte des Mauna Loa von 2024 über den ganzen Globus ausgebreitet haben.<ref name="Betts 2025"/> Die Anstiegsrate der Methan-Konzentration hat sich zwischen 2023 und 2024 zwar etwas abgeschwächt, steigt aber ebenfalls weiter an (Abb.).<ref name="NOAA 2025c">NOAA Global Monitoring Laboratory (2025): [https://gml.noaa.gov/ccgg/trends%20ch4/ Trends in Atmospheric Methane (CH4)]</ref>

== Ausblick ==
[[Bild:Temp 1950-2024 models obs.jpg|thumb|540px|Abb. 14: Änderung der globalen Jahresmitteltemperatur ab 1950 nach Beobachtungen und CMIP6-Modellsimulationen (ab 2015 nach dem Szenario SSP2-4.5) im Vergleich zur Referenzperiode 1981-2010.]]
Die Jahre 2023 und 2024 waren möglicherweise der Einstieg in eine von der Menschheit nie erfahrenen Klimaperiode. Das schnelle Tempo des Wandels hat Wissenschaftler überrascht und Besorgnis über die Folgen [[Wetterextreme und Klimawandel|extremer Wetterbedingungen]] hervorgerufen.<ref name="Ripple 2023">Ripple, W.J., C. Wolf, J.W. Gregg et al. (2023): [https://doi.org/10.1093/biosci/biad080 The 2023 state of the climate report: Entering uncharted territory], BioScience, 2023;, biad080</ref> Manche Forscher sprechen von einem 'unvermessenen Territorium', in das die Welt sich begeben habe.<ref name="Ripple 2023" /><ref>Schmidt, G. (2024): Why 2023’s heat anomaly is worrying scientists, Nature 627, DOI: 10.1038/d41586-024-00816-z</ref> Die Grenze von 1,5 °C, die nach dem Paris-Abkommen von 2015 die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel markiert, wurde nur knapp unterschritten bzw. sogar überschritten. Allerdings meint das Abkommen von Paris die Mitteltemperatur über einen längeren Zeitraum, im allgemeinen über 20 Jahre, nicht nur über ein Jahr oder gar einen Monat.<ref name="Berkeley Earth 2023">Berkeley Earth (2023): [https://berkeleyearth.org/september-2023-temperature-update/ September 2023 Temperature Update]</ref> Das Jahr 2024 ist noch einmal wärmer geworden als 2023. Ein Grund sind die ungebremst weitergehenden [[Treibhausgasemissionen]], ein anderer der bis zur Mitte des Jahres 2024 andauernde El Niño.<ref name="Rohde 2024" />

Trotz der starken Temperatursteigerung 2023 und 2024 liegen die beiden Jahre innerhalb der von [[Klimamodelle]]n vorhergesagten Bandbreite der globalen Temperaturentwicklung (Abb. 14). Klimamodelle der jüngsten Generation CMIP6 haben einerseits die Vergangenheit in sog. ‚Nachhersagen‘, also retrospektiven Klimavorhersagen, simuliert, andererseits die auf diese Simulation folgenden Jahre vorhergesagt. Die Grenze der beiden Berechnungen lag bei 2015. Benutzt wurden 37 CMIP6-Modelle. Die Vorhersagen wurden mit dem [[SSP-Szenarien|Szenario SSP2-4.5]] durchgeführt. Der Vergleich mit den Beobachtungen zeigt, dass die tatsächliche Änderung der globalen Mitteltemperatur im 21. Jahrhundert weitgehend unterhalb des Mittels der Modellergebnisse liegt, das Jahr 2024 das Modellmittel aber geringfügig überschreitet.<ref name="Hausfather 2025"/> Die Modellvorhersagen in Abb. 12 wurden bis 2030 gerechnet. Es ist davon auszugehen, dass sie wie in den vergangenen Jahrzehnten auch mit den künftigen Beobachtungen sehr wahrscheinlich übereinstimmen werden. Diese werden 2030 etwa 1,0 °C über der Referenzperiode 1980-2010 liegen. Obwohl mit einer Abnahme der Steigerungsrate der [[Treibhausgasemissionen]] gerechnet wird, kommt es nicht zu einer Abschwächung der Temperaturzunahme. Ein wichtiger Grund dürfte die [[Klimawirkung von Aerosolen|Verringerung der Aerosol-Belastung]] sein, durch die weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird und mehr bis auf den Erdboden gelangt.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
* Klimadaten von [https://berkeleyearth.org/whats-new/?cat=temperature-updates Berkeley Earth]

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

Starkregen und Hochwasser im Mittelmeerraum

2024-12-29T17:23:23Z

Anja: /* Starkregen und ihre Entstehung */

[[Bild:Flood fatalities Med 1980-2023.jpg|thumb|660px|Anzahl der Todesopfert durch Flutkatastrophen in mediterranen EU-Ländern 1980-2023 ]]
== Niederschläge im Mittelmeerraum ==
Der Mittelmeerraum gilt als Hotspot des Klimawandels. Dabei wird vor allem an [[Hitzewellen im Mittelmeerraum|Hitzewellen]] und [[Dürren im Mittelmeerraum|Dürren]] gedacht.<ref name="IPCC 2022">IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 4: Mediterranean Region, FAQ CCP4.1</ref> So zeigen Untersuchungen über die [[Änderung_der_Klimazonen|Verschiebung der Klimazonen]] durch den menschengemachten [[Klimawandel]], dass die Region zunehmend unter den Einfluss des trockenen subtropischen Klimas gerät.<ref name="Cui 2021">Cui, D., S. Liang & D. Wang (2021): [https://doi.org/10.1002/wcc.701 Observed and projected changes in global climate zones based on Köppen climate classification]. WIREs Climate Change, 12(3)</ref> Dennoch kommt es in verschiedenen Gebieten immer wieder auch zu extremen Niederschlags- und Hochwasserereignissen, wie im Oktober 2024 die Überflutungen mit weit über 200 Toten im Raum Valencia im Osten Spaniens<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref> und ein Jahr zuvor die gewaltigen Überflutungen mit 10.000 bis 20.000 Opfern in Libyen gezeigt haben.<ref name="Zachariah 2023">Zachariah, M., V. Kotroni, L. Kostas et al. (2023): [https://www.worldweatherattribution.org/interplay-of-climate-change-exacerbated-rainfall-exposure-and-vulnerability-led-to-widespread-impacts-in-the-mediterranean-region/ Interplay of climate change-exacerbated rainfall, exposure and vulnerability led to widespread impacts in the Mediterranean region]</ref>
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| [[Bild:Mediterranean trend 1980-2018.jpg|thumb|460px|Abb. 1: Regionale Niederschlagsänderungen in mm/Tag 1980-2018]]||[[Bild:SW-EU precipitation1979-2023.jpg|thumb|560px|Abb. 2: Niederschlag in mm pro Tag 1979-2023 in SW-Europa ]]
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Die Jahresmittelwerte der [[Klimaänderungen_im_Mittelmeerraum#Niederschläge|Niederschläge im Mittelmeerraum]] weisen über längere Zeiträume keine eindeutigen Trends auf. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts ergeben sich leichte Rückgänge, seit 1980 dagegen regional unterschiedliche Entwicklungen (Abb. 1). Die mittleren jährlichen Niederschläge z.B. des nordwestlichen Mittelmeerraumes (SW-Europa) haben sich in den letzten vier Jahrzehnten kaum verändert (Abb. 2),<ref name="C3S 2023">Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/precipitation-relative-humidity-and-soil-moisture-june-2023 Precipitation, relative humidity and soil moisture for June 2023]</ref> in Italien sind sie dagegen deutlich zurückgegangen.<ref name="MedECC 2020">MedECC (2020): [https://www.medecc.org/first-mediterranean-assessment-report-mar1 Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future]. First Mediterranean Assessment Report</ref> Die ausgeprägten [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Schwankungen]] über Dekaden lassen einen Einfluss durch die [[Treibhausgasemissionen|Emission von Treibhausgasen]] kaum erkennen. [[Klimamodelle|Klimamodellrechnungen]] zeigen dagegen einen deutlichen [[Klimaprojektionen_Mittelmeerraum#Änderungen_der_Niederschläge|Rückgang der Niederschläge bis zum Ende des 21. Jahrhunderts]].<ref name="MedECC 2020"/>

== Starkregen und ihre Entstehung ==
[[Starkniederschläge und Hochwasser|Extreme Starkregenereignisse]] mit 800 mm Niederschlag an einem Tag mit bis zu 1000 Toten und damit verbundenen Überflutungen sind die gefährlichsten meteorologischen Katastrophen, die die Mittelmeerländer in Hinsicht auf [[Schäden durch Wetterextreme|Todesfälle und Sachschäden]] betreffen.<ref name="Insua-Costa 2022">Insua-Costa, D., M. Senande-Rivera, M.C. Llasat et al. (2022): [https://doi.org/10.1038/s41612-022-00234-w A global perspective on western Mediterranean precipitation extremes]. npj Clim Atmos Sci 5, 9.</ref> Sie treten oft im Herbst auf, wenn das noch warme Mittelmeer als Wärme- und Feuchtigkeitsquelle fungiert und die [[Wasserdampf|wasserdampfgesättigten Luftmassen]] durch starke Winde Richtung Land getrieben werden und sich an den Hängen der Küstenregionen abregnen. Dabei spielen neben der topographischen Anhebung auch thermische Konvektion und das Zusammentreffen mit kühleren Höhentiefs und Kaltlufttropfen<ref>DWD, Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=101396&lv2=101334 Kaltlufttropfen]</ref> (Cut-Off lows) in der mittleren und oberen [[Troposphäre]] eine wichtige Rolle.<ref name="Khodayar 2021">Khodayar, S., S. Davolio, P. Di Girolamo et al. (2021): [https://doi.org/10.5194/acp-21-17051-2021 Overview towards improved understanding of the mechanisms leading to heavy precipitation in the western Mediterranean: lessons learned from HyMeX], Atmospheric Chemistry and Physics 212, 22</ref> Auch kalte Luft am Boden (sog. cold pools), die z.B. über dem Mittelmeer durch [[Verdunstung]] von Niederschlag entsteht, kommt als Ursache von Abkühlung beim Zusammentreffen (Konvergenz) mit warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage.<ref name="Miglietta 2022">Miglietta, M.M. & S. Davolio (2022): [https://doi.org/10.5194/hess-26-627-2022 Dynamical forcings in heavy precipitation events over Italy: lessons from the HyMeX SOP1 campaign], Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 627–646</ref>

In den vielen Fällen sind [[Konvektion|konvektive]] Systeme, d.h. aufsteigende Luftmassen, für den starken Niederschlag verantwortlich, wenn die Luft genügend erwärmt und mit [[Wasserdampf]] gesättigt ist. Sie speisen sich größtenteils aus warm-feuchten Luftmassen, die über das Mittelmeer von Süden nach Norden ziehen und dort auf kühlere Luft oder Gebirgshänge stoßen. Außer der Konvektion spielt aber auch die Advektion, der horizontal Transport, z.B. von atlantischen Störungen, insbesondere für die Iberische Halbinsel eine Rolle.<ref name="Gonzalez-Hidalgo 2023">Gonzalez-Hidalgo, J.C., S. Beguería, D. Peña-Angulo et al. (2023): [https://doi.org/10.1002/joc.8060 MOPREDAS_century database and precipitation trends in mainland Spain, 1916–2020]. International Journal of Climatology, 43, 3828–3840</ref> Traditionell werden als Quellen für den Wasserdampf der [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckzellen]] die starke Erwärmung des Mittelmeers, das im Spätsommer Temperaturen von bis zu 30 °C erreichen kann, und die daraus folgende Verdunstung gesehen. Untersuchungen von 160 extremen Starkregenereignissen im westlichen und zentralen Mittelmeerrum über den Zeitraum 1980-2015 zeigen, dass das ein zu einfaches Bild ist.<ref name="Insua-Costa 2022"/>
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| [[Bild:Mediterran-water-vapour-sources.jpg|thumb|860px|Abb. 3: Herkunft und Zugbahnen feuchter Luftmassen, die zu den katastrophalen Niederschlägen in der südfranzösischen Provinz Var am 15. Juni 2020 beigetragen haben. ]]
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Das Mittelmeer ist nach Insua-Costa (2022)<ref name="Insua-Costa 2022"/> mit 35% die wichtigste Wasserdampfquelle für Starkregenereignisse in der Region; andere Autoren geben 40% an.<ref name="Miglietta 2022"/><ref name="Khodayar 2021"/> Die Luftfeuchtigkeit stammt vor allem dann aus dem Mittelmeer, wenn 3-4 Tage vor dem Extremereignis [[Hochdruckgebiet|Hochdruck]]wetter herrscht und die Verdunstung antreibt.<ref name="Miglietta 2022"/> Nach dem Mittelmeer als Wasserdampfquelle folgt der Nordatlantik mit 25%. Und an dritter Stelle folgen mit 10% die Landgebiete um das Mittelmeer herum, einschließlich des europäischen Kontinents, sowie an vierter Stelle der [[Tropen|tropisch]]e Atlantik mit ebenfalls rund 10%. Weitere Feuchtigkeitsquellen für die Niederschläge können 1000 und mehr km jenseits der Mittelmeerregion liegen, bis hin zum Pazifik. Die atlantischen Tiefdruckgebiete erreichen den Mittelmeerraum von Westen bzw. Südwesten. Vielfach gelangen die Tiefs auch über das Innere des afrikanischen Kontinents in die mediterrane Region, wobei die feuchte Luft teilweise auch aus dem Südatlantik oder sogar Südamerika stammen kann (Abb. 3).<ref name="Insua-Costa 2022"/> Bei dem Transport von feuchter Luft aus entfernten Regionen wie etwa den [[Tropen]] spielen, wie in jüngster Zeit festgestellt wurde, [[Atmosphärische Flüsse|atmosphärische Flüsse]] eine wichtige Rolle. Dabei handelt es sich um relativ schmale feuchtegesättigte Luftströmungen in 1 bis 2,5 km Höhe mit einer Breite von etwa 500 km und einer Länge von rund 2000 km, die auch als "Wasserdampfförderbänder" bezeichnet werden und sich von den Tropen und Subtropen bis in mittlere Breiten bewegen können.<ref name="DWD 2023">DWD (2023): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2023/1/11.html#:~:text=In%20der%20Wissenschaft%20beschreibt%20ein,Feuchteband%20zudem%20von%20starken%20Winden. Was sind Atmosphärische Flüsse?]</ref>
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| [[Bild:W-Med events moisture-source.jpg|thumb|560px|Abb. 4: Monatliche Anzahl der untersuchten Extremereignisse und Anteil der Herkunftsgebiete feuchter Luftmassen im westlichen Mittelmeerraum]]
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Abb. 4 zeigt, dass die Bedeutung der einzelnen Herkunftsgebiete von Luftmassen mit hohem Wasserdampfgehalt je nach Jahreszeit wechselt. Im Herbst dominiert das Mittelmeer als Quelle, im Winter der Atlantik und im Sommer die Landmassen im Umkreis des Mittelmeeres. Deutlich wird an Abb. 4 auch, dass die von Insua-Costa (2022) ausgewählten 160 extremen Starkregenereignisse sich massiv auf den Herbst konzentrieren.<ref name="Insua-Costa 2022"/>

Die Erforschung der regionalen Quellen des Wasserdampfs der mediterranen Starkniederschläge und ihrer Transportbahnen hat nicht nur wissenschaftliche, sondern auch eine erhebliche praktische Bedeutung. Sie ermöglicht eine bessere Vorhersage von Extremereignissen und kann damit nicht zuletzt Menschenleben retten.<ref name="Dorrington 2024">Dorrington, J., M. Wenta, F. Grazzini et al. (2024): [https://doi.org/10.5194/nhess-24-2995-2024 Precursors and pathways: dynamically informed extreme event forecasting demonstrated on the historic Emilia-Romagna 2023 flood], Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2995–3012</ref>

== Starkregen und Hochwasser auf der Iberischen Halbinsel ==
=== [[Atmosphärische Flüsse]] und Kaltlufttropfen ===
In Spanien leben 2 Millionen Menschen an Orten mit einem hohen Überschwemmungsrisiko. Zwischen 2000 und 2020 verursachten Hochwasser 215 Todesfälle, vor allem in den mediterranen Küstenregionen. In der Region Valencia, die trotz geringer Jahresniederschläge zu den gefährdetsten Gebieten durch Hochwasser gehört, leben 600.000 Menschen in Gefahrengebieten durch Überflutungen, davon 30.000 in Gebieten mit einem hohen Risiko.<ref name="Olcina 2022">Olcina, J., Á.-F. Morote, and M. Hernández (2022): Teaching Floods in the Context of Climate Change with the Use of Official Cartographic Viewers (Spain). Water 14, no. 21: 3376. https://doi.org/10.3390/w14213376</ref>

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| [[Bild:Iberia cut-off low.jpg|thumb|340px|Abb. 5: Kaltlufttropfen über der westlichen Iberischen Halbinsel (blaue Ellipse), der zusammen mit einer südwestlichen Bodenströmung (hellblaue Pfeile) extreme Niederschläge über der Region Valencia (grünes Quadrat) produziert hat. Die Farbflächen geben die Windgeschwindigkeit in m/sec an, die schwarzen Konturen die geopotentielle Höhe von 200 hPa in m.]]||[[Bild:Küstenlandschaft O-Spanien.jpg|thumb|460px|Abb. 6: Küstenlandschaft um die Stadt Oliva in der Provinz Valencia: Küstengebirge zwingen feuchtwarme maritime Luft zum Aufsteigen und Abregnen.]]
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Die Iberische Halbinsel liegt zwischen der feuchten nordatlantischen Region und dem trockensten Gebiet des [[Subtropen|subtropisch]]en [[Hochdruckgebiet|Hochdruckgürtels]]. Die einzelnen Regionen der Iberischen Halbinsel werden daher zu verschiedenen Jahreszeiten sowohl von den feuchten atlantischen Fronten als auch von der trockenen Luft aus der Sahara, die auf dem Weg über das Mittelmeer aber oft viel Wasserdampf aufnimmt, beeinflusst, was zu großen regionalen Unterschieden führt. Der mittlere jährliche Niederschlag für Spanien beträgt 628 mm, bei allerdings erheblichen Unterschieden zwischen den Regionen. So erreichen beispielsweise am Cabo de Gata (Almeria, Südostspanien) die Niederschlagsmengen kaum 150 mm/Jahr, in Alicante 420 mm/Jahr und in Valencia kaum 500 mm/Jahr, während sie in der Stadt Rois (La Coruña, Nordostspanien) durchschnittlich 2959 mm/Jahr beträgt. Die niedrigen Werte im Osten und Südosten Spaniens sind sowohl durch den Einfluss der warmen und trockenen Luft aus der Sahara bedingt als auch durch die Hochlandgebiete und Gebirgszüge im Innern des Landes und das Azorenhoch, die die mediterrane Küstenzone vor den atlantischen Tiefdruckzellen abschirmen.<ref name="Eguibar 2021">Eguibar, M.Á., R. Porta-García, F.J. Torrijo & J. Garzón-Roca (2021): [https://doi.org/10.3390/w13212975 Flood Hazards in Flat Coastal Areas of the Eastern Iberian Peninsula: A Case Study in Oliva (Valencia, Spain)], Water 13, no. 21: 2975</ref>

[[Bild:Atmospheric river Iberia2001.jpg|thumb|540px|Abb. 7: Atmosphärischer Fluss von der Karibik zur Iberischen Halbinsel am 5.1.2001. Farbschattierung: Wasserdampfgehalt in kg/m<sup>2</sup>. ]]
In den letzten Jahrzehnten kam es trotz der geringen Jahresmittelwerte in den ostspanischen Regionen während einiger Starkregenereignisse zu den höchsten Niederschlägen in Europa. So wurden beispielsweise in nur einer Stunde am 19. Oktober 2018 in Vinarós (Castellón) 159 mm und am 23. September 2008 in Sueca (Valencia) 144,4 mm gemessen. Normalerweise treten derartige Niederschläge im Herbst (September bis November) auf, wenn die ersten Kaltfronten die Iberische Halbinsel vom nördlichen Atlantik her erreichen und das Mittelmeer noch aufgrund der Erwärmung im Sommer hohe Temperaturen aufweist.<ref name="Eguibar 2021"/> Untersuchungen von rund 900 Starkregenereignissen (>150 mm/h) zwischen 1950 und 2020 zeigen, dass das Aufeinandertreffen von Kaltluftzellen in der Höhe (Cut-Off Lows), die sich von planetaren Wellen abgelöst haben, und warm-feuchten Luftmassen aus östlichen und besonders südöstlichen Richtungen in tieferen atmosphärischen Schichten die entscheidenden Faktoren für heftige Niederschläge in der mediterranen Küstenregion Spaniens waren.<ref name="Miró 2022">Miró, J.J., M. Lemus-Canovas, R. Serrano-Notivoli et al. (2022): A component-based approximation for trend detection of intense rainfall in the Spanish Mediterranean coast, Weather Clim. Extremes, 38, 100513,https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212094722000925 </ref>

Die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer wird dabei durch thermische [[Konvektion]] und Küstengebirge zum Aufsteigen gebracht und trifft in der mittleren und oberen Troposphäre auf die bis zu -30 °C kalten Tiefdruckzellen, was in kurzer Zeit zu Niederschlägen führen kann, die einem Jahresniederschlag entsprechen. In den flachen Küstenregionen ereignen sich in solchen Fällen regelmäßig starke Überschwemmungen, die Schäden an Infrastrukturen, Industrieanlagen und Gebäuden verursachen und auch zu zahlreichen Todesfällen geführt haben.<ref name="Eguibar 2021"/> In der westlichen Iberischen Halbinsel kommt es zu Starkregenereignissen meistens durch zonale Strömungen wie [[Atmosphärische Flüsse]].<ref name="Claro 2023">Claro, A.M., A. Fonseca, H. Fraga, and J.A. Santos (2023):Susceptibility of Iberia to Extreme Precipitation and Aridity: A New High-Resolution Analysis over an Extended Historical Period, Water 15, no. 21: 3840. https://doi.org/10.3390/w15213840</ref>

Die Änderung von Starkniederschlägen an der spanischen Mittelmeerküste hängt nach Miro et al. (2022)<ref name="Miró 2022"/> u.a. mit der durch den Klimawandel bedingten Abnahme des Temperaturgegensatzes zwischen den [[Klimaänderungen in den Polargebieten|polaren]] und mittleren Breiten zusammen. Die Folge ist ein langsamerer [[Jetstream|Polarjet]], der dadurch mehr planetare Wellen ausbildet, die wiederum länger anhaltende gegensätzliche Wetterlagen zur Folge haben. Eine weitere Folge ist die Ablösung von Tiefdruckzellen bzw. Kaltlufttropfen in der höheren Troposphäre der mittleren Breiten mit einem Schwerpunkt über der westlichen Mittelmeerregion. Die Bildung solcher kalten Tiefdruckzellen soll in jüngster Zeit um 20% zugenommen haben. Modellstudien projizieren in diesem Zusammenhang für die nächsten Jahrzehnte in den mediterranen Küstengebieten Spaniens trotz einer Reduktion der jährlichen Niederschläge um 20-40% eine weitere Zunahme der Starkniederschläge.<ref name="Miró 2022"/> Starkniederschläge, an deren Entstehung Kaltlufttropfen beteiligt sind, könnten bis zum Ende des Jahrhunderts im nordöstlichen Spanien sogar um 61% zunehmen.<ref name="Ferreira 2021">Ferreira, R.N. (2021): [https://doi.org/10.3390/atmos12070835 Cut-Off Lows and Extreme Precipitation in Eastern Spain: Current and Future Climate], Atmosphere 12, no. 7: 835</ref>

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Valencia 2024 ====
Am 29. und 30. Oktober 2024 kam es in der Region Valencia zu extrem starken Niederschlägen sowie verheerenden Überschwemmungen und Sturzfluten. Der Katastrophe fielen mindestens 200 Menschen zum Opfer. Vielerorts fielen mehr als 300 mm Niederschlag, mehr als die Hälfte der Jahressumme. An der Wetterstation Chiva (Abb. 8) wurden sogar 491 mm in nur 8 Stunden gemessen, was etwa dem Niederschlag eines ganzen Jahres in der Region entspricht.<ref name="WMO 2024">WMO (2024): [https://wmo.int/media/news/devastating-rainfall-hits-spain-yet-another-flood-related-disaster Devastating rainfall hits Spain in yet another flood-related disaster]</ref> Im benachbarten Ort Turís wurde mit 184,6 mm/h der spanische Stunden-Rekord gebrochen.<ref name="ESSL 2024">European Severe Storms Laboratory (2024): [https://www.essl.org/cms/meteorological-analysis-of-extreme-flash-flood-situation-in-the-valencia-region/ Meteorological analysis of extreme flash flood situation in the Valencia region]</ref>
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| [[Bild:Floods Spain 29.10.24.jpg|thumb|460px|Abb. 8: Niederschlagsmengen in l/m<sup>2</sup> am 29.10.2024 in der Provinz Valencia. Maximum in Chiva mit 491 l/m<sup>2</sup> in 8 Stunden, was dem Jahresmittel entspricht. ]]||[[Bild:Valencia flood 2024 cars.jpg|thumb|260px|Abb. 9: Durch Wassermassen zusammengeschobene PKWs in Paiporta (Valencia) am 30.10.2024.]]
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Die Wetterlage war bestimmt durch isolierte Kaltluft in großer Höhe, die häufig im Herbst die Iberische Halbinsel aus polaren Regionen erreicht und einige Tage lang als Tiefdruckgebiet über der betroffenen Region rotiert. Dieser Kaltlufttropfen lag Ende Oktober 2024 über NW-Afrika und S-Spanien.<ref name="ESSL 2024"/> Das System erzeugte am Boden östliche Winde, die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer Richtung Küste transportieren. Hier wurde die Luft durch Küstengebirge und kältere Luft in der Höhe zum Aufsteigen veranlasst, kühlte sich ab, der Wasserdampf kondensierte, und es kam zu starken Niederschlägen. Valencia und Katalonien sind von solchen Ereignissen häufig betroffen. Etwa ein Drittel der stärksten Hochwasserkatastrophen standen hier in Verbindung mit Kaltlufttropfen in der mittleren und oberen Troposphäre.<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref>

Vorläufige Schätzungen ergeben, dass es sich bei den Starkniederschlägen Ende Oktober 2024 um ein Ereignis handelte, dass unter den gegenwärtigen Klimabedingungen (bei einer Erwärmung um 1,3 °C) einmal in 20 Jahren vorkommt und um 12% intensiver ausfällt als ohne den anthropogenen Klimawandel.<ref name="WWA 2024"/>

== Starkregen und Hochwasser in S-Frankreich ==
=== Hochwasser als wichtigste Naturkatastrophen ===
Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022">Nouaceur, Z., O. Murarescu & G.e Muratoreanu (2022): [https://doi.org/10.3390/geosciences12120447 Statistical Analysis of Heavy Rains and Floods around the French Mediterranean Basin over One Half a Century of Observations], Geosciences 12, no. 12: 447</ref>

Hochwasser in Südfrankreich gibt es hauptsächlich in den Monaten Oktober bis Dezember. Die Starkniederschläge haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen, vor allem die Häufigkeit kurzer Starkregenfälle. Die Hochwasserereignisse zeigen dagegen keinen Trend. Wahrscheinlicher Grund für das Ausbleiben von Hochwassertrends sind die höhere Verdunstung und die trockeneren Böden. Überschwemmungen nehmen nicht zwangsläufig mit der Zunahme extremer Niederschläge zu. Die zunehmend geringere Bodenfeuchtigkeit scheint dafür eine Erklärung zu sein.<ref name="Tramblay 2023">Tramblay, Y., P. Arnaud, G. Artigue (2023): [https://doi.org/10.5194/hess-27-2973-2023 Changes in Mediterranean flood processes and seasonality], Hydrol. Earth Syst. Sci., 27, 2973–2987</ref>

Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022"/>

=== Einzelne Ereignisse ===
[[Bild:Aude-2018-moisture.jpg|thumb|460px|Abb. 10: Wasserdampftransport über dem Mittelmeer (gestrichelte rote Linie) und von den Resten des Hurrikans Leslie (rote Linie). Braune Linien: geopotentielle Meter bei 925 hPa. Blaue Farbtöne: Wasserdampfgehalt der Luft in g/kg. Durch Pfeile und Beschriftung ergänzt.]]
==== Departement Aude 2018 (S-Frankreich) ====
In der Nacht vom 14. zum 15. Oktober 2018 erlebte das Département Aude ein verheerendes Hochwasser, dem 15 Menschen zum Opfer fielen und durch das 7000 Häuser überflutet wurden. Vorausgegangen waren intensive Niederschläge in benachbarten Gebieten, durch die z.B. auf Mallorca 13 Todesopfer zu beklagen waren.<ref name="Caumont 2021">Caumont, O., M. Mandement, F Bouttier et al. (2021): [https://nhess.copernicus.org/articles/21/1135/2021/nhess-21-1135-2021.html The heavy precipitation event of 14–15 October 2018 in the Aude catchment: a meteorological study based on operational numerical weather prediction systems and standard and personal observations], NHESS 21, 1135–1157</ref> Die Sachschäden beliefen sich auf 325 Mio. Euro. Die Starkniederschläge im südfranzösischen Department Aude erreichten ca. 200 mm in 11 Stunden, mit örtlichen Spitzen von 295 mm in 11 Stunden und 110 mm in 2 Stunden.<ref name="Mandement 2021">Mandement, M. and O. Caumont (2021): [https://doi.org/10.5194/wcd-2-795-2021 A numerical study to investigate the roles of former Hurricane Leslie, orography and evaporative cooling in the 2018 Aude heavy-precipitation event], Weather Clim. Dynam., 2, 795–818</ref>

Eine Besonderheit der Niederschlagsereignisse war die Beteiligung von Resten eines Hurrikans mit dem Namen Leslie, der sich auf dem tropischen Nordatlantik entwickelt hatte und mit 175 km/h als zweiter tropischer Wirbelsturm seit 1842 auf die portugiesische Küste traf. Gleichzeitig wurden sehr feuchte Luftmassen aus dem Wirbelsturmtief nach Osten und Nordosten transportiert, die eine quasistationäre Kaltfront über Südwestfrankreich verstärkten. Dabei entstanden heftige Gewitter mit starken Regenschauern und schweren Stürmen. Eine weitere Feuchtigkeitsquelle war das westliche Mittelmeer durch eine starke Verdunstung. Die dabei entstandenen feuchtwarmen Luftmassen wurden am östlichen Ende der Pyrenäen zum Aufsteigen gezwungen und bewegten sich in Richtung des Aude-Einzugsgebiets. Hier stießen sie auf die Kaltluft vom Atlantik, die sie zu verstärkter Konvektion veranlasste (Abb. 10).<ref name="Caumont 2021"/>

== Starkregen und Hochwasser in Italien ==
=== Allgemeine Prozesse ===
[[Bild:Gulf Genua MCS mechanism.jpg|thumb|560px|Abb. 11: Wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind.]]
Die italienische Halbinsel ist gegenüber Naturkatastrophen durch Starkniederschläge besonders exponiert. Entscheidende Faktoren sind die steilen Hänge der Alpen und des Apennins in unmittelbarere Nähe zum Mittelmeer sowie das Mittelmeer selbst, das als Feuchte- und Wärmequelle fungiert (Abb. 11). Sie bestimmen die Konvergenz und den Auftrieb von feuchten und instabilen Luftmassen, die die Konvektion über Italien und die umgebenden Meere antreiben. Hinzu kommt, dass Starkniederschläge in den kleinen Flusstälern mit ihren steilen Hängen in relativ kurzer Zeit verheerende Überschwemmungen anrichten können.<ref name="Miglietta 2022"/>

Besonders starke Auswirkungen haben größere Gewitterkomplexe, die aus mehreren einzelnen Gewitterzellen entstehen, die sich zusammenschließen und sog. mesoskalige konvektive Systeme<ref>DWD: Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=692600&lv2=101640 Mesoskaliges konvektives System (MCS)]</ref> bilden. In der Nähe von Gebirgshängen können Starkregenereignisse durch orographische Anhebung von feuchten Luftmassen entstehen, die sich dabei abkühlen und ausregnen. Das Abkühlen von warmer Luft kann aber auch durch das Zusammentreffen mit kalten Höhentiefs, die vom Atlantik und Westeuropa heranziehen, hervorgerufen werden. Auch kalte Luft am Boden, sog. cold pools<ref name="DMG 2021">Deutsche Meteorologische Gesellschaft (2021): [https://www.dmg-ev.de/2021/08/25/was-ist-ein-cold-pool/ Cold Pool – Was ist ein Cold Pool?]</ref>, kommt als Auslöser von Abkühlung warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage. Sie können z.B. über dem Mittelmeer durch Verdunstung von Niederschlag unter Gewitterwolken entstehen. Die dabei gebildete kalte und schwere Luft eines cold pools breitet sich als Kaltluftsee unter den Regenwolken aus und bewirkt eine Anhebung angrenzender leichterer und wärmerer Luftmassen, was zu erneuter Wolkenbildung und Regen führen kann.<ref name="Miglietta 2022"/>

Abb. 11 zeigt einige wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind. Die orangenen Pfeile stehen für das Vordringen von feuchten und warmen Luftmassen nach Norden. Dabei kann es sich ursprünglich um einen Schirokko handeln, der aus Nordafrika heiße Luft über das Mittelmeer treibt, die dabei viel Wasserdampf aufnimmt. Diese heißen Luftmassen stoßen im Osten über die Adria und die Poebene auf die Alpenfront, im Westen über das Tyrrhenische und Ligurische Meer auf die Südränder von Westalpen und Apennin. Im Osten wird die warmfeuchte Luft durch die Alpenfront nach Westen umgelenkt. Dabei kann es zur Anhebung der warm-feuchten Luft durch die Ausläufer der Alpen kommen, wobei Abkühlung und Kondensation Starkniederschläge erzeugen. Durch die Westalpen werden die inzwischen abgekühlten Luftströmungen nach Süden abgelenkt, wo sie über die niedrigsten Bereiche des Ligurischen Apennin das Mittelmeer erreichen. Hier stoßen sie auf warme und feuchte Luftmassen, die durch die schwere und kühlere Luft aus dem Alpenraum zur Konvektion bzw. zum Aufsteigen, sich Abkühlen und eventuell zu starken Niederschlägen veranlasst wird.<ref name="Miglietta 2022"/>
[[Bild:Water vapour flow Alex.jpg|thumb|560px|Abb. 12: Wasserdampftransport über den Atlantik als Teil der Entstehung des Sturmtiefs Alex über Westeuropa und Norditalien ]]
[[Bild:Emilia-Romagna flood May2023.jpg|thumb|560px|Abb. 13: Hochwasser in der italienischen Region Emilia-Romagna: überschwemmte Wohn- und Gewerbegebiete]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Alex 2020 ====
Das Sturmtief Alex richtete im Oktober 2020 in Frankreich, den westlichen Alpen und besonders in Italien durch Rekordniederschläge starke Zerstörungen an. Es bildete sich über dem Nordatlantik und zog über Frankreich, Großbritannien und die Iberische Halbinsel nach Osten (Abb. 12). Der Transport von Wasserdampf über den Nordatlantik von der Ostküste Nordamerikas bis Westeuropa vollzog sich in Form eines atmosphärischen Flusses.<ref name="Grazzini 2024">Grazzini, F., J. Dorrington, C.M. Gramset et al. (2024): [https://doi.org/10.1002/qj.4755 Improving forecasts of precipitation extremes over northern and central Italy using machine learning]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 150(762), 3167–3181</ref> Am Alpenrand trafen die kühlen und feuchten Luftmassen auf sehr warme und feuchte Luft vom Mittelmeer, die dadurch abkühlten. An den Meeralpen und Ligurischen Alpen kam es durch Anhebung zu weiterer Abkühlung und heftigen Niederschlägen von über 600 mm in 24 Stunden und Gewittern über Nordwestitalien, die durch Überflutungen Straßen, Brücken und Gebäude zerstörten. Viele Regionen verzeichneten Rekordhochwasser an zahlreichen Flüssen und Überschwemmungen ganzer Landstriche.<ref name="Wikipedia 2024">Wikipedia (2024): [https://de.wikipedia.org/wiki/Alpenhochwasser_2020 Alpenhochwasser 2020]</ref>

==== Starkniederschläge in der Emilia-Romagna 2023 ====
Im Mai 2023 kam es in der italienischen Provinz Emilia-Romagna zu gewaltigen Starkniederschläge, die als das regenreichste Ereignis dieser Art in Norditalien eingestuft wurden. Die Wiederkehrperiode wurde auf 200 Jahre bzw. eine Wahrscheinlichkeit des Eintretens von 0,5% geschätzt. Die Stationsdaten der Region zeigen dennoch keinen Trend vergleichbarer Ereignisse und damit keinen Einfluss des Klimawandels. Das Extremereignis bestand aus drei aufeinander folgenden Starkregenereignissen, auf die extreme Hochwasser folgten. Örtlich fielen an zwei Tagen 190 mm Niederschlag, einige Flüsse stiegen um 10 m in 24 Stunden an, und es kam zu Dammbrüchen, Überflutungen von Deichen und zahlreichen Erdrutschen. Insgesamt wurden 15 Menschen getötet. Das Hochwasserereignis war nicht zuletzt durch die Jahreszeit außergewöhnlich, da die meisten Starkregenereignisse in der Region wie im gesamten Mittelmeer im Herbst und Winter geschehen.<ref name="Barnes 2023">Barnes, C., D. Faranda, E. Coppola et al. (2023): [https://doi.org/10.25561/104550 Limited net role for climate change in heavy spring rainfall in Emilia-Romagna]</ref>

Die Regenfälle wurden durch drei unterschiedliche Tiefdrucksysteme über dem Tyrrhenischen Meer verursacht, die mit einem nordöstlichen Wind entlang der adriatischen Seite des Apennins interagierten. Dadurch wurden feuchte Luftmassen angehoben, kühlten sich ab, der Wasserdampf kondensierte und es begann stark zu regnen. Durch die andauernden Niederschläge war der Boden bald gesättigt, und das Wasser floss unmittelbar in die Flüsse, von wo es sich auf angrenzende Landfläche ausbreitete (Abb. 13). Die Wasseraufnahmekapazität der Böden war zudem auch deshalb begrenzt, weil Nord-Italien über zwei Jahre davor aufgrund geringer Schneefälle in den Alpen, Dolomiten und Apennin unter einer schweren Dürre gelitten hatte, wodurch die Böden verdichteten und das Versickern von Niederschlag behinderten.<ref name="Barnes 2023"/>

== Starkregen und Hochwasser im östlichen Mittelmeerraum ==
=== Überblick ===
[[Bild:Flash-floods-fatalities-E-Med dt.jpg|thumb|560px|Abb. 14: Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum mit mehr als 10 Todesfällen (blaue Säulen), Anzahl der Todesfälle (gelbe Kurve) pro 10 Jahre. Gestrichelte Linien: lineare Trends. Übersetzt.]]
Starkregenereignisse sind im östlichen Mittelmeer verbunden mit einer Vielfalt an Wetterlagen mit unterschiedlicher Niederschlagsergiebigkeit, Intensität und Ausdehnung verschiedener Herkunft der Feuchtigkeit. Viele der heftigen Niederschläge sind mit Tiefdruckzellen über Zypern verbunden. Insgesamt stammt die Feuchtigkeit jedoch aus einem großen Einzugsgebiet. So sind neben dem Zypern-Tief Tiefdruckzellen über dem Roten Meer von Bedeutung, die Feuchtigkeit bis ins östliche Mittelmeer transportieren können und Starkregen vor allem im Herbst hervorrufen. Trotz ihrer Seltenheit sind diese Tiefs für 38% der Sturzfluten in semiariden und ariden Regionen der Levante verantwortlich. Störungen des Subtropischen Jetstreams können über Atmosphärische Flüsse Feuchtigkeit aus den äquatorialen Regionen in Richtung östliches Mittelmeer veranlassen, die intensive Regenfälle über mehrere Tage bewirken. In seltenen Fällen, aber umso folgenreicher sind Medicanes für extreme Niederschläge verantwortlich, bei denen es sich um Wirbelstürme handelt, die einige Eigenschaften mit den tropischen Hurrikanen teilen. In manchen Regionen sind an 2-5% der Tage mit Starkniederschlägen Medicanes beteiligt.<ref name="Hochman 2022">Hochman, A., F. Marra, G. Messori et al. (2022): [https://doi.org/10.5194/esd-13-749-2022 Extreme weather and societal impacts in the eastern Mediterranean], Earth Syst. Dynam., 13, 749–777</ref>

Während sich Starkniederschläge im westlichen Mittelmeerraum zu 60% vor allem im Herbst ereignen, ist ihre Hauptsaison im östlichen Mittelmeerraum mit über 70% der Winter.<ref name="Mastrantonas 2021">Mastrantonas, N., P. Herrera-Lormendez, L. Magnusson et al. (2021): [https://doi.org/10.1002/joc.6985 Extreme precipitation events in the Mediterranean: Spatiotemporal characteristics and connection to large-scale atmospheric flow patterns], Int. J. Climatol., 41, 2710–2728</ref> So kam es in Griechenland in der Periode 2012-2018 hauptsächlich im Winterhalbjahr zwischen Oktober und April als Folge von extremen Niederschlägen zu Hochwasserereignissen. Der Februar war mit einem Anteil von ca. 25% an den jährlichen Hochwasserereignissen der Monat mit den meisten extremen Überschwemmungen.<ref name="Tolika 2023">Tolika, K., C. Skoulikaris (2023): [https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161217 Atmospheric circulation types and floods'occurrence; a thorough analysis over Greece], Sci. Total Environ. 865</ref>

Eine wichtige Rolle spielen Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum (Abb. 14). Dabei handelt es sich um plötzlich einsetzende Hochwasserereignisse, die durch kurze, aber sehr intensive Niederschläge mit zumeist konvektivem Ursprung hervorgerufen werden. Neben den meteorologischen Bedingungen spielen die häufig engen Gebirgs- und Flusstäler, die vielfach durch Straßen und Bauten eingeengt sind, eine entscheidende Rolle. Sturzfluten bilden sich hauptsächlich in kleineren Flusseinzugsgebieten von weniger als 1000 km<sup>2</sup>. Im Zeitraum 1882-2021 hat es im östlichen Mittelmeerraum (einschließlich Italien) 132 Sturzfluten mit mehr als 10 Todesopfern gegeben. Die gesamte Opferzahl solcher Sturzfluten belief sich auf 6974 Todesfälle, mit 10 bis 598 Todesfällen pro Ereignis. Die meisten Hochwasserereignisse mit mehr als 10 Todesopfern hatten Italien (51), die Türkei (35), Ägypten (14) und Griechenland (12) zu verzeichnen. Saisonal gab es die meisten Extremereignisse im Herbst, mit 40% aller Ereignisse im Oktober und November. Die Anzahl der Extremereignisse pro 10 Jahre hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen (Abb. 14).<ref name="Diakakis 2023">Diakakis, M., K. Papagiannaki & Meletis Fouskaris (2023): [https://doi.org/10.3390/w15010119 The Occurrence of Catastrophic Multiple-Fatality Flash Floods in the Eastern Mediterranean Region], Water 15, no. 1: 119</ref>

[[Bild:Daniel Sept 2023 precipitation.jpg|thumb|560px|Abb. 15: Akkumulierte Niederschläge vom 3.bis 8. September 2023 durch das Sturmtief Daniel in der Region Thessalien.]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Daniel in Griechenland ====
Das Sturmtief Daniel, aus dem später ein Medicane wurde, der Teile Libyens verwüstete, hat am 3.-8. September 2023 in Zentral-Griechenland historische Starkregen verursacht. In der Region Thessalien wurden 1150 km2 überschwemmt. Davon waren ca. 820 km<sup>2</sup> bzw. 70% landwirtschaftliche Fläche. Das Sturmtief Daniel folgte auf Wochen, die durch Dürre, Waldbrände und intensive Hitze gekennzeichnet waren. Den Hochwassern fielen 17 Menschen zum Opfer, und die Sachschäden beliefen sich auf Milliarden von Euro. Die thessalische Ebene ist die wichtigste landwirtschaftliche Region Griechenlands, der „Brotkorb“ des Landes. Fast 70% der Baumwollernte wurde zerstört, ebenso war der Weizenanbau stark betroffen. Die landwirtschaftliche Gesamtproduktion ging um 50-60% zurück.<ref name="He 2024">He, K., Q. Yang, X. Shen et al. (2024): Brief communication: Storm Daniel flood impact in Greece in 2023: mapping crop and livestock exposure from synthetic-aperture radar (SAR), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2375–2382, https://doi.org/10.5194/nhess-24-2375-2024</ref> Etwa 200.000 Nutztiere ertranken in den Fluten. In den landwirtschaftlichen Gebieten machten zudem dicke Schlammschichten die Böden für mehrere Jahre unfruchtbar.<ref name="Matzarakis 2024">Matzarakis, A. (2024): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/griechenland-2023-hitze-hochwasser/ Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: J. L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05</ref>

Während des Sturmtiefs Daniel gab es über Europa eine stationäre Omegalage mit einem Hochdruckgebiet über Deutschland und zwei Tiefs über Spanien und Griechenland. Die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen sorgten für eine hohe Verdunstung und sehr viel Wasserdampf in der Luft. Für Griechenland wurde mit Extremniederschlägen von 500-1500 mm gerechnet. Tatsächlich fielen in zahlreichen Regionen in 12 Stunden so viele Niederschläge wie in Athen in einem Jahr und mehr. So gab es in dem Ort Zagora einen Niederschlag von 754 in 18 Stunden und damit einen neuen griechischen Rekord.<ref name="Matzarakis 2024"/>

== Starkregen und Hochwasserkatastrophen durch Medicanes ==
Alle Hochwasserkatastrophen der letzten Jahrzehnte wurden in ihren Folgen bei weitem übertroffen von dem [[Medicanes|Medicane]] Daniel, der sich im September 2023 auf dem Weg von Griechenland nach Nordafrika aus dem Sturmtief Daniel entwickelt hat und am 10. September auf die lybische Küste traf.
* '''Hauptartikel: [[Medicanes]]'''

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Vogel, R. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16350 Wie beeinflusst die Verdunstung von Regen das Klima und die Wetterextreme?] In: J.L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 105-108. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.19 [über Kaltluftseen bzw. cold pools]
* Matzarakis, A. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16321 Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/ Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen]. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05

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}}

Starkregen und Hochwasser im Mittelmeerraum

2024-12-29T17:19:23Z

Anja: /* Atmosphärische Flüsse und Kaltlufttropfen */ Link korrigiert

[[Bild:Flood fatalities Med 1980-2023.jpg|thumb|660px|Anzahl der Todesopfert durch Flutkatastrophen in mediterranen EU-Ländern 1980-2023 ]]
== Niederschläge im Mittelmeerraum ==
Der Mittelmeerraum gilt als Hotspot des Klimawandels. Dabei wird vor allem an [[Hitzewellen im Mittelmeerraum|Hitzewellen]] und [[Dürren im Mittelmeerraum|Dürren]] gedacht.<ref name="IPCC 2022">IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 4: Mediterranean Region, FAQ CCP4.1</ref> So zeigen Untersuchungen über die [[Änderung_der_Klimazonen|Verschiebung der Klimazonen]] durch den menschengemachten [[Klimawandel]], dass die Region zunehmend unter den Einfluss des trockenen subtropischen Klimas gerät.<ref name="Cui 2021">Cui, D., S. Liang & D. Wang (2021): [https://doi.org/10.1002/wcc.701 Observed and projected changes in global climate zones based on Köppen climate classification]. WIREs Climate Change, 12(3)</ref> Dennoch kommt es in verschiedenen Gebieten immer wieder auch zu extremen Niederschlags- und Hochwasserereignissen, wie im Oktober 2024 die Überflutungen mit weit über 200 Toten im Raum Valencia im Osten Spaniens<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref> und ein Jahr zuvor die gewaltigen Überflutungen mit 10.000 bis 20.000 Opfern in Libyen gezeigt haben.<ref name="Zachariah 2023">Zachariah, M., V. Kotroni, L. Kostas et al. (2023): [https://www.worldweatherattribution.org/interplay-of-climate-change-exacerbated-rainfall-exposure-and-vulnerability-led-to-widespread-impacts-in-the-mediterranean-region/ Interplay of climate change-exacerbated rainfall, exposure and vulnerability led to widespread impacts in the Mediterranean region]</ref>
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Mediterranean trend 1980-2018.jpg|thumb|460px|Abb. 1: Regionale Niederschlagsänderungen in mm/Tag 1980-2018]]||[[Bild:SW-EU precipitation1979-2023.jpg|thumb|560px|Abb. 2: Niederschlag in mm pro Tag 1979-2023 in SW-Europa ]]
|-
|}

Die Jahresmittelwerte der [[Klimaänderungen_im_Mittelmeerraum#Niederschläge|Niederschläge im Mittelmeerraum]] weisen über längere Zeiträume keine eindeutigen Trends auf. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts ergeben sich leichte Rückgänge, seit 1980 dagegen regional unterschiedliche Entwicklungen (Abb. 1). Die mittleren jährlichen Niederschläge z.B. des nordwestlichen Mittelmeerraumes (SW-Europa) haben sich in den letzten vier Jahrzehnten kaum verändert (Abb. 2),<ref name="C3S 2023">Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/precipitation-relative-humidity-and-soil-moisture-june-2023 Precipitation, relative humidity and soil moisture for June 2023]</ref> in Italien sind sie dagegen deutlich zurückgegangen.<ref name="MedECC 2020">MedECC (2020): [https://www.medecc.org/first-mediterranean-assessment-report-mar1 Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future]. First Mediterranean Assessment Report</ref> Die ausgeprägten [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Schwankungen]] über Dekaden lassen einen Einfluss durch die [[Treibhausgasemissionen|Emission von Treibhausgasen]] kaum erkennen. [[Klimamodelle|Klimamodellrechnungen]] zeigen dagegen einen deutlichen [[Klimaprojektionen_Mittelmeerraum#Änderungen_der_Niederschläge|Rückgang der Niederschläge bis zum Ende des 21. Jahrhunderts]].<ref name="MedECC 2020"/>

== Starkregen und ihre Entstehung ==
[[Starkniederschläge und Hochwasser|Extreme Starkregenereignisse]] mit 800 mm Niederschlag an einem Tag mit bis zu 1000 Toten und damit verbundenen Überflutungen sind die gefährlichsten meteorologischen Katastrophen, die die Mittelmeerländer in Hinsicht auf [[Schäden durch Wetterextreme|Todesfälle und Sachschäden]] betreffen.<ref name="Insua-Costa 2022">Insua-Costa, D., M. Senande-Rivera, M.C. Llasat et al. (2022): [https://doi.org/10.1038/s41612-022-00234-w A global perspective on western Mediterranean precipitation extremes]. npj Clim Atmos Sci 5, 9.</ref> Sie treten oft im Herbst auf, wenn das noch warme Mittelmeer als Wärme- und Feuchtigkeitsquelle fungiert und die [[Wasserdampf|wasserdampfgesättigten Luftmassen]] durch starke Winde Richtung Land getrieben werden und sich an den Hängen der Küstenregionen abregnen. Dabei spielen neben der topographischen Anhebung auch thermische Konvektion und das Zusammentreffen mit kühleren Höhentiefs und Kaltlufttropfen<ref>DWD, Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=101396&lv2=101334 Kaltlufttropfen]</ref> (Cut-Off lows) in der mittleren und oberen [[Troposphäre]] eine wichtige Rolle.<ref name="Khodayar 2021">Khodayar, S., S. Davolio, P. Di Girolamo et al. (2021): [https://doi.org/10.5194/acp-21-17051-2021 Overview towards improved understanding of the mechanisms leading to heavy precipitation in the western Mediterranean: lessons learned from HyMeX], Atmospheric Chemistry and Physics 212, 22</ref> Auch kalte Luft am Boden (sog. cold pools), die z.B. über dem Mittelmeer durch [[Verdunstung]] von Niederschlag entsteht, kommt als Ursache von Abkühlung beim Zusammentreffen (Konvergenz) mit warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage.<ref name="Miglietta 2022">Miglietta, M.M. & S. Davolio (2022): [https://doi.org/10.5194/hess-26-627-2022 Dynamical forcings in heavy precipitation events over Italy: lessons from the HyMeX SOP1 campaign], Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 627–646</ref>

In den vielen Fällen sind [[Konvektion|konvektive]] Systeme, d.h. aufsteigende Luftmassen, für den starken Niederschlag verantwortlich, wenn die Luft genügend erwärmt und mit [[Wasserdampf]] gesättigt ist. Sie speisen sich größtenteils aus warm-feuchten Luftmassen, die über das Mittelmeer von Süden nach Norden ziehen und dort auf kühlere Luft oder Gebirgshänge stoßen. Außer der Konvektion spielt aber auch die Advektion, der horizontal Transport, z.B. von atlantischen Störungen, insbesondere für die Iberische Halbinsel eine Rolle.<ref name="Gonzalez-Hidalgo 2023">Gonzalez-Hidalgo, J.C., S. Beguería, D. Peña-Angulo et al. (2023): [https://doi.org/10.1002/joc.8060 MOPREDAS_century database and precipitation trends in mainland Spain, 1916–2020]. International Journal of Climatology, 43, 3828–3840</ref> Traditionell werden als Quellen für den Wasserdampf der [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckzellen]] die starke Erwärmung des Mittelmeers, das im Spätsommer Temperaturen von bis zu 30 °C erreichen kann, und die daraus folgende Verdunstung gesehen. Untersuchungen von 160 extremen Starkregenereignissen im westlichen und zentralen Mittelmeerrum über den Zeitraum 1980-2015 zeigen, dass das ein zu einfaches Bild ist.<ref name="Insua-Costa 2022"/>
{|
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| [[Bild:Mediterran-water-vapour-sources.jpg|thumb|860px|Abb. 3: Herkunft und Zugbahnen feuchter Luftmassen, die zu den katastrophalen Niederschlägen in der südfranzösischen Provinz Var am 15. Juni 2020 beigetragen haben. ]]
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|}
Das Mittelmeer ist nach Insua-Costa (2022)<ref name="Insua-Costa 2022"/> mit 35% die wichtigste Wasserdampfquelle für Starkregenereignisse in der Region; andere Autoren geben 40% an.<ref name="Miglietta 2022"/><ref name="Khodayar 2021"/> Die Luftfeuchtigkeit stammt vor allem dann aus dem Mittelmeer, wenn 3-4 Tage vor dem Extremereignis [[Hochdruckgebiet|Hochdruck]]wetter herrscht und die Verdunstung antreibt.<ref name="Miglietta 2022"/> Nach dem Mittelmeer als Wasserdampfquelle folgt der Nordatlantik mit 25%. Und an dritter Stelle folgen mit 10% die Landgebiete um das Mittelmeer herum, einschließlich des europäischen Kontinents, sowie an vierter Stelle der [[Tropen|tropisch]]e Atlantik mit ebenfalls rund 10%. Weitere Feuchtigkeitsquellen für die Niederschläge können 1000 und mehr km jenseits der Mittelmeerregion liegen, bis hin zum Pazifik. Die atlantischen Tiefdruckgebiete erreichen den Mittelmeerraum von Westen bzw. Südwesten. Vielfach gelangen die Tiefs auch über das Innere des afrikanischen Kontinents in die mediterrane Region, wobei die feuchte Luft teilweise auch aus dem Südatlantik oder sogar Südamerika stammen kann (Abb. 3).<ref name="Insua-Costa 2022"/> Bei dem Transport von feuchter Luft aus entfernten Regionen wie etwa den [[Tropen]] spielen, wie in jüngster Zeit festgestellt wurde, [[Atmosphärische Flüsse|atmosphärische Flüsse]] eine wichtige Rolle. Dabei handelt es sich um relativ schmale feuchtegesättigte Luftströmungen in 1 bis 2,5 km Höhe mit einer Breite von etwa 500 km und einer Länge von rund 2000 km, die auch als "Wasserdampfförderbänder" bezeichnet werden und sich von den Tropen und Subtropen bis in mittlere Breiten bewegen können.<ref name="DWD 2023">DWD (2023): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema%20des%20tages/2023/1/11.html Was sind Atmosphärische Flüsse?]</ref>
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:W-Med events moisture-source.jpg|thumb|560px|Abb. 4: Monatliche Anzahl der untersuchten Extremereignisse und Anteil der Herkunftsgebiete feuchter Luftmassen im westlichen Mittelmeerraum]]
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Abb. 4 zeigt, dass die Bedeutung der einzelnen Herkunftsgebiete von Luftmassen mit hohem Wasserdampfgehalt je nach Jahreszeit wechselt. Im Herbst dominiert das Mittelmeer als Quelle, im Winter der Atlantik und im Sommer die Landmassen im Umkreis des Mittelmeeres. Deutlich wird an Abb. 4 auch, dass die von Insua-Costa (2022) ausgewählten 160 extremen Starkregenereignisse sich massiv auf den Herbst konzentrieren.<ref name="Insua-Costa 2022"/>

Die Erforschung der regionalen Quellen des Wasserdampfs der mediterranen Starkniederschläge und ihrer Transportbahnen hat nicht nur wissenschaftliche, sondern auch eine erhebliche praktische Bedeutung. Sie ermöglicht eine bessere Vorhersage von Extremereignissen und kann damit nicht zuletzt Menschenleben retten.<ref name="Dorrington 2024">Dorrington, J., M. Wenta, F. Grazzini et al. (2024): [https://doi.org/10.5194/nhess-24-2995-2024 Precursors and pathways: dynamically informed extreme event forecasting demonstrated on the historic Emilia-Romagna 2023 flood], Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2995–3012</ref>

== Starkregen und Hochwasser auf der Iberischen Halbinsel ==
=== [[Atmosphärische Flüsse]] und Kaltlufttropfen ===
In Spanien leben 2 Millionen Menschen an Orten mit einem hohen Überschwemmungsrisiko. Zwischen 2000 und 2020 verursachten Hochwasser 215 Todesfälle, vor allem in den mediterranen Küstenregionen. In der Region Valencia, die trotz geringer Jahresniederschläge zu den gefährdetsten Gebieten durch Hochwasser gehört, leben 600.000 Menschen in Gefahrengebieten durch Überflutungen, davon 30.000 in Gebieten mit einem hohen Risiko.<ref name="Olcina 2022">Olcina, J., Á.-F. Morote, and M. Hernández (2022): Teaching Floods in the Context of Climate Change with the Use of Official Cartographic Viewers (Spain). Water 14, no. 21: 3376. https://doi.org/10.3390/w14213376</ref>

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| [[Bild:Iberia cut-off low.jpg|thumb|340px|Abb. 5: Kaltlufttropfen über der westlichen Iberischen Halbinsel (blaue Ellipse), der zusammen mit einer südwestlichen Bodenströmung (hellblaue Pfeile) extreme Niederschläge über der Region Valencia (grünes Quadrat) produziert hat. Die Farbflächen geben die Windgeschwindigkeit in m/sec an, die schwarzen Konturen die geopotentielle Höhe von 200 hPa in m.]]||[[Bild:Küstenlandschaft O-Spanien.jpg|thumb|460px|Abb. 6: Küstenlandschaft um die Stadt Oliva in der Provinz Valencia: Küstengebirge zwingen feuchtwarme maritime Luft zum Aufsteigen und Abregnen.]]
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Die Iberische Halbinsel liegt zwischen der feuchten nordatlantischen Region und dem trockensten Gebiet des [[Subtropen|subtropisch]]en [[Hochdruckgebiet|Hochdruckgürtels]]. Die einzelnen Regionen der Iberischen Halbinsel werden daher zu verschiedenen Jahreszeiten sowohl von den feuchten atlantischen Fronten als auch von der trockenen Luft aus der Sahara, die auf dem Weg über das Mittelmeer aber oft viel Wasserdampf aufnimmt, beeinflusst, was zu großen regionalen Unterschieden führt. Der mittlere jährliche Niederschlag für Spanien beträgt 628 mm, bei allerdings erheblichen Unterschieden zwischen den Regionen. So erreichen beispielsweise am Cabo de Gata (Almeria, Südostspanien) die Niederschlagsmengen kaum 150 mm/Jahr, in Alicante 420 mm/Jahr und in Valencia kaum 500 mm/Jahr, während sie in der Stadt Rois (La Coruña, Nordostspanien) durchschnittlich 2959 mm/Jahr beträgt. Die niedrigen Werte im Osten und Südosten Spaniens sind sowohl durch den Einfluss der warmen und trockenen Luft aus der Sahara bedingt als auch durch die Hochlandgebiete und Gebirgszüge im Innern des Landes und das Azorenhoch, die die mediterrane Küstenzone vor den atlantischen Tiefdruckzellen abschirmen.<ref name="Eguibar 2021">Eguibar, M.Á., R. Porta-García, F.J. Torrijo & J. Garzón-Roca (2021): [https://doi.org/10.3390/w13212975 Flood Hazards in Flat Coastal Areas of the Eastern Iberian Peninsula: A Case Study in Oliva (Valencia, Spain)], Water 13, no. 21: 2975</ref>

[[Bild:Atmospheric river Iberia2001.jpg|thumb|540px|Abb. 7: Atmosphärischer Fluss von der Karibik zur Iberischen Halbinsel am 5.1.2001. Farbschattierung: Wasserdampfgehalt in kg/m<sup>2</sup>. ]]
In den letzten Jahrzehnten kam es trotz der geringen Jahresmittelwerte in den ostspanischen Regionen während einiger Starkregenereignisse zu den höchsten Niederschlägen in Europa. So wurden beispielsweise in nur einer Stunde am 19. Oktober 2018 in Vinarós (Castellón) 159 mm und am 23. September 2008 in Sueca (Valencia) 144,4 mm gemessen. Normalerweise treten derartige Niederschläge im Herbst (September bis November) auf, wenn die ersten Kaltfronten die Iberische Halbinsel vom nördlichen Atlantik her erreichen und das Mittelmeer noch aufgrund der Erwärmung im Sommer hohe Temperaturen aufweist.<ref name="Eguibar 2021"/> Untersuchungen von rund 900 Starkregenereignissen (>150 mm/h) zwischen 1950 und 2020 zeigen, dass das Aufeinandertreffen von Kaltluftzellen in der Höhe (Cut-Off Lows), die sich von planetaren Wellen abgelöst haben, und warm-feuchten Luftmassen aus östlichen und besonders südöstlichen Richtungen in tieferen atmosphärischen Schichten die entscheidenden Faktoren für heftige Niederschläge in der mediterranen Küstenregion Spaniens waren.<ref name="Miró 2022">Miró, J.J., M. Lemus-Canovas, R. Serrano-Notivoli et al. (2022): A component-based approximation for trend detection of intense rainfall in the Spanish Mediterranean coast, Weather Clim. Extremes, 38, 100513,https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212094722000925 </ref>

Die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer wird dabei durch thermische [[Konvektion]] und Küstengebirge zum Aufsteigen gebracht und trifft in der mittleren und oberen Troposphäre auf die bis zu -30 °C kalten Tiefdruckzellen, was in kurzer Zeit zu Niederschlägen führen kann, die einem Jahresniederschlag entsprechen. In den flachen Küstenregionen ereignen sich in solchen Fällen regelmäßig starke Überschwemmungen, die Schäden an Infrastrukturen, Industrieanlagen und Gebäuden verursachen und auch zu zahlreichen Todesfällen geführt haben.<ref name="Eguibar 2021"/> In der westlichen Iberischen Halbinsel kommt es zu Starkregenereignissen meistens durch zonale Strömungen wie [[Atmosphärische Flüsse]].<ref name="Claro 2023">Claro, A.M., A. Fonseca, H. Fraga, and J.A. Santos (2023):Susceptibility of Iberia to Extreme Precipitation and Aridity: A New High-Resolution Analysis over an Extended Historical Period, Water 15, no. 21: 3840. https://doi.org/10.3390/w15213840</ref>

Die Änderung von Starkniederschlägen an der spanischen Mittelmeerküste hängt nach Miro et al. (2022)<ref name="Miró 2022"/> u.a. mit der durch den Klimawandel bedingten Abnahme des Temperaturgegensatzes zwischen den [[Klimaänderungen in den Polargebieten|polaren]] und mittleren Breiten zusammen. Die Folge ist ein langsamerer [[Jetstream|Polarjet]], der dadurch mehr planetare Wellen ausbildet, die wiederum länger anhaltende gegensätzliche Wetterlagen zur Folge haben. Eine weitere Folge ist die Ablösung von Tiefdruckzellen bzw. Kaltlufttropfen in der höheren Troposphäre der mittleren Breiten mit einem Schwerpunkt über der westlichen Mittelmeerregion. Die Bildung solcher kalten Tiefdruckzellen soll in jüngster Zeit um 20% zugenommen haben. Modellstudien projizieren in diesem Zusammenhang für die nächsten Jahrzehnte in den mediterranen Küstengebieten Spaniens trotz einer Reduktion der jährlichen Niederschläge um 20-40% eine weitere Zunahme der Starkniederschläge.<ref name="Miró 2022"/> Starkniederschläge, an deren Entstehung Kaltlufttropfen beteiligt sind, könnten bis zum Ende des Jahrhunderts im nordöstlichen Spanien sogar um 61% zunehmen.<ref name="Ferreira 2021">Ferreira, R.N. (2021): [https://doi.org/10.3390/atmos12070835 Cut-Off Lows and Extreme Precipitation in Eastern Spain: Current and Future Climate], Atmosphere 12, no. 7: 835</ref>

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Valencia 2024 ====
Am 29. und 30. Oktober 2024 kam es in der Region Valencia zu extrem starken Niederschlägen sowie verheerenden Überschwemmungen und Sturzfluten. Der Katastrophe fielen mindestens 200 Menschen zum Opfer. Vielerorts fielen mehr als 300 mm Niederschlag, mehr als die Hälfte der Jahressumme. An der Wetterstation Chiva (Abb. 8) wurden sogar 491 mm in nur 8 Stunden gemessen, was etwa dem Niederschlag eines ganzen Jahres in der Region entspricht.<ref name="WMO 2024">WMO (2024): [https://wmo.int/media/news/devastating-rainfall-hits-spain-yet-another-flood-related-disaster Devastating rainfall hits Spain in yet another flood-related disaster]</ref> Im benachbarten Ort Turís wurde mit 184,6 mm/h der spanische Stunden-Rekord gebrochen.<ref name="ESSL 2024">European Severe Storms Laboratory (2024): [https://www.essl.org/cms/meteorological-analysis-of-extreme-flash-flood-situation-in-the-valencia-region/ Meteorological analysis of extreme flash flood situation in the Valencia region]</ref>
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Floods Spain 29.10.24.jpg|thumb|460px|Abb. 8: Niederschlagsmengen in l/m<sup>2</sup> am 29.10.2024 in der Provinz Valencia. Maximum in Chiva mit 491 l/m<sup>2</sup> in 8 Stunden, was dem Jahresmittel entspricht. ]]||[[Bild:Valencia flood 2024 cars.jpg|thumb|260px|Abb. 9: Durch Wassermassen zusammengeschobene PKWs in Paiporta (Valencia) am 30.10.2024.]]
|-
|}

Die Wetterlage war bestimmt durch isolierte Kaltluft in großer Höhe, die häufig im Herbst die Iberische Halbinsel aus polaren Regionen erreicht und einige Tage lang als Tiefdruckgebiet über der betroffenen Region rotiert. Dieser Kaltlufttropfen lag Ende Oktober 2024 über NW-Afrika und S-Spanien.<ref name="ESSL 2024"/> Das System erzeugte am Boden östliche Winde, die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer Richtung Küste transportieren. Hier wurde die Luft durch Küstengebirge und kältere Luft in der Höhe zum Aufsteigen veranlasst, kühlte sich ab, der Wasserdampf kondensierte, und es kam zu starken Niederschlägen. Valencia und Katalonien sind von solchen Ereignissen häufig betroffen. Etwa ein Drittel der stärksten Hochwasserkatastrophen standen hier in Verbindung mit Kaltlufttropfen in der mittleren und oberen Troposphäre.<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref>

Vorläufige Schätzungen ergeben, dass es sich bei den Starkniederschlägen Ende Oktober 2024 um ein Ereignis handelte, dass unter den gegenwärtigen Klimabedingungen (bei einer Erwärmung um 1,3 °C) einmal in 20 Jahren vorkommt und um 12% intensiver ausfällt als ohne den anthropogenen Klimawandel.<ref name="WWA 2024"/>

== Starkregen und Hochwasser in S-Frankreich ==
=== Hochwasser als wichtigste Naturkatastrophen ===
Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022">Nouaceur, Z., O. Murarescu & G.e Muratoreanu (2022): [https://doi.org/10.3390/geosciences12120447 Statistical Analysis of Heavy Rains and Floods around the French Mediterranean Basin over One Half a Century of Observations], Geosciences 12, no. 12: 447</ref>

Hochwasser in Südfrankreich gibt es hauptsächlich in den Monaten Oktober bis Dezember. Die Starkniederschläge haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen, vor allem die Häufigkeit kurzer Starkregenfälle. Die Hochwasserereignisse zeigen dagegen keinen Trend. Wahrscheinlicher Grund für das Ausbleiben von Hochwassertrends sind die höhere Verdunstung und die trockeneren Böden. Überschwemmungen nehmen nicht zwangsläufig mit der Zunahme extremer Niederschläge zu. Die zunehmend geringere Bodenfeuchtigkeit scheint dafür eine Erklärung zu sein.<ref name="Tramblay 2023">Tramblay, Y., P. Arnaud, G. Artigue (2023): [https://doi.org/10.5194/hess-27-2973-2023 Changes in Mediterranean flood processes and seasonality], Hydrol. Earth Syst. Sci., 27, 2973–2987</ref>

Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022"/>

=== Einzelne Ereignisse ===
[[Bild:Aude-2018-moisture.jpg|thumb|460px|Abb. 10: Wasserdampftransport über dem Mittelmeer (gestrichelte rote Linie) und von den Resten des Hurrikans Leslie (rote Linie). Braune Linien: geopotentielle Meter bei 925 hPa. Blaue Farbtöne: Wasserdampfgehalt der Luft in g/kg. Durch Pfeile und Beschriftung ergänzt.]]
==== Departement Aude 2018 (S-Frankreich) ====
In der Nacht vom 14. zum 15. Oktober 2018 erlebte das Département Aude ein verheerendes Hochwasser, dem 15 Menschen zum Opfer fielen und durch das 7000 Häuser überflutet wurden. Vorausgegangen waren intensive Niederschläge in benachbarten Gebieten, durch die z.B. auf Mallorca 13 Todesopfer zu beklagen waren.<ref name="Caumont 2021">Caumont, O., M. Mandement, F Bouttier et al. (2021): [https://nhess.copernicus.org/articles/21/1135/2021/nhess-21-1135-2021.html The heavy precipitation event of 14–15 October 2018 in the Aude catchment: a meteorological study based on operational numerical weather prediction systems and standard and personal observations], NHESS 21, 1135–1157</ref> Die Sachschäden beliefen sich auf 325 Mio. Euro. Die Starkniederschläge im südfranzösischen Department Aude erreichten ca. 200 mm in 11 Stunden, mit örtlichen Spitzen von 295 mm in 11 Stunden und 110 mm in 2 Stunden.<ref name="Mandement 2021">Mandement, M. and O. Caumont (2021): [https://doi.org/10.5194/wcd-2-795-2021 A numerical study to investigate the roles of former Hurricane Leslie, orography and evaporative cooling in the 2018 Aude heavy-precipitation event], Weather Clim. Dynam., 2, 795–818</ref>

Eine Besonderheit der Niederschlagsereignisse war die Beteiligung von Resten eines Hurrikans mit dem Namen Leslie, der sich auf dem tropischen Nordatlantik entwickelt hatte und mit 175 km/h als zweiter tropischer Wirbelsturm seit 1842 auf die portugiesische Küste traf. Gleichzeitig wurden sehr feuchte Luftmassen aus dem Wirbelsturmtief nach Osten und Nordosten transportiert, die eine quasistationäre Kaltfront über Südwestfrankreich verstärkten. Dabei entstanden heftige Gewitter mit starken Regenschauern und schweren Stürmen. Eine weitere Feuchtigkeitsquelle war das westliche Mittelmeer durch eine starke Verdunstung. Die dabei entstandenen feuchtwarmen Luftmassen wurden am östlichen Ende der Pyrenäen zum Aufsteigen gezwungen und bewegten sich in Richtung des Aude-Einzugsgebiets. Hier stießen sie auf die Kaltluft vom Atlantik, die sie zu verstärkter Konvektion veranlasste (Abb. 10).<ref name="Caumont 2021"/>

== Starkregen und Hochwasser in Italien ==
=== Allgemeine Prozesse ===
[[Bild:Gulf Genua MCS mechanism.jpg|thumb|560px|Abb. 11: Wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind.]]
Die italienische Halbinsel ist gegenüber Naturkatastrophen durch Starkniederschläge besonders exponiert. Entscheidende Faktoren sind die steilen Hänge der Alpen und des Apennins in unmittelbarere Nähe zum Mittelmeer sowie das Mittelmeer selbst, das als Feuchte- und Wärmequelle fungiert (Abb. 11). Sie bestimmen die Konvergenz und den Auftrieb von feuchten und instabilen Luftmassen, die die Konvektion über Italien und die umgebenden Meere antreiben. Hinzu kommt, dass Starkniederschläge in den kleinen Flusstälern mit ihren steilen Hängen in relativ kurzer Zeit verheerende Überschwemmungen anrichten können.<ref name="Miglietta 2022"/>

Besonders starke Auswirkungen haben größere Gewitterkomplexe, die aus mehreren einzelnen Gewitterzellen entstehen, die sich zusammenschließen und sog. mesoskalige konvektive Systeme<ref>DWD: Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=692600&lv2=101640 Mesoskaliges konvektives System (MCS)]</ref> bilden. In der Nähe von Gebirgshängen können Starkregenereignisse durch orographische Anhebung von feuchten Luftmassen entstehen, die sich dabei abkühlen und ausregnen. Das Abkühlen von warmer Luft kann aber auch durch das Zusammentreffen mit kalten Höhentiefs, die vom Atlantik und Westeuropa heranziehen, hervorgerufen werden. Auch kalte Luft am Boden, sog. cold pools<ref name="DMG 2021">Deutsche Meteorologische Gesellschaft (2021): [https://www.dmg-ev.de/2021/08/25/was-ist-ein-cold-pool/ Cold Pool – Was ist ein Cold Pool?]</ref>, kommt als Auslöser von Abkühlung warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage. Sie können z.B. über dem Mittelmeer durch Verdunstung von Niederschlag unter Gewitterwolken entstehen. Die dabei gebildete kalte und schwere Luft eines cold pools breitet sich als Kaltluftsee unter den Regenwolken aus und bewirkt eine Anhebung angrenzender leichterer und wärmerer Luftmassen, was zu erneuter Wolkenbildung und Regen führen kann.<ref name="Miglietta 2022"/>

Abb. 11 zeigt einige wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind. Die orangenen Pfeile stehen für das Vordringen von feuchten und warmen Luftmassen nach Norden. Dabei kann es sich ursprünglich um einen Schirokko handeln, der aus Nordafrika heiße Luft über das Mittelmeer treibt, die dabei viel Wasserdampf aufnimmt. Diese heißen Luftmassen stoßen im Osten über die Adria und die Poebene auf die Alpenfront, im Westen über das Tyrrhenische und Ligurische Meer auf die Südränder von Westalpen und Apennin. Im Osten wird die warmfeuchte Luft durch die Alpenfront nach Westen umgelenkt. Dabei kann es zur Anhebung der warm-feuchten Luft durch die Ausläufer der Alpen kommen, wobei Abkühlung und Kondensation Starkniederschläge erzeugen. Durch die Westalpen werden die inzwischen abgekühlten Luftströmungen nach Süden abgelenkt, wo sie über die niedrigsten Bereiche des Ligurischen Apennin das Mittelmeer erreichen. Hier stoßen sie auf warme und feuchte Luftmassen, die durch die schwere und kühlere Luft aus dem Alpenraum zur Konvektion bzw. zum Aufsteigen, sich Abkühlen und eventuell zu starken Niederschlägen veranlasst wird.<ref name="Miglietta 2022"/>
[[Bild:Water vapour flow Alex.jpg|thumb|560px|Abb. 12: Wasserdampftransport über den Atlantik als Teil der Entstehung des Sturmtiefs Alex über Westeuropa und Norditalien ]]
[[Bild:Emilia-Romagna flood May2023.jpg|thumb|560px|Abb. 13: Hochwasser in der italienischen Region Emilia-Romagna: überschwemmte Wohn- und Gewerbegebiete]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Alex 2020 ====
Das Sturmtief Alex richtete im Oktober 2020 in Frankreich, den westlichen Alpen und besonders in Italien durch Rekordniederschläge starke Zerstörungen an. Es bildete sich über dem Nordatlantik und zog über Frankreich, Großbritannien und die Iberische Halbinsel nach Osten (Abb. 12). Der Transport von Wasserdampf über den Nordatlantik von der Ostküste Nordamerikas bis Westeuropa vollzog sich in Form eines atmosphärischen Flusses.<ref name="Grazzini 2024">Grazzini, F., J. Dorrington, C.M. Gramset et al. (2024): [https://doi.org/10.1002/qj.4755 Improving forecasts of precipitation extremes over northern and central Italy using machine learning]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 150(762), 3167–3181</ref> Am Alpenrand trafen die kühlen und feuchten Luftmassen auf sehr warme und feuchte Luft vom Mittelmeer, die dadurch abkühlten. An den Meeralpen und Ligurischen Alpen kam es durch Anhebung zu weiterer Abkühlung und heftigen Niederschlägen von über 600 mm in 24 Stunden und Gewittern über Nordwestitalien, die durch Überflutungen Straßen, Brücken und Gebäude zerstörten. Viele Regionen verzeichneten Rekordhochwasser an zahlreichen Flüssen und Überschwemmungen ganzer Landstriche.<ref name="Wikipedia 2024">Wikipedia (2024): [https://de.wikipedia.org/wiki/Alpenhochwasser_2020 Alpenhochwasser 2020]</ref>

==== Starkniederschläge in der Emilia-Romagna 2023 ====
Im Mai 2023 kam es in der italienischen Provinz Emilia-Romagna zu gewaltigen Starkniederschläge, die als das regenreichste Ereignis dieser Art in Norditalien eingestuft wurden. Die Wiederkehrperiode wurde auf 200 Jahre bzw. eine Wahrscheinlichkeit des Eintretens von 0,5% geschätzt. Die Stationsdaten der Region zeigen dennoch keinen Trend vergleichbarer Ereignisse und damit keinen Einfluss des Klimawandels. Das Extremereignis bestand aus drei aufeinander folgenden Starkregenereignissen, auf die extreme Hochwasser folgten. Örtlich fielen an zwei Tagen 190 mm Niederschlag, einige Flüsse stiegen um 10 m in 24 Stunden an, und es kam zu Dammbrüchen, Überflutungen von Deichen und zahlreichen Erdrutschen. Insgesamt wurden 15 Menschen getötet. Das Hochwasserereignis war nicht zuletzt durch die Jahreszeit außergewöhnlich, da die meisten Starkregenereignisse in der Region wie im gesamten Mittelmeer im Herbst und Winter geschehen.<ref name="Barnes 2023">Barnes, C., D. Faranda, E. Coppola et al. (2023): [https://doi.org/10.25561/104550 Limited net role for climate change in heavy spring rainfall in Emilia-Romagna]</ref>

Die Regenfälle wurden durch drei unterschiedliche Tiefdrucksysteme über dem Tyrrhenischen Meer verursacht, die mit einem nordöstlichen Wind entlang der adriatischen Seite des Apennins interagierten. Dadurch wurden feuchte Luftmassen angehoben, kühlten sich ab, der Wasserdampf kondensierte und es begann stark zu regnen. Durch die andauernden Niederschläge war der Boden bald gesättigt, und das Wasser floss unmittelbar in die Flüsse, von wo es sich auf angrenzende Landfläche ausbreitete (Abb. 13). Die Wasseraufnahmekapazität der Böden war zudem auch deshalb begrenzt, weil Nord-Italien über zwei Jahre davor aufgrund geringer Schneefälle in den Alpen, Dolomiten und Apennin unter einer schweren Dürre gelitten hatte, wodurch die Böden verdichteten und das Versickern von Niederschlag behinderten.<ref name="Barnes 2023"/>

== Starkregen und Hochwasser im östlichen Mittelmeerraum ==
=== Überblick ===
[[Bild:Flash-floods-fatalities-E-Med dt.jpg|thumb|560px|Abb. 14: Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum mit mehr als 10 Todesfällen (blaue Säulen), Anzahl der Todesfälle (gelbe Kurve) pro 10 Jahre. Gestrichelte Linien: lineare Trends. Übersetzt.]]
Starkregenereignisse sind im östlichen Mittelmeer verbunden mit einer Vielfalt an Wetterlagen mit unterschiedlicher Niederschlagsergiebigkeit, Intensität und Ausdehnung verschiedener Herkunft der Feuchtigkeit. Viele der heftigen Niederschläge sind mit Tiefdruckzellen über Zypern verbunden. Insgesamt stammt die Feuchtigkeit jedoch aus einem großen Einzugsgebiet. So sind neben dem Zypern-Tief Tiefdruckzellen über dem Roten Meer von Bedeutung, die Feuchtigkeit bis ins östliche Mittelmeer transportieren können und Starkregen vor allem im Herbst hervorrufen. Trotz ihrer Seltenheit sind diese Tiefs für 38% der Sturzfluten in semiariden und ariden Regionen der Levante verantwortlich. Störungen des Subtropischen Jetstreams können über Atmosphärische Flüsse Feuchtigkeit aus den äquatorialen Regionen in Richtung östliches Mittelmeer veranlassen, die intensive Regenfälle über mehrere Tage bewirken. In seltenen Fällen, aber umso folgenreicher sind Medicanes für extreme Niederschläge verantwortlich, bei denen es sich um Wirbelstürme handelt, die einige Eigenschaften mit den tropischen Hurrikanen teilen. In manchen Regionen sind an 2-5% der Tage mit Starkniederschlägen Medicanes beteiligt.<ref name="Hochman 2022">Hochman, A., F. Marra, G. Messori et al. (2022): [https://doi.org/10.5194/esd-13-749-2022 Extreme weather and societal impacts in the eastern Mediterranean], Earth Syst. Dynam., 13, 749–777</ref>

Während sich Starkniederschläge im westlichen Mittelmeerraum zu 60% vor allem im Herbst ereignen, ist ihre Hauptsaison im östlichen Mittelmeerraum mit über 70% der Winter.<ref name="Mastrantonas 2021">Mastrantonas, N., P. Herrera-Lormendez, L. Magnusson et al. (2021): [https://doi.org/10.1002/joc.6985 Extreme precipitation events in the Mediterranean: Spatiotemporal characteristics and connection to large-scale atmospheric flow patterns], Int. J. Climatol., 41, 2710–2728</ref> So kam es in Griechenland in der Periode 2012-2018 hauptsächlich im Winterhalbjahr zwischen Oktober und April als Folge von extremen Niederschlägen zu Hochwasserereignissen. Der Februar war mit einem Anteil von ca. 25% an den jährlichen Hochwasserereignissen der Monat mit den meisten extremen Überschwemmungen.<ref name="Tolika 2023">Tolika, K., C. Skoulikaris (2023): [https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161217 Atmospheric circulation types and floods'occurrence; a thorough analysis over Greece], Sci. Total Environ. 865</ref>

Eine wichtige Rolle spielen Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum (Abb. 14). Dabei handelt es sich um plötzlich einsetzende Hochwasserereignisse, die durch kurze, aber sehr intensive Niederschläge mit zumeist konvektivem Ursprung hervorgerufen werden. Neben den meteorologischen Bedingungen spielen die häufig engen Gebirgs- und Flusstäler, die vielfach durch Straßen und Bauten eingeengt sind, eine entscheidende Rolle. Sturzfluten bilden sich hauptsächlich in kleineren Flusseinzugsgebieten von weniger als 1000 km<sup>2</sup>. Im Zeitraum 1882-2021 hat es im östlichen Mittelmeerraum (einschließlich Italien) 132 Sturzfluten mit mehr als 10 Todesopfern gegeben. Die gesamte Opferzahl solcher Sturzfluten belief sich auf 6974 Todesfälle, mit 10 bis 598 Todesfällen pro Ereignis. Die meisten Hochwasserereignisse mit mehr als 10 Todesopfern hatten Italien (51), die Türkei (35), Ägypten (14) und Griechenland (12) zu verzeichnen. Saisonal gab es die meisten Extremereignisse im Herbst, mit 40% aller Ereignisse im Oktober und November. Die Anzahl der Extremereignisse pro 10 Jahre hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen (Abb. 14).<ref name="Diakakis 2023">Diakakis, M., K. Papagiannaki & Meletis Fouskaris (2023): [https://doi.org/10.3390/w15010119 The Occurrence of Catastrophic Multiple-Fatality Flash Floods in the Eastern Mediterranean Region], Water 15, no. 1: 119</ref>

[[Bild:Daniel Sept 2023 precipitation.jpg|thumb|560px|Abb. 15: Akkumulierte Niederschläge vom 3.bis 8. September 2023 durch das Sturmtief Daniel in der Region Thessalien.]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Daniel in Griechenland ====
Das Sturmtief Daniel, aus dem später ein Medicane wurde, der Teile Libyens verwüstete, hat am 3.-8. September 2023 in Zentral-Griechenland historische Starkregen verursacht. In der Region Thessalien wurden 1150 km2 überschwemmt. Davon waren ca. 820 km<sup>2</sup> bzw. 70% landwirtschaftliche Fläche. Das Sturmtief Daniel folgte auf Wochen, die durch Dürre, Waldbrände und intensive Hitze gekennzeichnet waren. Den Hochwassern fielen 17 Menschen zum Opfer, und die Sachschäden beliefen sich auf Milliarden von Euro. Die thessalische Ebene ist die wichtigste landwirtschaftliche Region Griechenlands, der „Brotkorb“ des Landes. Fast 70% der Baumwollernte wurde zerstört, ebenso war der Weizenanbau stark betroffen. Die landwirtschaftliche Gesamtproduktion ging um 50-60% zurück.<ref name="He 2024">He, K., Q. Yang, X. Shen et al. (2024): Brief communication: Storm Daniel flood impact in Greece in 2023: mapping crop and livestock exposure from synthetic-aperture radar (SAR), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2375–2382, https://doi.org/10.5194/nhess-24-2375-2024</ref> Etwa 200.000 Nutztiere ertranken in den Fluten. In den landwirtschaftlichen Gebieten machten zudem dicke Schlammschichten die Böden für mehrere Jahre unfruchtbar.<ref name="Matzarakis 2024">Matzarakis, A. (2024): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/griechenland-2023-hitze-hochwasser/ Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: J. L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05</ref>

Während des Sturmtiefs Daniel gab es über Europa eine stationäre Omegalage mit einem Hochdruckgebiet über Deutschland und zwei Tiefs über Spanien und Griechenland. Die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen sorgten für eine hohe Verdunstung und sehr viel Wasserdampf in der Luft. Für Griechenland wurde mit Extremniederschlägen von 500-1500 mm gerechnet. Tatsächlich fielen in zahlreichen Regionen in 12 Stunden so viele Niederschläge wie in Athen in einem Jahr und mehr. So gab es in dem Ort Zagora einen Niederschlag von 754 in 18 Stunden und damit einen neuen griechischen Rekord.<ref name="Matzarakis 2024"/>

== Starkregen und Hochwasserkatastrophen durch Medicanes ==
Alle Hochwasserkatastrophen der letzten Jahrzehnte wurden in ihren Folgen bei weitem übertroffen von dem [[Medicanes|Medicane]] Daniel, der sich im September 2023 auf dem Weg von Griechenland nach Nordafrika aus dem Sturmtief Daniel entwickelt hat und am 10. September auf die lybische Küste traf.
* '''Hauptartikel: [[Medicanes]]'''

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Vogel, R. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16350 Wie beeinflusst die Verdunstung von Regen das Klima und die Wetterextreme?] In: J.L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 105-108. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.19 [über Kaltluftseen bzw. cold pools]
* Matzarakis, A. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16321 Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/ Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen]. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05

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|ähnlich wie=Starkregen und Hochwasser in Südasien
}}

Starkregen und Hochwasser im Mittelmeerraum

2024-12-28T15:01:00Z

Anja: /* Starkniederschläge in der Emilia-Romagna 2023 */

[[Bild:Flood fatalities Med 1980-2023.jpg|thumb|660px|Anzahl der Todesopfert durch Flutkatastrophen in mediterranen EU-Ländern 1980-2023 ]]
== Niederschläge im Mittelmeerraum ==
Der Mittelmeerraum gilt als Hotspot des Klimawandels. Dabei wird vor allem an [[Hitzewellen im Mittelmeerraum|Hitzewellen]] und [[Dürren im Mittelmeerraum|Dürren]] gedacht.<ref name="IPCC 2022">IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 4: Mediterranean Region, FAQ CCP4.1</ref> So zeigen Untersuchungen über die [[Änderung_der_Klimazonen|Verschiebung der Klimazonen]] durch den menschengemachten [[Klimawandel]], dass die Region zunehmend unter den Einfluss des trockenen subtropischen Klimas gerät.<ref name="Cui 2021">Cui, D., S. Liang & D. Wang (2021): [https://doi.org/10.1002/wcc.701 Observed and projected changes in global climate zones based on Köppen climate classification]. WIREs Climate Change, 12(3)</ref> Dennoch kommt es in verschiedenen Gebieten immer wieder auch zu extremen Niederschlags- und Hochwasserereignissen, wie im Oktober 2024 die Überflutungen mit weit über 200 Toten im Raum Valencia im Osten Spaniens<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref> und ein Jahr zuvor die gewaltigen Überflutungen mit 10.000 bis 20.000 Opfern in Libyen gezeigt haben.<ref name="Zachariah 2023">Zachariah, M., V. Kotroni, L. Kostas et al. (2023): [https://www.worldweatherattribution.org/interplay-of-climate-change-exacerbated-rainfall-exposure-and-vulnerability-led-to-widespread-impacts-in-the-mediterranean-region/ Interplay of climate change-exacerbated rainfall, exposure and vulnerability led to widespread impacts in the Mediterranean region]</ref>
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| [[Bild:Mediterranean trend 1980-2018.jpg|thumb|460px|Abb. 1: Regionale Niederschlagsänderungen in mm/Tag 1980-2018]]||[[Bild:SW-EU precipitation1979-2023.jpg|thumb|560px|Abb. 2: Niederschlag in mm pro Tag 1979-2023 in SW-Europa ]]
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Die Jahresmittelwerte der [[Klimaänderungen_im_Mittelmeerraum#Niederschläge|Niederschläge im Mittelmeerraum]] weisen über längere Zeiträume keine eindeutigen Trends auf. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts ergeben sich leichte Rückgänge, seit 1980 dagegen regional unterschiedliche Entwicklungen (Abb. 1). Die mittleren jährlichen Niederschläge z.B. des nordwestlichen Mittelmeerraumes (SW-Europa) haben sich in den letzten vier Jahrzehnten kaum verändert (Abb. 2),<ref name="C3S 2023">Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/precipitation-relative-humidity-and-soil-moisture-june-2023 Precipitation, relative humidity and soil moisture for June 2023]</ref> in Italien sind sie dagegen deutlich zurückgegangen.<ref name="MedECC 2020">MedECC (2020): [https://www.medecc.org/first-mediterranean-assessment-report-mar1 Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future]. First Mediterranean Assessment Report</ref> Die ausgeprägten [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Schwankungen]] über Dekaden lassen einen Einfluss durch die [[Treibhausgasemissionen|Emission von Treibhausgasen]] kaum erkennen. [[Klimamodelle|Klimamodellrechnungen]] zeigen dagegen einen deutlichen [[Klimaprojektionen_Mittelmeerraum#Änderungen_der_Niederschläge|Rückgang der Niederschläge bis zum Ende des 21. Jahrhunderts]].<ref name="MedECC 2020"/>

== Starkregen und seine Entstehung ==
[[Starkniederschläge und Hochwasser|Extreme Starkregenereignisse]] mit 800 mm Niederschlag an einem Tag mit bis zu 1000 Toten und damit verbundenen Überflutungen sind die gefährlichsten meteorologischen Katastrophen, die die Mittelmeerländer in Hinsicht auf [[Schäden durch Wetterextreme|Todesfälle und Sachschäden]] betreffen.<ref name="Insua-Costa 2022">Insua-Costa, D., M. Senande-Rivera, M.C. Llasat et al. (2022): [https://doi.org/10.1038/s41612-022-00234-w A global perspective on western Mediterranean precipitation extremes]. npj Clim Atmos Sci 5, 9.</ref> Sie treten oft im Herbst auf, wenn das noch warme Mittelmeer als Wärme- und Feuchtigkeitsquelle fungiert und die [[Wasserdampf|wasserdampfgesättigten Luftmassen]] durch starke Winde Richtung Land getrieben werden und sich an den Hängen der Küstenregionen abregnen. Dabei spielen neben der topographischen Anhebung auch thermische Konvektion und das Zusammentreffen mit kühleren Höhentiefs und Kaltlufttropfen<ref>DWD, Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=101396&lv2=101334 Kaltlufttropfen]</ref> (Cut-Off lows) in der mittleren und oberen [[Troposphäre]] eine wichtige Rolle.<ref name="Khodayar 2021">Khodayar, S., S. Davolio, P. Di Girolamo et al. (2021): [https://doi.org/10.5194/acp-21-17051-2021 Overview towards improved understanding of the mechanisms leading to heavy precipitation in the western Mediterranean: lessons learned from HyMeX], Atmospheric Chemistry and Physics 212, 22</ref> Auch kalte Luft am Boden (sog. cold pools), die z.B. über dem Mittelmeer durch [[Verdunstung]] von Niederschlag entsteht, kommt als Ursache von Abkühlung beim Zusammentreffen (Konvergenz) mit warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage.<ref name="Miglietta 2022">Miglietta, M.M. & S. Davolio (2022): [https://doi.org/10.5194/hess-26-627-2022 Dynamical forcings in heavy precipitation events over Italy: lessons from the HyMeX SOP1 campaign], Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 627–646</ref>

In den vielen Fällen sind [[Konvektion|konvektive]] Systeme, d.h. aufsteigende Luftmassen, für den starken Niederschlag verantwortlich, wenn die Luft genügend erwärmt und mit [[Wasserdampf]] gesättigt ist. Sie speisen sich größtenteils aus warm-feuchten Luftmassen, die über das Mittelmeer von Süden nach Norden ziehen und dort auf kühlere Luft oder Gebirgshänge stoßen. Außer der Konvektion spielt aber auch die Advektion, der horizontal Transport, z.B. von atlantischen Störungen, insbesondere für die Iberische Halbinsel eine Rolle.<ref name="Gonzalez-Hidalgo 2023">Gonzalez-Hidalgo, J.C., S. Beguería, D. Peña-Angulo et al. (2023): [https://doi.org/10.1002/joc.8060 MOPREDAS_century database and precipitation trends in mainland Spain, 1916–2020]. International Journal of Climatology, 43, 3828–3840</ref> Traditionell werden als Quellen für den Wasserdampf der [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckzellen]] die starke Erwärmung des Mittelmeers, das im Spätsommer Temperaturen von bis zu 30 °C erreichen kann, und die daraus folgende Verdunstung gesehen. Untersuchungen von 160 extremen Starkregenereignissen im westlichen und zentralen Mittelmeerrum über den Zeitraum 1980-2015 zeigen, dass das ein zu einfaches Bild ist.<ref name="Insua-Costa 2022"/>
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| [[Bild:Mediterran-water-vapour-sources.jpg|thumb|860px|Abb. 3: Herkunft und Zugbahnen feuchter Luftmassen, die zu den katastrophalen Niederschlägen in der südfranzösischen Provinz Var am 15. Juni 2020 beigetragen haben. ]]
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Das Mittelmeer ist nach Insua-Costa (2022)<ref name="Insua-Costa 2022"/> mit 35% die wichtigste Wasserdampfquelle für Starkregenereignisse in der Region; andere Autoren geben 40% an.<ref name="Miglietta 2022"/><ref name="Khodayar 2021"/> Die Luftfeuchtigkeit stammt vor allem dann aus dem Mittelmeer, wenn 3-4 Tage vor dem Extremereignis [[Hochdruckgebiet|Hochdruck]]wetter herrscht und die Verdunstung antreibt.<ref name="Miglietta 2022"/> Nach dem Mittelmeer als Wasserdampfquelle folgt der Nordatlantik mit 25%. Und an dritter Stelle folgen mit 10% die Landgebiete um das Mittelmeer herum, einschließlich des europäischen Kontinents, sowie an vierter Stelle der [[Tropen|tropisch]]e Atlantik mit ebenfalls rund 10%. Weitere Feuchtigkeitsquellen für die Niederschläge können 1000 und mehr km jenseits der Mittelmeerregion liegen, bis hin zum Pazifik. Die atlantischen Tiefdruckgebiete erreichen den Mittelmeerraum von Westen bzw. Südwesten. Vielfach gelangen die Tiefs auch über das Innere des afrikanischen Kontinents in die mediterrane Region, wobei die feuchte Luft teilweise auch aus dem Südatlantik oder sogar Südamerika stammen kann (Abb. 3).<ref name="Insua-Costa 2022"/> Bei dem Transport von feuchter Luft aus entfernten Regionen wie etwa den [[Tropen]] spielen, wie in jüngster Zeit festgestellt wurde, [[Atmosphärische Flüsse|atmosphärische Flüsse]] eine wichtige Rolle. Dabei handelt es sich um relativ schmale feuchtegesättigte Luftströmungen in 1 bis 2,5 km Höhe mit einer Breite von etwa 500 km und einer Länge von rund 2000 km, die auch als "Wasserdampfförderbänder" bezeichnet werden und sich von den Tropen und Subtropen bis in mittlere Breiten bewegen können.<ref name="DWD 2023">DWD (2023): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema%20des%20tages/2023/1/11.html Was sind Atmosphärische Flüsse?]</ref>
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| [[Bild:W-Med events moisture-source.jpg|thumb|560px|Abb. 4: Monatliche Anzahl der untersuchten Extremereignisse und Anteil der Herkunftsgebiete feuchter Luftmassen im westlichen Mittelmeerraum]]
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Abb. 4 zeigt, dass die Bedeutung der einzelnen Herkunftsgebiete von Luftmassen mit hohem Wasserdampfgehalt je nach Jahreszeit wechselt. Im Herbst dominiert das Mittelmeer als Quelle, im Winter der Atlantik und im Sommer die Landmassen im Umkreis des Mittelmeeres. Deutlich wird an Abb. 4 auch, dass die von Insua-Costa (2022) ausgewählten 160 extremen Starkregenereignisse sich massiv auf den Herbst konzentrieren.<ref name="Insua-Costa 2022"/>

Die Erforschung der regionalen Quellen des Wasserdampfs der mediterranen Starkniederschläge und ihrer Transportbahnen hat nicht nur wissenschaftliche, sondern auch eine erhebliche praktische Bedeutung. Sie ermöglicht eine bessere Vorhersage von Extremereignissen und kann damit nicht zuletzt Menschenleben retten.<ref name="Dorrington 2024">Dorrington, J., M. Wenta, F. Grazzini et al. (2024): [https://doi.org/10.5194/nhess-24-2995-2024 Precursors and pathways: dynamically informed extreme event forecasting demonstrated on the historic Emilia-Romagna 2023 flood], Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2995–3012</ref>

== Starkregen und Hochwasser auf der Iberischen Halbinsel ==
=== [[Atmosphärische Flüsse]] und Kaltlufttropfen ===
In Spanien leben 2 Millionen Menschen an Orten mit einem hohen Überschwemmungsrisiko. Zwischen 2000 und 2020 verursachten Hochwasser 215 Todesfälle, vor allem in den mediterranen Küstenregionen. In der Region Valencia, die trotz geringer Jahresniederschläge zu den gefährdetsten Gebieten durch Hochwasser gehört, leben 600.000 Menschen in Gefahrengebieten durch Überflutungen, davon 30.000 in Gebieten mit einem hohen Risiko.<ref name="Olcina 2022">Olcina, J., Á.-F. Morote, and M. Hernández (2022): Teaching Floods in the Context of Climate Change with the Use of Official Cartographic Viewers (Spain). Water 14, no. 21: 3376. https://doi.org/10.3390/w14213376</ref>

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| [[Bild:Iberia cut-off low.jpg|thumb|340px|Abb. 5: Kaltlufttropfen über der westlichen Iberischen Halbinsel (blaue Ellipse), der zusammen mit einer südwestlichen Bodenströmung (hellblaue Pfeile) extreme Niederschläge über der Region Valencia (grünes Quadrat) produziert hat. Die Farbflächen geben die Windgeschwindigkeit in m/sec an, die schwarzen Konturen die geopotentielle Höhe von 200 hPa in m.]]||[[Bild:Küstenlandschaft O-Spanien.jpg|thumb|460px|Abb. 6: Küstenlandschaft um die Stadt Oliva in der Provinz Valencia: Küstengebirge zwingen feuchtwarme maritime Luft zum Aufsteigen und Abregnen.]]
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Die Iberische Halbinsel liegt zwischen der feuchten nordatlantischen Region und dem trockensten Gebiet des [[Subtropen|subtropisch]]en [[Hochdruckgebiet|Hochdruckgürtels]]. Die einzelnen Regionen der Iberischen Halbinsel werden daher zu verschiedenen Jahreszeiten sowohl von den feuchten atlantischen Fronten als auch von der trockenen Luft aus der Sahara, die auf dem Weg über das Mittelmeer aber oft viel Wasserdampf aufnimmt, beeinflusst, was zu großen regionalen Unterschieden führt. Der mittlere jährliche Niederschlag für Spanien beträgt 628 mm, bei allerdings erheblichen Unterschieden zwischen den Regionen. So erreichen beispielsweise am Cabo de Gata (Almeria, Südostspanien) die Niederschlagsmengen kaum 150 mm/Jahr, in Alicante 420 mm/Jahr und in Valencia kaum 500 mm/Jahr, während sie in der Stadt Rois (La Coruña, Nordostspanien) durchschnittlich 2959 mm/Jahr beträgt. Die niedrigen Werte im Osten und Südosten Spaniens sind sowohl durch den Einfluss der warmen und trockenen Luft aus der Sahara bedingt als auch durch die Hochlandgebiete und Gebirgszüge im Innern des Landes und das Azorenhoch, die die mediterrane Küstenzone vor den atlantischen Tiefdruckzellen abschirmen.<ref name="Eguibar 2021">Eguibar, M.Á., R. Porta-García, F.J. Torrijo & J. Garzón-Roca (2021): [https://doi.org/10.3390/w13212975 Flood Hazards in Flat Coastal Areas of the Eastern Iberian Peninsula: A Case Study in Oliva (Valencia, Spain)], Water 13, no. 21: 2975</ref>

[[Bild:Atmospheric river Iberia2001.jpg|thumb|540px|Abb. 7: Atmosphärischer Fluss von der Karibik zur Iberischen Halbinsel am 5.1.2001. Farbschattierung: Wasserdampfgehalt in kg/m<sup>2</sup>. ]]
In den letzten Jahrzehnten kam es trotz der geringen Jahresmittelwerte in den ostspanischen Regionen während einiger Starkregenereignisse zu den höchsten Niederschlägen in Europa. So wurden beispielsweise in nur einer Stunde am 19. Oktober 2018 in Vinarós (Castellón) 159 mm und am 23. September 2008 in Sueca (Valencia) 144,4 mm gemessen. Normalerweise treten derartige Niederschläge im Herbst (September bis November) auf, wenn die ersten Kaltfronten die Iberische Halbinsel vom nördlichen Atlantik her erreichen und das Mittelmeer noch aufgrund der Erwärmung im Sommer hohe Temperaturen aufweist.<ref name="Eguibar 2021"/> Untersuchungen von rund 900 Starkregenereignissen (>150 mm/h) zwischen 1950 und 2020 zeigen, dass das Aufeinandertreffen von Kaltluftzellen in der Höhe (Cut-Off Lows), die sich von planetaren Wellen abgelöst haben, und warm-feuchten Luftmassen aus östlichen und besonders südöstlichen Richtungen in tieferen atmosphärischen Schichten die entscheidenden Faktoren für heftige Niederschläge in der mediterranen Küstenregion Spaniens waren.<ref name="Miró 2022">Miró, J.J., M. Lemus-Canovas, R. Serrano-Notivoli et al. (2022): A component-based approximation for trend detection of intense rainfall in the Spanish Mediterranean coast, Weather Clim. Extremes, 38, 100513, https://doi.org/10.1002/qj.3803 </ref>

Die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer wird dabei durch thermische [[Konvektion]] und Küstengebirge zum Aufsteigen gebracht und trifft in der mittleren und oberen Troposphäre auf die bis zu -30 °C kalten Tiefdruckzellen, was in kurzer Zeit zu Niederschlägen führen kann, die einem Jahresniederschlag entsprechen. In den flachen Küstenregionen ereignen sich in solchen Fällen regelmäßig starke Überschwemmungen, die Schäden an Infrastrukturen, Industrieanlagen und Gebäuden verursachen und auch zu zahlreichen Todesfällen geführt haben.<ref name="Eguibar 2021"/> In der westlichen Iberischen Halbinsel kommt es zu Starkregenereignissen meistens durch zonale Strömungen wie [[Atmosphärische Flüsse]].<ref name="Claro 2023">Claro, A.M., A. Fonseca, H. Fraga, and J.A. Santos (2023):Susceptibility of Iberia to Extreme Precipitation and Aridity: A New High-Resolution Analysis over an Extended Historical Period, Water 15, no. 21: 3840. https://doi.org/10.3390/w15213840</ref>

Die Änderung von Starkniederschlägen an der spanischen Mittelmeerküste hängt nach Miro et al. (2022)<ref name="Miró 2022"/> u.a. mit der durch den Klimawandel bedingten Abnahme des Temperaturgegensatzes zwischen den [[Klimaänderungen in den Polargebieten|polaren]] und mittleren Breiten zusammen. Die Folge ist ein langsamerer [[Jetstream|Polarjet]], der dadurch mehr planetare Wellen ausbildet, die wiederum länger anhaltende gegensätzliche Wetterlagen zur Folge haben. Eine weitere Folge ist die Ablösung von Tiefdruckzellen bzw. Kaltlufttropfen in der höheren Troposphäre der mittleren Breiten mit einem Schwerpunkt über der westlichen Mittelmeerregion. Die Bildung solcher kalten Tiefdruckzellen soll in jüngster Zeit um 20% zugenommen haben. Modellstudien projizieren in diesem Zusammenhang für die nächsten Jahrzehnte in den mediterranen Küstengebieten Spaniens trotz einer Reduktion der jährlichen Niederschläge um 20-40% eine weitere Zunahme der Starkniederschläge.<ref name="Miró 2022"/> Starkniederschläge, an deren Entstehung Kaltlufttropfen beteiligt sind, könnten bis zum Ende des Jahrhunderts im nordöstlichen Spanien sogar um 61% zunehmen.<ref name="Ferreira 2021">Ferreira, R.N. (2021): [https://doi.org/10.3390/atmos12070835 Cut-Off Lows and Extreme Precipitation in Eastern Spain: Current and Future Climate], Atmosphere 12, no. 7: 835</ref>

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Valencia 2024 ====
Am 29. und 30. Oktober 2024 kam es in der Region Valencia zu extrem starken Niederschlägen sowie verheerenden Überschwemmungen und Sturzfluten. Der Katastrophe fielen mindestens 200 Menschen zum Opfer. Vielerorts fielen mehr als 300 mm Niederschlag, mehr als die Hälfte der Jahressumme. An der Wetterstation Chiva (Abb. 8) wurden sogar 491 mm in nur 8 Stunden gemessen, was etwa dem Niederschlag eines ganzen Jahres in der Region entspricht.<ref name="WMO 2024">WMO (2024): [https://wmo.int/media/news/devastating-rainfall-hits-spain-yet-another-flood-related-disaster Devastating rainfall hits Spain in yet another flood-related disaster]</ref> Im benachbarten Ort Turís wurde mit 184,6 mm/h der spanische Stunden-Rekord gebrochen.<ref name="ESSL 2024">European Severe Storms Laboratory (2024): [https://www.essl.org/cms/meteorological-analysis-of-extreme-flash-flood-situation-in-the-valencia-region/ Meteorological analysis of extreme flash flood situation in the Valencia region]</ref>
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| [[Bild:Floods Spain 29.10.24.jpg|thumb|460px|Abb. 8: Niederschlagsmengen in l/m<sup>2</sup> am 29.10.2024 in der Provinz Valencia. Maximum in Chiva mit 491 l/m<sup>2</sup> in 8 Stunden, was dem Jahresmittel entspricht. ]]||[[Bild:Valencia flood 2024 cars.jpg|thumb|260px|Abb. 9: Durch Wassermassen zusammengeschobene PKWs in Paiporta (Valencia) am 30.10.2024.]]
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Die Wetterlage war bestimmt durch isolierte Kaltluft in großer Höhe, die häufig im Herbst die Iberische Halbinsel aus polaren Regionen erreicht und einige Tage lang als Tiefdruckgebiet über der betroffenen Region rotiert. Dieser Kaltlufttropfen lag Ende Oktober 2024 über NW-Afrika und S-Spanien.<ref name="ESSL 2024"/> Das System erzeugte am Boden östliche Winde, die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer Richtung Küste transportieren. Hier wurde die Luft durch Küstengebirge und kältere Luft in der Höhe zum Aufsteigen veranlasst, kühlte sich ab, der Wasserdampf kondensierte, und es kam zu starken Niederschlägen. Valencia und Katalonien sind von solchen Ereignissen häufig betroffen. Etwa ein Drittel der stärksten Hochwasserkatastrophen standen hier in Verbindung mit Kaltlufttropfen in der mittleren und oberen Troposphäre.<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref>

Vorläufige Schätzungen ergeben, dass es sich bei den Starkniederschlägen Ende Oktober 2024 um ein Ereignis handelte, dass unter den gegenwärtigen Klimabedingungen (bei einer Erwärmung um 1,3 °C) einmal in 20 Jahren vorkommt und um 12% intensiver ausfällt als ohne den anthropogenen Klimawandel.<ref name="WWA 2024"/>

== Starkregen und Hochwasser in S-Frankreich ==
=== Hochwasser als wichtigste Naturkatastrophe ===
Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022">Nouaceur, Z., O. Murarescu & G.e Muratoreanu (2022): [https://doi.org/10.3390/geosciences12120447 Statistical Analysis of Heavy Rains and Floods around the French Mediterranean Basin over One Half a Century of Observations], Geosciences 12, no. 12: 447</ref>

Hochwasser in Südfrankreich gibt es hauptsächlich in den Monaten Oktober bis Dezember. Die Starkniederschläge haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen, vor allem die Häufigkeit kurzer Starkregenfälle. Die Hochwasserereignisse zeigen dagegen keinen Trend. Wahrscheinlicher Grund für das Ausbleiben von Hochwassertrends sind die höhere Verdunstung und die trockeneren Böden. Überschwemmungen nehmen nicht zwangsläufig mit der Zunahme extremer Niederschläge zu. Die zunehmend geringere Bodenfeuchtigkeit scheint dafür eine Erklärung zu sein.<ref name="Tramblay 2023">Tramblay, Y., P. Arnaud, G. Artigue (2023): [https://doi.org/10.5194/hess-27-2973-2023 Changes in Mediterranean flood processes and seasonality], Hydrol. Earth Syst. Sci., 27, 2973–2987</ref>

Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022"/>

=== Einzelne Ereignisse ===
[[Bild:Aude-2018-moisture.jpg|thumb|460px|Abb. 10: Wasserdampftransport über dem Mittelmeer (gestrichelte rote Linie) und von den Resten des Hurrikans Leslie (rote Linie). Braune Linien: geopotentielle Meter bei 925 hPa. Blaue Farbtöne: Wasserdampfgehalt der Luft in g/kg. Durch Pfeile und Beschriftung ergänzt.]]
==== Departement Aude 2018 (S-Frankreich) ====
In der Nacht vom 14. zum 15. Oktober 2018 erlebte das Département Aude ein verheerendes Hochwasser, dem 15 Menschen zum Opfer fielen und durch das 7000 Häuser überflutet wurden. Vorausgegangen waren intensive Niederschläge in benachbarten Gebieten, durch die z.B. auf Mallorca 13 Todesopfer zu beklagen waren.<ref name="Caumont 2021">Caumont, O., M. Mandement, F Bouttier et al. (2021): [https://nhess.copernicus.org/articles/21/1135/2021/nhess-21-1135-2021.html The heavy precipitation event of 14–15 October 2018 in the Aude catchment: a meteorological study based on operational numerical weather prediction systems and standard and personal observations], NHESS 21, 1135–1157</ref> Die Sachschäden beliefen sich auf 325 Mio. Euro. Die Starkniederschläge im südfranzösischen Department Aude erreichten ca. 200 mm in 11 Stunden, mit örtlichen Spitzen von 295 mm in 11 Stunden und 110 mm in 2 Stunden.<ref name="Mandement 2021">Mandement, M. and O. Caumont (2021): [https://doi.org/10.5194/wcd-2-795-2021 A numerical study to investigate the roles of former Hurricane Leslie, orography and evaporative cooling in the 2018 Aude heavy-precipitation event], Weather Clim. Dynam., 2, 795–818</ref>

Eine Besonderheit der Niederschlagsereignisse war die Beteiligung von Resten eines Hurrikans mit dem Namen Leslie, der sich auf dem tropischen Nordatlantik entwickelt hatte und mit 175 km/h als zweiter tropischer Wirbelsturm seit 1842 auf die portugiesische Küste traf. Gleichzeitig wurden sehr feuchte Luftmassen aus dem Wirbelsturmtief nach Osten und Nordosten transportiert, die eine quasistationäre Kaltfront über Südwestfrankreich verstärkten. Dabei entstanden heftige Gewitter mit starken Regenschauern und schweren Stürmen. Eine weitere Feuchtigkeitsquelle war das westliche Mittelmeer durch eine starke Verdunstung. Die dabei entstandenen feuchtwarmen Luftmassen wurden am östlichen Ende der Pyrenäen zum Aufsteigen gezwungen und bewegten sich in Richtung des Aude-Einzugsgebiets. Hier stießen sie auf die Kaltluft vom Atlantik, die sie zu verstärkter Konvektion veranlasste (Abb. 10).<ref name="Caumont 2021"/>

== Starkregen und Hochwasser in Italien ==
=== Allgemeine Prozesse ===
[[Bild:Gulf Genua MCS mechanism.jpg|thumb|560px|Abb. 11: Wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind.]]
Die italienische Halbinsel ist gegenüber Naturkatastrophen durch Starkniederschläge besonders exponiert. Entscheidende Faktoren sind die steilen Hänge der Alpen und des Apennins in unmittelbarere Nähe zum Mittelmeer sowie das Mittelmeer selbst, das als Feuchte- und Wärmequelle fungiert (Abb. 11). Sie bestimmen die Konvergenz und den Auftrieb von feuchten und instabilen Luftmassen, die die Konvektion über Italien und die umgebenden Meere antreiben. Hinzu kommt, dass Starkniederschläge in den kleinen Flusstälern mit ihren steilen Hängen in relativ kurzer Zeit verheerende Überschwemmungen anrichten können.<ref name="Miglietta 2022"/>

Besonders starke Auswirkungen haben größere Gewitterkomplexe, die aus mehreren einzelnen Gewitterzellen entstehen, die sich zusammenschließen und sog. mesoskalige konvektive Systeme<ref>DWD: Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=692600&lv2=101640 Mesoskaliges konvektives System (MCS)]</ref> bilden. In der Nähe von Gebirgshängen können Starkregenereignisse durch orographische Anhebung von feuchten Luftmassen entstehen, die sich dabei abkühlen und ausregnen. Das Abkühlen von warmer Luft kann aber auch durch das Zusammentreffen mit kalten Höhentiefs, die vom Atlantik und Westeuropa heranziehen, hervorgerufen werden. Auch kalte Luft am Boden, sog. cold pools<ref name="DMG 2021">Deutsche Meteorologische Gesellschaft (2021): [https://www.dmg-ev.de/2021/08/25/was-ist-ein-cold-pool/ Cold Pool – Was ist ein Cold Pool?]</ref>, kommt als Auslöser von Abkühlung warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage. Sie können z.B. über dem Mittelmeer durch Verdunstung von Niederschlag unter Gewitterwolken entstehen. Die dabei gebildete kalte und schwere Luft eines cold pools breitet sich als Kaltluftsee unter den Regenwolken aus und bewirkt eine Anhebung angrenzender leichterer und wärmerer Luftmassen, was zu erneuter Wolkenbildung und Regen führen kann.<ref name="Miglietta 2022"/>

Abb. 11 zeigt einige wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind. Die orangenen Pfeile stehen für das Vordringen von feuchten und warmen Luftmassen nach Norden. Dabei kann es sich ursprünglich um einen Schirokko handeln, der aus Nordafrika heiße Luft über das Mittelmeer treibt, die dabei viel Wasserdampf aufnimmt. Diese heißen Luftmassen stoßen im Osten über die Adria und die Poebene auf die Alpenfront, im Westen über das Tyrrhenische und Ligurische Meer auf die Südränder von Westalpen und Apennin. Im Osten wird die warmfeuchte Luft durch die Alpenfront nach Westen umgelenkt. Dabei kann es zur Anhebung der warm-feuchten Luft durch die Ausläufer der Alpen kommen, wobei Abkühlung und Kondensation Starkniederschläge erzeugen. Durch die Westalpen werden die inzwischen abgekühlten Luftströmungen nach Süden abgelenkt, wo sie über die niedrigsten Bereiche des Ligurischen Apennin das Mittelmeer erreichen. Hier stoßen sie auf warme und feuchte Luftmassen, die durch die schwere und kühlere Luft aus dem Alpenraum zur Konvektion bzw. zum Aufsteigen, sich Abkühlen und eventuell zu starken Niederschlägen veranlasst wird.<ref name="Miglietta 2022"/>
[[Bild:Water vapour flow Alex.jpg|thumb|560px|Abb. 12: Wasserdampftransport über den Atlantik als Teil der Entstehung des Sturmtiefs Alex über Westeuropa und Norditalien ]]
[[Bild:Emilia-Romagna flood May2023.jpg|thumb|560px|Abb. 13: Hochwasser in der italienischen Region Emilia-Romagna: überschwemmte Wohn- und Gewerbegebiete]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Alex 2020 ====
Das Sturmtief Alex richtete im Oktober 2020 in Frankreich, den westlichen Alpen und besonders in Italien durch Rekordniederschläge starke Zerstörungen an. Es bildete sich über dem Nordatlantik und zog über Frankreich, Großbritannien und die Iberische Halbinsel nach Osten (Abb. 12). Der Transport von Wasserdampf über den Nordatlantik von der Ostküste Nordamerikas bis Westeuropa vollzog sich in Form eines atmosphärischen Flusses.<ref name="Grazzini 2024">Grazzini, F., J. Dorrington, C.M. Gramset et al. (2024): [https://doi.org/10.1002/qj.4755 Improving forecasts of precipitation extremes over northern and central Italy using machine learning]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 150(762), 3167–3181</ref> Am Alpenrand trafen die kühlen und feuchten Luftmassen auf sehr warme und feuchte Luft vom Mittelmeer, die dadurch abkühlten. An den Meeralpen und Ligurischen Alpen kam es durch Anhebung zu weiterer Abkühlung und heftigen Niederschlägen von über 600 mm in 24 Stunden und Gewittern über Nordwestitalien, die durch Überflutungen Straßen, Brücken und Gebäude zerstörten. Viele Regionen verzeichneten Rekordhochwasser an zahlreichen Flüssen und Überschwemmungen ganzer Landstriche.<ref name="Wikipedia 2024">Wikipedia (2024): [https://de.wikipedia.org/wiki/Alpenhochwasser_2020 Alpenhochwasser 2020]</ref>

==== Starkniederschläge in der Emilia-Romagna 2023 ====
Im Mai 2023 kam es in der italienischen Provinz Emilia-Romagna zu gewaltigen Starkniederschläge, die als das regenreichste Ereignis dieser Art in Norditalien eingestuft wurden. Die Wiederkehrperiode wurde auf 200 Jahre bzw. eine Wahrscheinlichkeit des Eintretens von 0,5% geschätzt. Die Stationsdaten der Region zeigen dennoch keinen Trend vergleichbarer Ereignisse und damit keinen Einfluss des Klimawandels. Das Extremereignis bestand aus drei aufeinander folgenden Starkregenereignissen, auf die extreme Hochwasser folgten. Örtlich fielen an zwei Tagen 190 mm Niederschlag, einige Flüsse stiegen um 10 m in 24 Stunden an, und es kam zu Dammbrüchen, Überflutungen von Deichen und zahlreichen Erdrutschen. Insgesamt wurden 15 Menschen getötet. Das Hochwasserereignis war nicht zuletzt durch die Jahreszeit außergewöhnlich, da die meisten Starkregenereignisse in der Region wie im gesamten Mittelmeer im Herbst und Winter geschehen.<ref name="Barnes 2023">Barnes, C., D. Faranda, E. Coppola et al. (2023): [https://doi.org/10.25561/104550 Limited net role for climate change in heavy spring rainfall in Emilia-Romagna]</ref>

Die Regenfälle wurden durch drei unterschiedliche Tiefdrucksysteme über dem Tyrrhenischen Meer verursacht, die mit einem nordöstlichen Wind entlang der adriatischen Seite des Apennins interagierten. Dadurch wurden feuchte Luftmassen angehoben, kühlten sich ab, der Wasserdampf kondensierte und es begann stark zu regnen. Durch die andauernden Niederschläge war der Boden bald gesättigt, und das Wasser floss unmittelbar in die Flüsse, von wo es sich auf angrenzende Landfläche ausbreitete (Abb. 13). Die Wasseraufnahmekapazität der Böden war zudem auch deshalb begrenzt, weil Nord-Italien über zwei Jahre davor aufgrund geringer Schneefälle in den Alpen, Dolomiten und Apennin unter einer schweren Dürre gelitten hatte, wodurch die Böden verdichteten und das Versickern von Niederschlag behinderten.<ref name="Barnes 2023"/>

== Starkregen und Hochwasser im östlichen Mittelmeerraum ==
=== Überblick ===
[[Bild:Flash-floods-fatalities-E-Med dt.jpg|thumb|560px|Abb. 14: Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum mit mehr als 10 Todesfällen (blaue Säulen), Anzahl der Todesfälle (gelbe Kurve) pro 10 Jahre. Gestrichelte Linien: lineare Trends. Übersetzt.]]
Starkregenereignisse sind im östlichen Mittelmeer verbunden mit einer Vielfalt an Wetterlagen mit unterschiedlicher Niederschlagsergiebigkeit, Intensität und Ausdehnung verschiedener Herkunft der Feuchtigkeit. Viele der heftigen Niederschläge sind mit Tiefdruckzellen über Zypern verbunden. Insgesamt stammt die Feuchtigkeit jedoch aus einem großen Einzugsgebiet. So sind neben dem Zypern-Tief Tiefdruckzellen über dem Roten Meer von Bedeutung, die Feuchtigkeit bis ins östliche Mittelmeer transportieren können und Starkregen vor allem im Herbst hervorrufen. Trotz ihrer Seltenheit sind diese Tiefs für 38% der Sturzfluten in semiariden und ariden Regionen der Levante verantwortlich. Störungen des Subtropischen Jetstreams können über Atmosphärische Flüsse Feuchtigkeit aus den äquatorialen Regionen in Richtung östliches Mittelmeer veranlassen, die intensive Regenfälle über mehrere Tage bewirken. In seltenen Fällen, aber umso folgenreicher sind Medicanes für extreme Niederschläge verantwortlich, bei denen es sich um Wirbelstürme handelt, die einige Eigenschaften mit den tropischen Hurrikanen teilen. In manchen Regionen sind an 2-5% der Tage mit Starkniederschlägen Medicanes beteiligt.<ref name="Hochman 2022">Hochman, A., F. Marra, G. Messori et al. (2022): [https://doi.org/10.5194/esd-13-749-2022 Extreme weather and societal impacts in the eastern Mediterranean], Earth Syst. Dynam., 13, 749–777</ref>

Während sich Starkniederschläge im westlichen Mittelmeerraum zu 60% vor allem im Herbst ereignen, ist ihre Hauptsaison im östlichen Mittelmeerraum mit über 70% der Winter.<ref name="Mastrantonas 2021">Mastrantonas, N., P. Herrera-Lormendez, L. Magnusson et al. (2021): [https://doi.org/10.1002/joc.6985 Extreme precipitation events in the Mediterranean: Spatiotemporal characteristics and connection to large-scale atmospheric flow patterns], Int. J. Climatol., 41, 2710–2728</ref> So kam es in Griechenland in der Periode 2012-2018 hauptsächlich im Winterhalbjahr zwischen Oktober und April als Folge von extremen Niederschlägen zu Hochwasserereignissen. Der Februar war mit einem Anteil von ca. 25% an den jährlichen Hochwasserereignissen der Monat mit den meisten extremen Überschwemmungen.<ref name="Tolika 2023">Tolika, K., C. Skoulikaris (2023): [https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161217 Atmospheric circulation types and floods'occurrence; a thorough analysis over Greece], Sci. Total Environ. 865</ref>

Eine wichtige Rolle spielen Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum (Abb. 14). Dabei handelt es sich um plötzlich einsetzende Hochwasserereignisse, die durch kurze, aber sehr intensive Niederschläge mit zumeist konvektivem Ursprung hervorgerufen werden. Neben den meteorologischen Bedingungen spielen die häufig engen Gebirgs- und Flusstäler, die vielfach durch Straßen und Bauten eingeengt sind, eine entscheidende Rolle. Sturzfluten bilden sich hauptsächlich in kleineren Flusseinzugsgebieten von weniger als 1000 km<sup>2</sup>. Im Zeitraum 1882-2021 hat es im östlichen Mittelmeerraum (einschließlich Italien) 132 Sturzfluten mit mehr als 10 Todesopfern gegeben. Die gesamte Opferzahl solcher Sturzfluten belief sich auf 6974 Todesfälle, mit 10 bis 598 Todesfällen pro Ereignis. Die meisten Hochwasserereignisse mit mehr als 10 Todesopfern hatten Italien (51), die Türkei (35), Ägypten (14) und Griechenland (12) zu verzeichnen. Saisonal gab es die meisten Extremereignisse im Herbst, mit 40% aller Ereignisse im Oktober und November. Die Anzahl der Extremereignisse pro 10 Jahre hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen (Abb. 14).<ref name="Diakakis 2023">Diakakis, M., K. Papagiannaki & Meletis Fouskaris (2023): [https://doi.org/10.3390/w15010119 The Occurrence of Catastrophic Multiple-Fatality Flash Floods in the Eastern Mediterranean Region], Water 15, no. 1: 119</ref>

[[Bild:Daniel Sept 2023 precipitation.jpg|thumb|560px|Abb. 15: Akkumulierte Niederschläge vom 3.bis 8. September 2023 durch das Sturmtief Daniel in der Region Thessalien.]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Daniel in Griechenland ====
Das Sturmtief Daniel, aus dem später ein Medicane wurde, der Teile Libyens verwüstete, hat am 3.-8. September 2023 in Zentral-Griechenland historische Starkregen verursacht. In der Region Thessalien wurden 1150 km2 überschwemmt. Davon waren ca. 820 km<sup>2</sup> bzw. 70% landwirtschaftliche Fläche. Das Sturmtief Daniel folgte auf Wochen, die durch Dürre, Waldbrände und intensive Hitze gekennzeichnet waren. Den Hochwassern fielen 17 Menschen zum Opfer, und die Sachschäden beliefen sich auf Milliarden von Euro. Die thessalische Ebene ist die wichtigste landwirtschaftliche Region Griechenlands, der „Brotkorb“ des Landes. Fast 70% der Baumwollernte wurde zerstört, ebenso war der Weizenanbau stark betroffen. Die landwirtschaftliche Gesamtproduktion ging um 50-60% zurück.<ref name="He 2024">He, K., Q. Yang, X. Shen et al. (2024): Brief communication: Storm Daniel flood impact in Greece in 2023: mapping crop and livestock exposure from synthetic-aperture radar (SAR), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2375–2382, https://doi.org/10.5194/nhess-24-2375-2024</ref> Etwa 200.000 Nutztiere ertranken in den Fluten. In den landwirtschaftlichen Gebieten machten zudem dicke Schlammschichten die Böden für mehrere Jahre unfruchtbar.<ref name="Matzarakis 2024">Matzarakis, A. (2024): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/griechenland-2023-hitze-hochwasser/ Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: J. L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05</ref>

Während des Sturmtiefs Daniel gab es über Europa eine stationäre Omegalage mit einem Hochdruckgebiet über Deutschland und zwei Tiefs über Spanien und Griechenland. Die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen sorgten für eine hohe Verdunstung und sehr viel Wasserdampf in der Luft. Für Griechenland wurde mit Extremniederschlägen von 500-1500 mm gerechnet. Tatsächlich fielen in zahlreichen Regionen in 12 Stunden so viele Niederschläge wie in Athen in einem Jahr und mehr. So gab es in dem Ort Zagora einen Niederschlag von 754 in 18 Stunden und damit einen neuen griechischen Rekord.<ref name="Matzarakis 2024"/>

== Starkregen und Hochwasserkatastrophen durch Medicanes ==
Alle Hochwasserkatastrophen der letzten Jahrzehnte wurden in ihren Folgen bei weitem übertroffen von dem [[Medicanes|Medicane]] Daniel, der sich im September 2023 auf dem Weg von Griechenland nach Nordafrika aus dem Sturmtief Daniel entwickelt hat und am 10. September auf die lybische Küste traf.
* '''Hauptartikel: [[Medicanes]]'''

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Vogel, R. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16350 Wie beeinflusst die Verdunstung von Regen das Klima und die Wetterextreme?] In: J.L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 105-108. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.19 [über Kaltluftseen bzw. cold pools]
* Matzarakis, A. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16321 Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/ Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen]. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05

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Datei:Flood fatalities Med 1980-2023.jpg

2024-12-28T14:44:58Z

Anja: /* Beschreibung */

== Beschreibung ==
Anzahl der Todesopfer durch Flutkatastrophen in mediterranen EU-Ländern 1980-2023

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: Stamos, I., & M. Diakakis (2024): [https://doi.org/10.3390/w16172470 Mapping Flood Impacts on Mortality at European Territories of the Mediterranean Region within the Sustainable Development Goals (SDGs) Framework], Water 16, no. 17: 2470<br>
Lizenz: [https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ CC BY]
|}

Starkregen und Hochwasser im Mittelmeerraum

2024-12-28T14:28:55Z

Anja: /* Hochwasser als wichtigste Naturkatastrophen */

[[Bild:Flood fatalities Med 1980-2023.jpg|thumb|660px|Anzahl der Todesopfert durch Flutkatastrophen in mediterranen EU-Ländern 1980-2023 ]]
== Niederschläge im Mittelmeerraum ==
Der Mittelmeerraum gilt als Hotspot des Klimawandels. Dabei wird vor allem an [[Hitzewellen im Mittelmeerraum|Hitzewellen]] und [[Dürren im Mittelmeerraum|Dürren]] gedacht.<ref name="IPCC 2022">IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 4: Mediterranean Region, FAQ CCP4.1</ref> So zeigen Untersuchungen über die [[Änderung_der_Klimazonen|Verschiebung der Klimazonen]] durch den menschengemachten [[Klimawandel]], dass die Region zunehmend unter den Einfluss des trockenen subtropischen Klimas gerät.<ref name="Cui 2021">Cui, D., S. Liang & D. Wang (2021): [https://doi.org/10.1002/wcc.701 Observed and projected changes in global climate zones based on Köppen climate classification]. WIREs Climate Change, 12(3)</ref> Dennoch kommt es in verschiedenen Gebieten immer wieder auch zu extremen Niederschlags- und Hochwasserereignissen, wie im Oktober 2024 die Überflutungen mit weit über 200 Toten im Raum Valencia im Osten Spaniens<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref> und ein Jahr zuvor die gewaltigen Überflutungen mit 10.000 bis 20.000 Opfern in Libyen gezeigt haben.<ref name="Zachariah 2023">Zachariah, M., V. Kotroni, L. Kostas et al. (2023): [https://www.worldweatherattribution.org/interplay-of-climate-change-exacerbated-rainfall-exposure-and-vulnerability-led-to-widespread-impacts-in-the-mediterranean-region/ Interplay of climate change-exacerbated rainfall, exposure and vulnerability led to widespread impacts in the Mediterranean region]</ref>
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| [[Bild:Mediterranean trend 1980-2018.jpg|thumb|460px|Abb. 1: Regionale Niederschlagsänderungen in mm/Tag 1980-2018]]||[[Bild:SW-EU precipitation1979-2023.jpg|thumb|560px|Abb. 2: Niederschlag in mm pro Tag 1979-2023 in SW-Europa ]]
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Die Jahresmittelwerte der [[Klimaänderungen_im_Mittelmeerraum#Niederschläge|Niederschläge im Mittelmeerraum]] weisen über längere Zeiträume keine eindeutigen Trends auf. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts ergeben sich leichte Rückgänge, seit 1980 dagegen regional unterschiedliche Entwicklungen (Abb. 1). Die mittleren jährlichen Niederschläge z.B. des nordwestlichen Mittelmeerraumes (SW-Europa) haben sich in den letzten vier Jahrzehnten kaum verändert (Abb. 2),<ref name="C3S 2023">Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/precipitation-relative-humidity-and-soil-moisture-june-2023 Precipitation, relative humidity and soil moisture for June 2023]</ref> in Italien sind sie dagegen deutlich zurückgegangen.<ref name="MedECC 2020">MedECC (2020): [https://www.medecc.org/first-mediterranean-assessment-report-mar1 Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future]. First Mediterranean Assessment Report</ref> Die ausgeprägten [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Schwankungen]] über Dekaden lassen einen Einfluss durch die [[Treibhausgasemissionen|Emission von Treibhausgasen]] kaum erkennen. [[Klimamodelle|Klimamodellrechnungen]] zeigen dagegen einen deutlichen [[Klimaprojektionen_Mittelmeerraum#Änderungen_der_Niederschläge|Rückgang der Niederschläge bis zum Ende des 21. Jahrhunderts]].<ref name="MedECC 2020"/>

== Starkregen und seine Entstehung ==
[[Starkniederschläge und Hochwasser|Extreme Starkregenereignisse]] mit 800 mm Niederschlag an einem Tag mit bis zu 1000 Toten und damit verbundenen Überflutungen sind die gefährlichsten meteorologischen Katastrophen, die die Mittelmeerländer in Hinsicht auf [[Schäden durch Wetterextreme|Todesfälle und Sachschäden]] betreffen.<ref name="Insua-Costa 2022">Insua-Costa, D., M. Senande-Rivera, M.C. Llasat et al. (2022): [https://doi.org/10.1038/s41612-022-00234-w A global perspective on western Mediterranean precipitation extremes]. npj Clim Atmos Sci 5, 9.</ref> Sie treten oft im Herbst auf, wenn das noch warme Mittelmeer als Wärme- und Feuchtigkeitsquelle fungiert und die [[Wasserdampf|wasserdampfgesättigten Luftmassen]] durch starke Winde Richtung Land getrieben werden und sich an den Hängen der Küstenregionen abregnen. Dabei spielen neben der topographischen Anhebung auch thermische Konvektion und das Zusammentreffen mit kühleren Höhentiefs und Kaltlufttropfen<ref>DWD, Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=101396&lv2=101334 Kaltlufttropfen]</ref> (Cut-Off lows) in der mittleren und oberen [[Troposphäre]] eine wichtige Rolle.<ref name="Khodayar 2021">Khodayar, S., S. Davolio, P. Di Girolamo et al. (2021): [https://doi.org/10.5194/acp-21-17051-2021 Overview towards improved understanding of the mechanisms leading to heavy precipitation in the western Mediterranean: lessons learned from HyMeX], Atmospheric Chemistry and Physics 212, 22</ref> Auch kalte Luft am Boden (sog. cold pools), die z.B. über dem Mittelmeer durch [[Verdunstung]] von Niederschlag entsteht, kommt als Ursache von Abkühlung beim Zusammentreffen (Konvergenz) mit warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage.<ref name="Miglietta 2022">Miglietta, M.M. & S. Davolio (2022): [https://doi.org/10.5194/hess-26-627-2022 Dynamical forcings in heavy precipitation events over Italy: lessons from the HyMeX SOP1 campaign], Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 627–646</ref>

In den vielen Fällen sind [[Konvektion|konvektive]] Systeme, d.h. aufsteigende Luftmassen, für den starken Niederschlag verantwortlich, wenn die Luft genügend erwärmt und mit [[Wasserdampf]] gesättigt ist. Sie speisen sich größtenteils aus warm-feuchten Luftmassen, die über das Mittelmeer von Süden nach Norden ziehen und dort auf kühlere Luft oder Gebirgshänge stoßen. Außer der Konvektion spielt aber auch die Advektion, der horizontal Transport, z.B. von atlantischen Störungen, insbesondere für die Iberische Halbinsel eine Rolle.<ref name="Gonzalez-Hidalgo 2023">Gonzalez-Hidalgo, J.C., S. Beguería, D. Peña-Angulo et al. (2023): [https://doi.org/10.1002/joc.8060 MOPREDAS_century database and precipitation trends in mainland Spain, 1916–2020]. International Journal of Climatology, 43, 3828–3840</ref> Traditionell werden als Quellen für den Wasserdampf der [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckzellen]] die starke Erwärmung des Mittelmeers, das im Spätsommer Temperaturen von bis zu 30 °C erreichen kann, und die daraus folgende Verdunstung gesehen. Untersuchungen von 160 extremen Starkregenereignissen im westlichen und zentralen Mittelmeerrum über den Zeitraum 1980-2015 zeigen, dass das ein zu einfaches Bild ist.<ref name="Insua-Costa 2022"/>
{|
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| [[Bild:Mediterran-water-vapour-sources.jpg|thumb|860px|Abb. 3: Herkunft und Zugbahnen feuchter Luftmassen, die zu den katastrophalen Niederschlägen in der südfranzösischen Provinz Var am 15. Juni 2020 beigetragen haben. ]]
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Das Mittelmeer ist nach Insua-Costa (2022)<ref name="Insua-Costa 2022"/> mit 35% die wichtigste Wasserdampfquelle für Starkregenereignisse in der Region; andere Autoren geben 40% an.<ref name="Miglietta 2022"/><ref name="Khodayar 2021"/> Die Luftfeuchtigkeit stammt vor allem dann aus dem Mittelmeer, wenn 3-4 Tage vor dem Extremereignis [[Hochdruckgebiet|Hochdruck]]wetter herrscht und die Verdunstung antreibt.<ref name="Miglietta 2022"/> Nach dem Mittelmeer als Wasserdampfquelle folgt der Nordatlantik mit 25%. Und an dritter Stelle folgen mit 10% die Landgebiete um das Mittelmeer herum, einschließlich des europäischen Kontinents, sowie an vierter Stelle der [[Tropen|tropisch]]e Atlantik mit ebenfalls rund 10%. Weitere Feuchtigkeitsquellen für die Niederschläge können 1000 und mehr km jenseits der Mittelmeerregion liegen, bis hin zum Pazifik. Die atlantischen Tiefdruckgebiete erreichen den Mittelmeerraum von Westen bzw. Südwesten. Vielfach gelangen die Tiefs auch über das Innere des afrikanischen Kontinents in die mediterrane Region, wobei die feuchte Luft teilweise auch aus dem Südatlantik oder sogar Südamerika stammen kann (Abb. 3).<ref name="Insua-Costa 2022"/> Bei dem Transport von feuchter Luft aus entfernten Regionen wie etwa den [[Tropen]] spielen, wie in jüngster Zeit festgestellt wurde, [[Atmosphärische Flüsse|atmosphärische Flüsse]] eine wichtige Rolle. Dabei handelt es sich um relativ schmale feuchtegesättigte Luftströmungen in 1 bis 2,5 km Höhe mit einer Breite von etwa 500 km und einer Länge von rund 2000 km, die auch als "Wasserdampfförderbänder" bezeichnet werden und sich von den Tropen und Subtropen bis in mittlere Breiten bewegen können.<ref name="DWD 2023">DWD (2023): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema%20des%20tages/2023/1/11.html Was sind Atmosphärische Flüsse?]</ref>
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:W-Med events moisture-source.jpg|thumb|560px|Abb. 4: Monatliche Anzahl der untersuchten Extremereignisse und Anteil der Herkunftsgebiete feuchter Luftmassen im westlichen Mittelmeerraum]]
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Abb. 4 zeigt, dass die Bedeutung der einzelnen Herkunftsgebiete von Luftmassen mit hohem Wasserdampfgehalt je nach Jahreszeit wechselt. Im Herbst dominiert das Mittelmeer als Quelle, im Winter der Atlantik und im Sommer die Landmassen im Umkreis des Mittelmeeres. Deutlich wird an Abb. 4 auch, dass die von Insua-Costa (2022) ausgewählten 160 extremen Starkregenereignisse sich massiv auf den Herbst konzentrieren.<ref name="Insua-Costa 2022"/>

Die Erforschung der regionalen Quellen des Wasserdampfs der mediterranen Starkniederschläge und ihrer Transportbahnen hat nicht nur wissenschaftliche, sondern auch eine erhebliche praktische Bedeutung. Sie ermöglicht eine bessere Vorhersage von Extremereignissen und kann damit nicht zuletzt Menschenleben retten.<ref name="Dorrington 2024">Dorrington, J., M. Wenta, F. Grazzini et al. (2024): [https://doi.org/10.5194/nhess-24-2995-2024 Precursors and pathways: dynamically informed extreme event forecasting demonstrated on the historic Emilia-Romagna 2023 flood], Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2995–3012</ref>

== Starkregen und Hochwasser auf der Iberischen Halbinsel ==
=== [[Atmosphärische Flüsse]] und Kaltlufttropfen ===
In Spanien leben 2 Millionen Menschen an Orten mit einem hohen Überschwemmungsrisiko. Zwischen 2000 und 2020 verursachten Hochwasser 215 Todesfälle, vor allem in den mediterranen Küstenregionen. In der Region Valencia, die trotz geringer Jahresniederschläge zu den gefährdetsten Gebieten durch Hochwasser gehört, leben 600.000 Menschen in Gefahrengebieten durch Überflutungen, davon 30.000 in Gebieten mit einem hohen Risiko.<ref name="Olcina 2022">Olcina, J., Á.-F. Morote, and M. Hernández (2022): Teaching Floods in the Context of Climate Change with the Use of Official Cartographic Viewers (Spain). Water 14, no. 21: 3376. https://doi.org/10.3390/w14213376</ref>

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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Iberia cut-off low.jpg|thumb|340px|Abb. 5: Kaltlufttropfen über der westlichen Iberischen Halbinsel (blaue Ellipse), der zusammen mit einer südwestlichen Bodenströmung (hellblaue Pfeile) extreme Niederschläge über der Region Valencia (grünes Quadrat) produziert hat. Die Farbflächen geben die Windgeschwindigkeit in m/sec an, die schwarzen Konturen die geopotentielle Höhe von 200 hPa in m.]]||[[Bild:Küstenlandschaft O-Spanien.jpg|thumb|460px|Abb. 6: Küstenlandschaft um die Stadt Oliva in der Provinz Valencia: Küstengebirge zwingen feuchtwarme maritime Luft zum Aufsteigen und Abregnen.]]
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Die Iberische Halbinsel liegt zwischen der feuchten nordatlantischen Region und dem trockensten Gebiet des [[Subtropen|subtropisch]]en [[Hochdruckgebiet|Hochdruckgürtels]]. Die einzelnen Regionen der Iberischen Halbinsel werden daher zu verschiedenen Jahreszeiten sowohl von den feuchten atlantischen Fronten als auch von der trockenen Luft aus der Sahara, die auf dem Weg über das Mittelmeer aber oft viel Wasserdampf aufnimmt, beeinflusst, was zu großen regionalen Unterschieden führt. Der mittlere jährliche Niederschlag für Spanien beträgt 628 mm, bei allerdings erheblichen Unterschieden zwischen den Regionen. So erreichen beispielsweise am Cabo de Gata (Almeria, Südostspanien) die Niederschlagsmengen kaum 150 mm/Jahr, in Alicante 420 mm/Jahr und in Valencia kaum 500 mm/Jahr, während sie in der Stadt Rois (La Coruña, Nordostspanien) durchschnittlich 2959 mm/Jahr beträgt. Die niedrigen Werte im Osten und Südosten Spaniens sind sowohl durch den Einfluss der warmen und trockenen Luft aus der Sahara bedingt als auch durch die Hochlandgebiete und Gebirgszüge im Innern des Landes und das Azorenhoch, die die mediterrane Küstenzone vor den atlantischen Tiefdruckzellen abschirmen.<ref name="Eguibar 2021">Eguibar, M.Á., R. Porta-García, F.J. Torrijo & J. Garzón-Roca (2021): [https://doi.org/10.3390/w13212975 Flood Hazards in Flat Coastal Areas of the Eastern Iberian Peninsula: A Case Study in Oliva (Valencia, Spain)], Water 13, no. 21: 2975</ref>

[[Bild:Atmospheric river Iberia2001.jpg|thumb|540px|Abb. 7: Atmosphärischer Fluss von der Karibik zur Iberischen Halbinsel am 5.1.2001. Farbschattierung: Wasserdampfgehalt in kg/m<sup>2</sup>. ]]
In den letzten Jahrzehnten kam es trotz der geringen Jahresmittelwerte in den ostspanischen Regionen während einiger Starkregenereignisse zu den höchsten Niederschlägen in Europa. So wurden beispielsweise in nur einer Stunde am 19. Oktober 2018 in Vinarós (Castellón) 159 mm und am 23. September 2008 in Sueca (Valencia) 144,4 mm gemessen. Normalerweise treten derartige Niederschläge im Herbst (September bis November) auf, wenn die ersten Kaltfronten die Iberische Halbinsel vom nördlichen Atlantik her erreichen und das Mittelmeer noch aufgrund der Erwärmung im Sommer hohe Temperaturen aufweist.<ref name="Eguibar 2021"/> Untersuchungen von rund 900 Starkregenereignissen (>150 mm/h) zwischen 1950 und 2020 zeigen, dass das Aufeinandertreffen von Kaltluftzellen in der Höhe (Cut-Off Lows), die sich von planetaren Wellen abgelöst haben, und warm-feuchten Luftmassen aus östlichen und besonders südöstlichen Richtungen in tieferen atmosphärischen Schichten die entscheidenden Faktoren für heftige Niederschläge in der mediterranen Küstenregion Spaniens waren.<ref name="Miró 2022">Miró, J.J., M. Lemus-Canovas, R. Serrano-Notivoli et al. (2022): A component-based approximation for trend detection of intense rainfall in the Spanish Mediterranean coast, Weather Clim. Extremes, 38, 100513, https://doi.org/10.1002/qj.3803 </ref>

Die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer wird dabei durch thermische [[Konvektion]] und Küstengebirge zum Aufsteigen gebracht und trifft in der mittleren und oberen Troposphäre auf die bis zu -30 °C kalten Tiefdruckzellen, was in kurzer Zeit zu Niederschlägen führen kann, die einem Jahresniederschlag entsprechen. In den flachen Küstenregionen ereignen sich in solchen Fällen regelmäßig starke Überschwemmungen, die Schäden an Infrastrukturen, Industrieanlagen und Gebäuden verursachen und auch zu zahlreichen Todesfällen geführt haben.<ref name="Eguibar 2021"/> In der westlichen Iberischen Halbinsel kommt es zu Starkregenereignissen meistens durch zonale Strömungen wie [[Atmosphärische Flüsse]].<ref name="Claro 2023">Claro, A.M., A. Fonseca, H. Fraga, and J.A. Santos (2023):Susceptibility of Iberia to Extreme Precipitation and Aridity: A New High-Resolution Analysis over an Extended Historical Period, Water 15, no. 21: 3840. https://doi.org/10.3390/w15213840</ref>

Die Änderung von Starkniederschlägen an der spanischen Mittelmeerküste hängt nach Miro et al. (2022)<ref name="Miró 2022"/> u.a. mit der durch den Klimawandel bedingten Abnahme des Temperaturgegensatzes zwischen den [[Klimaänderungen in den Polargebieten|polaren]] und mittleren Breiten zusammen. Die Folge ist ein langsamerer [[Jetstream|Polarjet]], der dadurch mehr planetare Wellen ausbildet, die wiederum länger anhaltende gegensätzliche Wetterlagen zur Folge haben. Eine weitere Folge ist die Ablösung von Tiefdruckzellen bzw. Kaltlufttropfen in der höheren Troposphäre der mittleren Breiten mit einem Schwerpunkt über der westlichen Mittelmeerregion. Die Bildung solcher kalten Tiefdruckzellen soll in jüngster Zeit um 20% zugenommen haben. Modellstudien projizieren in diesem Zusammenhang für die nächsten Jahrzehnte in den mediterranen Küstengebieten Spaniens trotz einer Reduktion der jährlichen Niederschläge um 20-40% eine weitere Zunahme der Starkniederschläge.<ref name="Miró 2022"/> Starkniederschläge, an deren Entstehung Kaltlufttropfen beteiligt sind, könnten bis zum Ende des Jahrhunderts im nordöstlichen Spanien sogar um 61% zunehmen.<ref name="Ferreira 2021">Ferreira, R.N. (2021): [https://doi.org/10.3390/atmos12070835 Cut-Off Lows and Extreme Precipitation in Eastern Spain: Current and Future Climate], Atmosphere 12, no. 7: 835</ref>

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Valencia 2024 ====
Am 29. und 30. Oktober 2024 kam es in der Region Valencia zu extrem starken Niederschlägen sowie verheerenden Überschwemmungen und Sturzfluten. Der Katastrophe fielen mindestens 200 Menschen zum Opfer. Vielerorts fielen mehr als 300 mm Niederschlag, mehr als die Hälfte der Jahressumme. An der Wetterstation Chiva (Abb. 8) wurden sogar 491 mm in nur 8 Stunden gemessen, was etwa dem Niederschlag eines ganzen Jahres in der Region entspricht.<ref name="WMO 2024">WMO (2024): [https://wmo.int/media/news/devastating-rainfall-hits-spain-yet-another-flood-related-disaster Devastating rainfall hits Spain in yet another flood-related disaster]</ref> Im benachbarten Ort Turís wurde mit 184,6 mm/h der spanische Stunden-Rekord gebrochen.<ref name="ESSL 2024">European Severe Storms Laboratory (2024): [https://www.essl.org/cms/meteorological-analysis-of-extreme-flash-flood-situation-in-the-valencia-region/ Meteorological analysis of extreme flash flood situation in the Valencia region]</ref>
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| [[Bild:Floods Spain 29.10.24.jpg|thumb|460px|Abb. 8: Niederschlagsmengen in l/m<sup>2</sup> am 29.10.2024 in der Provinz Valencia. Maximum in Chiva mit 491 l/m<sup>2</sup> in 8 Stunden, was dem Jahresmittel entspricht. ]]||[[Bild:Valencia flood 2024 cars.jpg|thumb|260px|Abb. 9: Durch Wassermassen zusammengeschobene PKWs in Paiporta (Valencia) am 30.10.2024.]]
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Die Wetterlage war bestimmt durch isolierte Kaltluft in großer Höhe, die häufig im Herbst die Iberische Halbinsel aus polaren Regionen erreicht und einige Tage lang als Tiefdruckgebiet über der betroffenen Region rotiert. Dieser Kaltlufttropfen lag Ende Oktober 2024 über NW-Afrika und S-Spanien.<ref name="ESSL 2024"/> Das System erzeugte am Boden östliche Winde, die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer Richtung Küste transportieren. Hier wurde die Luft durch Küstengebirge und kältere Luft in der Höhe zum Aufsteigen veranlasst, kühlte sich ab, der Wasserdampf kondensierte, und es kam zu starken Niederschlägen. Valencia und Katalonien sind von solchen Ereignissen häufig betroffen. Etwa ein Drittel der stärksten Hochwasserkatastrophen standen hier in Verbindung mit Kaltlufttropfen in der mittleren und oberen Troposphäre.<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref>

Vorläufige Schätzungen ergeben, dass es sich bei den Starkniederschlägen Ende Oktober 2024 um ein Ereignis handelte, dass unter den gegenwärtigen Klimabedingungen (bei einer Erwärmung um 1,3 °C) einmal in 20 Jahren vorkommt und um 12% intensiver ausfällt als ohne den anthropogenen Klimawandel.<ref name="WWA 2024"/>

== Starkregen und Hochwasser in S-Frankreich ==
=== Hochwasser als wichtigste Naturkatastrophe ===
Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022">Nouaceur, Z., O. Murarescu & G.e Muratoreanu (2022): [https://doi.org/10.3390/geosciences12120447 Statistical Analysis of Heavy Rains and Floods around the French Mediterranean Basin over One Half a Century of Observations], Geosciences 12, no. 12: 447</ref>

Hochwasser in Südfrankreich gibt es hauptsächlich in den Monaten Oktober bis Dezember. Die Starkniederschläge haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen, vor allem die Häufigkeit kurzer Starkregenfälle. Die Hochwasserereignisse zeigen dagegen keinen Trend. Wahrscheinlicher Grund für das Ausbleiben von Hochwassertrends sind die höhere Verdunstung und die trockeneren Böden. Überschwemmungen nehmen nicht zwangsläufig mit der Zunahme extremer Niederschläge zu. Die zunehmend geringere Bodenfeuchtigkeit scheint dafür eine Erklärung zu sein.<ref name="Tramblay 2023">Tramblay, Y., P. Arnaud, G. Artigue (2023): [https://doi.org/10.5194/hess-27-2973-2023 Changes in Mediterranean flood processes and seasonality], Hydrol. Earth Syst. Sci., 27, 2973–2987</ref>

Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022"/>

=== Einzelne Ereignisse ===
[[Bild:Aude-2018-moisture.jpg|thumb|460px|Abb. 10: Wasserdampftransport über dem Mittelmeer (gestrichelte rote Linie) und von den Resten des Hurrikans Leslie (rote Linie). Braune Linien: geopotentielle Meter bei 925 hPa. Blaue Farbtöne: Wasserdampfgehalt der Luft in g/kg. Durch Pfeile und Beschriftung ergänzt.]]
==== Departement Aude 2018 (S-Frankreich) ====
In der Nacht vom 14. zum 15. Oktober 2018 erlebte das Département Aude ein verheerendes Hochwasser, dem 15 Menschen zum Opfer fielen und durch das 7000 Häuser überflutet wurden. Vorausgegangen waren intensive Niederschläge in benachbarten Gebieten, durch die z.B. auf Mallorca 13 Todesopfer zu beklagen waren.<ref name="Caumont 2021">Caumont, O., M. Mandement, F Bouttier et al. (2021): [https://nhess.copernicus.org/articles/21/1135/2021/nhess-21-1135-2021.html The heavy precipitation event of 14–15 October 2018 in the Aude catchment: a meteorological study based on operational numerical weather prediction systems and standard and personal observations], NHESS 21, 1135–1157</ref> Die Sachschäden beliefen sich auf 325 Mio. Euro. Die Starkniederschläge im südfranzösischen Department Aude erreichten ca. 200 mm in 11 Stunden, mit örtlichen Spitzen von 295 mm in 11 Stunden und 110 mm in 2 Stunden.<ref name="Mandement 2021">Mandement, M. and O. Caumont (2021): [https://doi.org/10.5194/wcd-2-795-2021 A numerical study to investigate the roles of former Hurricane Leslie, orography and evaporative cooling in the 2018 Aude heavy-precipitation event], Weather Clim. Dynam., 2, 795–818</ref>

Eine Besonderheit der Niederschlagsereignisse war die Beteiligung von Resten eines Hurrikans mit dem Namen Leslie, der sich auf dem tropischen Nordatlantik entwickelt hatte und mit 175 km/h als zweiter tropischer Wirbelsturm seit 1842 auf die portugiesische Küste traf. Gleichzeitig wurden sehr feuchte Luftmassen aus dem Wirbelsturmtief nach Osten und Nordosten transportiert, die eine quasistationäre Kaltfront über Südwestfrankreich verstärkten. Dabei entstanden heftige Gewitter mit starken Regenschauern und schweren Stürmen. Eine weitere Feuchtigkeitsquelle war das westliche Mittelmeer durch eine starke Verdunstung. Die dabei entstandenen feuchtwarmen Luftmassen wurden am östlichen Ende der Pyrenäen zum Aufsteigen gezwungen und bewegten sich in Richtung des Aude-Einzugsgebiets. Hier stießen sie auf die Kaltluft vom Atlantik, die sie zu verstärkter Konvektion veranlasste (Abb. 10).<ref name="Caumont 2021"/>

== Starkregen und Hochwasser in Italien ==
=== Allgemeine Prozesse ===
[[Bild:Gulf Genua MCS mechanism.jpg|thumb|560px|Abb. 11: Wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind.]]
Die italienische Halbinsel ist gegenüber Naturkatastrophen durch Starkniederschläge besonders exponiert. Entscheidende Faktoren sind die steilen Hänge der Alpen und des Apennins in unmittelbarere Nähe zum Mittelmeer sowie das Mittelmeer selbst, das als Feuchte- und Wärmequelle fungiert (Abb. 11). Sie bestimmen die Konvergenz und den Auftrieb von feuchten und instabilen Luftmassen, die die Konvektion über Italien und die umgebenden Meere antreiben. Hinzu kommt, dass Starkniederschläge in den kleinen Flusstälern mit ihren steilen Hängen in relativ kurzer Zeit verheerende Überschwemmungen anrichten können.<ref name="Miglietta 2022"/>

Besonders starke Auswirkungen haben größere Gewitterkomplexe, die aus mehreren einzelnen Gewitterzellen entstehen, die sich zusammenschließen und sog. mesoskalige konvektive Systeme<ref>DWD: Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=692600&lv2=101640 Mesoskaliges konvektives System (MCS)]</ref> bilden. In der Nähe von Gebirgshängen können Starkregenereignisse durch orographische Anhebung von feuchten Luftmassen entstehen, die sich dabei abkühlen und ausregnen. Das Abkühlen von warmer Luft kann aber auch durch das Zusammentreffen mit kalten Höhentiefs, die vom Atlantik und Westeuropa heranziehen, hervorgerufen werden. Auch kalte Luft am Boden, sog. cold pools<ref name="DMG 2021">Deutsche Meteorologische Gesellschaft (2021): [https://www.dmg-ev.de/2021/08/25/was-ist-ein-cold-pool/ Cold Pool – Was ist ein Cold Pool?]</ref>, kommt als Auslöser von Abkühlung warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage. Sie können z.B. über dem Mittelmeer durch Verdunstung von Niederschlag unter Gewitterwolken entstehen. Die dabei gebildete kalte und schwere Luft eines cold pools breitet sich als Kaltluftsee unter den Regenwolken aus und bewirkt eine Anhebung angrenzender leichterer und wärmerer Luftmassen, was zu erneuter Wolkenbildung und Regen führen kann.<ref name="Miglietta 2022"/>

Abb. 11 zeigt einige wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind. Die orangenen Pfeile stehen für das Vordringen von feuchten und warmen Luftmassen nach Norden. Dabei kann es sich ursprünglich um einen Schirokko handeln, der aus Nordafrika heiße Luft über das Mittelmeer treibt, die dabei viel Wasserdampf aufnimmt. Diese heißen Luftmassen stoßen im Osten über die Adria und die Poebene auf die Alpenfront, im Westen über das Tyrrhenische und Ligurische Meer auf die Südränder von Westalpen und Apennin. Im Osten wird die warmfeuchte Luft durch die Alpenfront nach Westen umgelenkt. Dabei kann es zur Anhebung der warm-feuchten Luft durch die Ausläufer der Alpen kommen, wobei Abkühlung und Kondensation Starkniederschläge erzeugen. Durch die Westalpen werden die inzwischen abgekühlten Luftströmungen nach Süden abgelenkt, wo sie über die niedrigsten Bereiche des Ligurischen Apennin das Mittelmeer erreichen. Hier stoßen sie auf warme und feuchte Luftmassen, die durch die schwere und kühlere Luft aus dem Alpenraum zur Konvektion bzw. zum Aufsteigen, sich Abkühlen und eventuell zu starken Niederschlägen veranlasst wird.<ref name="Miglietta 2022"/>
[[Bild:Water vapour flow Alex.jpg|thumb|560px|Abb. 12: Wasserdampftransport über den Atlantik als Teil der Entstehung des Sturmtiefs Alex über Westeuropa und Norditalien ]]
[[Bild:Emilia-Romagna flood May2023.jpg|thumb|560px|Abb. 13: Hochwasser in der italienischen Region Emilia-Romagna: überschwemmte Wohn- und Gewerbegebiete]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Alex 2020 ====
Das Sturmtief Alex richtete im Oktober 2020 in Frankreich, den westlichen Alpen und besonders in Italien durch Rekordniederschläge starke Zerstörungen an. Es bildete sich über dem Nordatlantik und zog über Frankreich, Großbritannien und die Iberische Halbinsel nach Osten (Abb. 12). Der Transport von Wasserdampf über den Nordatlantik von der Ostküste Nordamerikas bis Westeuropa vollzog sich in Form eines atmosphärischen Flusses.<ref name="Grazzini 2024">Grazzini, F., J. Dorrington, C.M. Gramset et al. (2024): [https://doi.org/10.1002/qj.4755 Improving forecasts of precipitation extremes over northern and central Italy using machine learning]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 150(762), 3167–3181</ref> Am Alpenrand trafen die kühlen und feuchten Luftmassen auf sehr warme und feuchte Luft vom Mittelmeer, die dadurch abkühlten. An den Meeralpen und Ligurischen Alpen kam es durch Anhebung zu weiterer Abkühlung und heftigen Niederschlägen von über 600 mm in 24 Stunden und Gewittern über Nordwestitalien, die durch Überflutungen Straßen, Brücken und Gebäude zerstörten. Viele Regionen verzeichneten Rekordhochwasser an zahlreichen Flüssen und Überschwemmungen ganzer Landstriche.<ref name="Wikipedia 2024">Wikipedia (2024): [https://de.wikipedia.org/wiki/Alpenhochwasser_2020 Alpenhochwasser 2020]</ref>

==== Starkniederschläge in der Emilia-Romagna 2023 ====
Im Mai 2023 kam es in der italienischen Provinz Emilia-Romagna zu gewaltigen Starkniederschläge, die als das regenreichste Ereignis dieser Art in Norditalien eingestuft wurden. Die Wiederkehrperiode wurde auf 200 Jahre bzw. eine Wahrscheinlichkeit des Eintretens von 0,5% geschätzt. Die Stationsdaten der Region zeigen dennoch keinen Trend vergleichbarer Ereignisse und damit keinen Einfluss des Klimawandels. Das Extremereignis bestand aus drei aufeinander folgenden Starkregenereignissen, auf die extreme Hochwasser folgten. Örtlich fielen an zwei Tagen 190 mm Niederschlag, einige Flüsse stiegen um 10 m in 24 Stunden an, und es kam zu Dammbrüchen, Überflutungen von Deichen und zahlreichen Erdrutschen. Insgesamt wurden 15 Menschen getötet. Das Hochwasserereignis war nicht zuletzt durch die Jahreszeit außergewöhnlich, da die meisten Starkregenereignissen in der Region wie im gesamten Mittelmeer im Herbst und Winter geschehen.<ref name="Barnes 2023">Barnes, C., D. Faranda, E. Coppola et al. (2023): [https://doi.org/10.25561/104550 Limited net role for climate change in heavy spring rainfall in Emilia-Romagna]</ref>

Die Regenfälle wurden durch drei unterschiedliche Tiefdrucksysteme über dem Tyrrhenischen Meer verursacht, die mit einem nordöstlichen Wind entlang der adriatischen Seite des Apennins interagierten. Dadurch wurden feuchte Luftmassen angehoben, kühlten sich ab, der Wasserdampf kondensierte und es begann stark zu regnen. Durch die andauernden Niederschläge war der Boden bald gesättigt, und das Wasser floss unmittelbar in die Flüsse, von wo es sich auf angrenzende Landfläche ausbreitete (Abb. 13). Die Wasseraufnahmekapazität der Böden war zudem auch deshalb begrenzt, weil Nord-Italien über zwei Jahre davor aufgrund geringer Schneefälle in den Alpen, Dolomiten und Apennin unter einer schweren Dürre gelitten hatte, wodurch die Böden verdichteten und das Versickern von Niederschlag behinderten.<ref name="Barnes 2023"/>

== Starkregen und Hochwasser im östlichen Mittelmeerraum ==
=== Überblick ===
[[Bild:Flash-floods-fatalities-E-Med dt.jpg|thumb|560px|Abb. 14: Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum mit mehr als 10 Todesfällen (blaue Säulen), Anzahl der Todesfälle (gelbe Kurve) pro 10 Jahre. Gestrichelte Linien: lineare Trends. Übersetzt.]]
Starkregenereignisse sind im östlichen Mittelmeer verbunden mit einer Vielfalt an Wetterlagen mit unterschiedlicher Niederschlagsergiebigkeit, Intensität und Ausdehnung verschiedener Herkunft der Feuchtigkeit. Viele der heftigen Niederschläge sind mit Tiefdruckzellen über Zypern verbunden. Insgesamt stammt die Feuchtigkeit jedoch aus einem großen Einzugsgebiet. So sind neben dem Zypern-Tief Tiefdruckzellen über dem Roten Meer von Bedeutung, die Feuchtigkeit bis ins östliche Mittelmeer transportieren können und Starkregen vor allem im Herbst hervorrufen. Trotz ihrer Seltenheit sind diese Tiefs für 38% der Sturzfluten in semiariden und ariden Regionen der Levante verantwortlich. Störungen des Subtropischen Jetstreams können über Atmosphärische Flüsse Feuchtigkeit aus den äquatorialen Regionen in Richtung östliches Mittelmeer veranlassen, die intensive Regenfälle über mehrere Tage bewirken. In seltenen Fällen, aber umso folgenreicher sind Medicanes für extreme Niederschläge verantwortlich, bei denen es sich um Wirbelstürme handelt, die einige Eigenschaften mit den tropischen Hurrikanen teilen. In manchen Regionen sind an 2-5% der Tage mit Starkniederschlägen Medicanes beteiligt.<ref name="Hochman 2022">Hochman, A., F. Marra, G. Messori et al. (2022): [https://doi.org/10.5194/esd-13-749-2022 Extreme weather and societal impacts in the eastern Mediterranean], Earth Syst. Dynam., 13, 749–777</ref>

Während sich Starkniederschläge im westlichen Mittelmeerraum zu 60% vor allem im Herbst ereignen, ist ihre Hauptsaison im östlichen Mittelmeerraum mit über 70% der Winter.<ref name="Mastrantonas 2021">Mastrantonas, N., P. Herrera-Lormendez, L. Magnusson et al. (2021): [https://doi.org/10.1002/joc.6985 Extreme precipitation events in the Mediterranean: Spatiotemporal characteristics and connection to large-scale atmospheric flow patterns], Int. J. Climatol., 41, 2710–2728</ref> So kam es in Griechenland in der Periode 2012-2018 hauptsächlich im Winterhalbjahr zwischen Oktober und April als Folge von extremen Niederschlägen zu Hochwasserereignissen. Der Februar war mit einem Anteil von ca. 25% an den jährlichen Hochwasserereignissen der Monat mit den meisten extremen Überschwemmungen.<ref name="Tolika 2023">Tolika, K., C. Skoulikaris (2023): [https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161217 Atmospheric circulation types and floods'occurrence; a thorough analysis over Greece], Sci. Total Environ. 865</ref>

Eine wichtige Rolle spielen Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum (Abb. 14). Dabei handelt es sich um plötzlich einsetzende Hochwasserereignisse, die durch kurze, aber sehr intensive Niederschläge mit zumeist konvektivem Ursprung hervorgerufen werden. Neben den meteorologischen Bedingungen spielen die häufig engen Gebirgs- und Flusstäler, die vielfach durch Straßen und Bauten eingeengt sind, eine entscheidende Rolle. Sturzfluten bilden sich hauptsächlich in kleineren Flusseinzugsgebieten von weniger als 1000 km<sup>2</sup>. Im Zeitraum 1882-2021 hat es im östlichen Mittelmeerraum (einschließlich Italien) 132 Sturzfluten mit mehr als 10 Todesopfern gegeben. Die gesamte Opferzahl solcher Sturzfluten belief sich auf 6974 Todesfälle, mit 10 bis 598 Todesfällen pro Ereignis. Die meisten Hochwasserereignisse mit mehr als 10 Todesopfern hatten Italien (51), die Türkei (35), Ägypten (14) und Griechenland (12) zu verzeichnen. Saisonal gab es die meisten Extremereignisse im Herbst, mit 40% aller Ereignisse im Oktober und November. Die Anzahl der Extremereignisse pro 10 Jahre hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen (Abb. 14).<ref name="Diakakis 2023">Diakakis, M., K. Papagiannaki & Meletis Fouskaris (2023): [https://doi.org/10.3390/w15010119 The Occurrence of Catastrophic Multiple-Fatality Flash Floods in the Eastern Mediterranean Region], Water 15, no. 1: 119</ref>

[[Bild:Daniel Sept 2023 precipitation.jpg|thumb|560px|Abb. 15: Akkumulierte Niederschläge vom 3.bis 8. September 2023 durch das Sturmtief Daniel in der Region Thessalien.]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Daniel in Griechenland ====
Das Sturmtief Daniel, aus dem später ein Medicane wurde, der Teile Libyens verwüstete, hat am 3.-8. September 2023 in Zentral-Griechenland historische Starkregen verursacht. In der Region Thessalien wurden 1150 km2 überschwemmt. Davon waren ca. 820 km<sup>2</sup> bzw. 70% landwirtschaftliche Fläche. Das Sturmtief Daniel folgte auf Wochen, die durch Dürre, Waldbrände und intensive Hitze gekennzeichnet waren. Den Hochwassern fielen 17 Menschen zum Opfer, und die Sachschäden beliefen sich auf Milliarden von Euro. Die thessalische Ebene ist die wichtigste landwirtschaftliche Region Griechenlands, der „Brotkorb“ des Landes. Fast 70% der Baumwollernte wurde zerstört, ebenso war der Weizenanbau stark betroffen. Die landwirtschaftliche Gesamtproduktion ging um 50-60% zurück.<ref name="He 2024">He, K., Q. Yang, X. Shen et al. (2024): Brief communication: Storm Daniel flood impact in Greece in 2023: mapping crop and livestock exposure from synthetic-aperture radar (SAR), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2375–2382, https://doi.org/10.5194/nhess-24-2375-2024</ref> Etwa 200.000 Nutztiere ertranken in den Fluten. In den landwirtschaftlichen Gebieten machten zudem dicke Schlammschichten die Böden für mehrere Jahre unfruchtbar.<ref name="Matzarakis 2024">Matzarakis, A. (2024): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/griechenland-2023-hitze-hochwasser/ Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: J. L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05</ref>

Während des Sturmtiefs Daniel gab es über Europa eine stationäre Omegalage mit einem Hochdruckgebiet über Deutschland und zwei Tiefs über Spanien und Griechenland. Die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen sorgten für eine hohe Verdunstung und sehr viel Wasserdampf in der Luft. Für Griechenland wurde mit Extremniederschlägen von 500-1500 mm gerechnet. Tatsächlich fielen in zahlreichen Regionen in 12 Stunden so viele Niederschläge wie in Athen in einem Jahr und mehr. So gab es in dem Ort Zagora einen Niederschlag von 754 in 18 Stunden und damit einen neuen griechischen Rekord.<ref name="Matzarakis 2024"/>

== Starkregen und Hochwasserkatastrophen durch Medicanes ==
Alle Hochwasserkatastrophen der letzten Jahrzehnte wurden in ihren Folgen bei weitem übertroffen von dem [[Medicanes|Medicane]] Daniel, der sich im September 2023 auf dem Weg von Griechenland nach Nordafrika aus dem Sturmtief Daniel entwickelt hat und am 10. September auf die lybische Küste traf.
* '''Hauptartikel: [[Medicanes]]'''

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Vogel, R. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16350 Wie beeinflusst die Verdunstung von Regen das Klima und die Wetterextreme?] In: J.L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 105-108. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.19 [über Kaltluftseen bzw. cold pools]
* Matzarakis, A. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16321 Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/ Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen]. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05

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|ähnlich wie=Starkregen und Hochwasser in Nordamerika
|ähnlich wie=Starkregen und Hochwasser in Ostafrika
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Starkregen und Hochwasser im Mittelmeerraum

2024-12-28T14:25:10Z

Anja: /* Starkregen und seine Entstehung */

[[Bild:Flood fatalities Med 1980-2023.jpg|thumb|660px|Anzahl der Todesopfert durch Flutkatastrophen in mediterranen EU-Ländern 1980-2023 ]]
== Niederschläge im Mittelmeerraum ==
Der Mittelmeerraum gilt als Hotspot des Klimawandels. Dabei wird vor allem an [[Hitzewellen im Mittelmeerraum|Hitzewellen]] und [[Dürren im Mittelmeerraum|Dürren]] gedacht.<ref name="IPCC 2022">IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 4: Mediterranean Region, FAQ CCP4.1</ref> So zeigen Untersuchungen über die [[Änderung_der_Klimazonen|Verschiebung der Klimazonen]] durch den menschengemachten [[Klimawandel]], dass die Region zunehmend unter den Einfluss des trockenen subtropischen Klimas gerät.<ref name="Cui 2021">Cui, D., S. Liang & D. Wang (2021): [https://doi.org/10.1002/wcc.701 Observed and projected changes in global climate zones based on Köppen climate classification]. WIREs Climate Change, 12(3)</ref> Dennoch kommt es in verschiedenen Gebieten immer wieder auch zu extremen Niederschlags- und Hochwasserereignissen, wie im Oktober 2024 die Überflutungen mit weit über 200 Toten im Raum Valencia im Osten Spaniens<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref> und ein Jahr zuvor die gewaltigen Überflutungen mit 10.000 bis 20.000 Opfern in Libyen gezeigt haben.<ref name="Zachariah 2023">Zachariah, M., V. Kotroni, L. Kostas et al. (2023): [https://www.worldweatherattribution.org/interplay-of-climate-change-exacerbated-rainfall-exposure-and-vulnerability-led-to-widespread-impacts-in-the-mediterranean-region/ Interplay of climate change-exacerbated rainfall, exposure and vulnerability led to widespread impacts in the Mediterranean region]</ref>
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| [[Bild:Mediterranean trend 1980-2018.jpg|thumb|460px|Abb. 1: Regionale Niederschlagsänderungen in mm/Tag 1980-2018]]||[[Bild:SW-EU precipitation1979-2023.jpg|thumb|560px|Abb. 2: Niederschlag in mm pro Tag 1979-2023 in SW-Europa ]]
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Die Jahresmittelwerte der [[Klimaänderungen_im_Mittelmeerraum#Niederschläge|Niederschläge im Mittelmeerraum]] weisen über längere Zeiträume keine eindeutigen Trends auf. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts ergeben sich leichte Rückgänge, seit 1980 dagegen regional unterschiedliche Entwicklungen (Abb. 1). Die mittleren jährlichen Niederschläge z.B. des nordwestlichen Mittelmeerraumes (SW-Europa) haben sich in den letzten vier Jahrzehnten kaum verändert (Abb. 2),<ref name="C3S 2023">Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/precipitation-relative-humidity-and-soil-moisture-june-2023 Precipitation, relative humidity and soil moisture for June 2023]</ref> in Italien sind sie dagegen deutlich zurückgegangen.<ref name="MedECC 2020">MedECC (2020): [https://www.medecc.org/first-mediterranean-assessment-report-mar1 Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future]. First Mediterranean Assessment Report</ref> Die ausgeprägten [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Schwankungen]] über Dekaden lassen einen Einfluss durch die [[Treibhausgasemissionen|Emission von Treibhausgasen]] kaum erkennen. [[Klimamodelle|Klimamodellrechnungen]] zeigen dagegen einen deutlichen [[Klimaprojektionen_Mittelmeerraum#Änderungen_der_Niederschläge|Rückgang der Niederschläge bis zum Ende des 21. Jahrhunderts]].<ref name="MedECC 2020"/>

== Starkregen und seine Entstehung ==
[[Starkniederschläge und Hochwasser|Extreme Starkregenereignisse]] mit 800 mm Niederschlag an einem Tag mit bis zu 1000 Toten und damit verbundenen Überflutungen sind die gefährlichsten meteorologischen Katastrophen, die die Mittelmeerländer in Hinsicht auf [[Schäden durch Wetterextreme|Todesfälle und Sachschäden]] betreffen.<ref name="Insua-Costa 2022">Insua-Costa, D., M. Senande-Rivera, M.C. Llasat et al. (2022): [https://doi.org/10.1038/s41612-022-00234-w A global perspective on western Mediterranean precipitation extremes]. npj Clim Atmos Sci 5, 9.</ref> Sie treten oft im Herbst auf, wenn das noch warme Mittelmeer als Wärme- und Feuchtigkeitsquelle fungiert und die [[Wasserdampf|wasserdampfgesättigten Luftmassen]] durch starke Winde Richtung Land getrieben werden und sich an den Hängen der Küstenregionen abregnen. Dabei spielen neben der topographischen Anhebung auch thermische Konvektion und das Zusammentreffen mit kühleren Höhentiefs und Kaltlufttropfen<ref>DWD, Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=101396&lv2=101334 Kaltlufttropfen]</ref> (Cut-Off lows) in der mittleren und oberen [[Troposphäre]] eine wichtige Rolle.<ref name="Khodayar 2021">Khodayar, S., S. Davolio, P. Di Girolamo et al. (2021): [https://doi.org/10.5194/acp-21-17051-2021 Overview towards improved understanding of the mechanisms leading to heavy precipitation in the western Mediterranean: lessons learned from HyMeX], Atmospheric Chemistry and Physics 212, 22</ref> Auch kalte Luft am Boden (sog. cold pools), die z.B. über dem Mittelmeer durch [[Verdunstung]] von Niederschlag entsteht, kommt als Ursache von Abkühlung beim Zusammentreffen (Konvergenz) mit warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage.<ref name="Miglietta 2022">Miglietta, M.M. & S. Davolio (2022): [https://doi.org/10.5194/hess-26-627-2022 Dynamical forcings in heavy precipitation events over Italy: lessons from the HyMeX SOP1 campaign], Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 627–646</ref>

In den vielen Fällen sind [[Konvektion|konvektive]] Systeme, d.h. aufsteigende Luftmassen, für den starken Niederschlag verantwortlich, wenn die Luft genügend erwärmt und mit [[Wasserdampf]] gesättigt ist. Sie speisen sich größtenteils aus warm-feuchten Luftmassen, die über das Mittelmeer von Süden nach Norden ziehen und dort auf kühlere Luft oder Gebirgshänge stoßen. Außer der Konvektion spielt aber auch die Advektion, der horizontal Transport, z.B. von atlantischen Störungen, insbesondere für die Iberische Halbinsel eine Rolle.<ref name="Gonzalez-Hidalgo 2023">Gonzalez-Hidalgo, J.C., S. Beguería, D. Peña-Angulo et al. (2023): [https://doi.org/10.1002/joc.8060 MOPREDAS_century database and precipitation trends in mainland Spain, 1916–2020]. International Journal of Climatology, 43, 3828–3840</ref> Traditionell werden als Quellen für den Wasserdampf der [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckzellen]] die starke Erwärmung des Mittelmeers, das im Spätsommer Temperaturen von bis zu 30 °C erreichen kann, und die daraus folgende Verdunstung gesehen. Untersuchungen von 160 extremen Starkregenereignissen im westlichen und zentralen Mittelmeerrum über den Zeitraum 1980-2015 zeigen, dass das ein zu einfaches Bild ist.<ref name="Insua-Costa 2022"/>
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| [[Bild:Mediterran-water-vapour-sources.jpg|thumb|860px|Abb. 3: Herkunft und Zugbahnen feuchter Luftmassen, die zu den katastrophalen Niederschlägen in der südfranzösischen Provinz Var am 15. Juni 2020 beigetragen haben. ]]
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Das Mittelmeer ist nach Insua-Costa (2022)<ref name="Insua-Costa 2022"/> mit 35% die wichtigste Wasserdampfquelle für Starkregenereignisse in der Region; andere Autoren geben 40% an.<ref name="Miglietta 2022"/><ref name="Khodayar 2021"/> Die Luftfeuchtigkeit stammt vor allem dann aus dem Mittelmeer, wenn 3-4 Tage vor dem Extremereignis [[Hochdruckgebiet|Hochdruck]]wetter herrscht und die Verdunstung antreibt.<ref name="Miglietta 2022"/> Nach dem Mittelmeer als Wasserdampfquelle folgt der Nordatlantik mit 25%. Und an dritter Stelle folgen mit 10% die Landgebiete um das Mittelmeer herum, einschließlich des europäischen Kontinents, sowie an vierter Stelle der [[Tropen|tropisch]]e Atlantik mit ebenfalls rund 10%. Weitere Feuchtigkeitsquellen für die Niederschläge können 1000 und mehr km jenseits der Mittelmeerregion liegen, bis hin zum Pazifik. Die atlantischen Tiefdruckgebiete erreichen den Mittelmeerraum von Westen bzw. Südwesten. Vielfach gelangen die Tiefs auch über das Innere des afrikanischen Kontinents in die mediterrane Region, wobei die feuchte Luft teilweise auch aus dem Südatlantik oder sogar Südamerika stammen kann (Abb. 3).<ref name="Insua-Costa 2022"/> Bei dem Transport von feuchter Luft aus entfernten Regionen wie etwa den [[Tropen]] spielen, wie in jüngster Zeit festgestellt wurde, [[Atmosphärische Flüsse|atmosphärische Flüsse]] eine wichtige Rolle. Dabei handelt es sich um relativ schmale feuchtegesättigte Luftströmungen in 1 bis 2,5 km Höhe mit einer Breite von etwa 500 km und einer Länge von rund 2000 km, die auch als "Wasserdampfförderbänder" bezeichnet werden und sich von den Tropen und Subtropen bis in mittlere Breiten bewegen können.<ref name="DWD 2023">DWD (2023): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema%20des%20tages/2023/1/11.html Was sind Atmosphärische Flüsse?]</ref>
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| [[Bild:W-Med events moisture-source.jpg|thumb|560px|Abb. 4: Monatliche Anzahl der untersuchten Extremereignisse und Anteil der Herkunftsgebiete feuchter Luftmassen im westlichen Mittelmeerraum]]
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Abb. 4 zeigt, dass die Bedeutung der einzelnen Herkunftsgebiete von Luftmassen mit hohem Wasserdampfgehalt je nach Jahreszeit wechselt. Im Herbst dominiert das Mittelmeer als Quelle, im Winter der Atlantik und im Sommer die Landmassen im Umkreis des Mittelmeeres. Deutlich wird an Abb. 4 auch, dass die von Insua-Costa (2022) ausgewählten 160 extremen Starkregenereignisse sich massiv auf den Herbst konzentrieren.<ref name="Insua-Costa 2022"/>

Die Erforschung der regionalen Quellen des Wasserdampfs der mediterranen Starkniederschläge und ihrer Transportbahnen hat nicht nur wissenschaftliche, sondern auch eine erhebliche praktische Bedeutung. Sie ermöglicht eine bessere Vorhersage von Extremereignissen und kann damit nicht zuletzt Menschenleben retten.<ref name="Dorrington 2024">Dorrington, J., M. Wenta, F. Grazzini et al. (2024): [https://doi.org/10.5194/nhess-24-2995-2024 Precursors and pathways: dynamically informed extreme event forecasting demonstrated on the historic Emilia-Romagna 2023 flood], Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2995–3012</ref>

== Starkregen und Hochwasser auf der Iberischen Halbinsel ==
=== [[Atmosphärische Flüsse]] und Kaltlufttropfen ===
In Spanien leben 2 Millionen Menschen an Orten mit einem hohen Überschwemmungsrisiko. Zwischen 2000 und 2020 verursachten Hochwasser 215 Todesfälle, vor allem in den mediterranen Küstenregionen. In der Region Valencia, die trotz geringer Jahresniederschläge zu den gefährdetsten Gebieten durch Hochwasser gehört, leben 600.000 Menschen in Gefahrengebieten durch Überflutungen, davon 30.000 in Gebieten mit einem hohen Risiko.<ref name="Olcina 2022">Olcina, J., Á.-F. Morote, and M. Hernández (2022): Teaching Floods in the Context of Climate Change with the Use of Official Cartographic Viewers (Spain). Water 14, no. 21: 3376. https://doi.org/10.3390/w14213376</ref>

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| [[Bild:Iberia cut-off low.jpg|thumb|340px|Abb. 5: Kaltlufttropfen über der westlichen Iberischen Halbinsel (blaue Ellipse), der zusammen mit einer südwestlichen Bodenströmung (hellblaue Pfeile) extreme Niederschläge über der Region Valencia (grünes Quadrat) produziert hat. Die Farbflächen geben die Windgeschwindigkeit in m/sec an, die schwarzen Konturen die geopotentielle Höhe von 200 hPa in m.]]||[[Bild:Küstenlandschaft O-Spanien.jpg|thumb|460px|Abb. 6: Küstenlandschaft um die Stadt Oliva in der Provinz Valencia: Küstengebirge zwingen feuchtwarme maritime Luft zum Aufsteigen und Abregnen.]]
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Die Iberische Halbinsel liegt zwischen der feuchten nordatlantischen Region und dem trockensten Gebiet des [[Subtropen|subtropisch]]en [[Hochdruckgebiet|Hochdruckgürtels]]. Die einzelnen Regionen der Iberischen Halbinsel werden daher zu verschiedenen Jahreszeiten sowohl von den feuchten atlantischen Fronten als auch von der trockenen Luft aus der Sahara, die auf dem Weg über das Mittelmeer aber oft viel Wasserdampf aufnimmt, beeinflusst, was zu großen regionalen Unterschieden führt. Der mittlere jährliche Niederschlag für Spanien beträgt 628 mm, bei allerdings erheblichen Unterschieden zwischen den Regionen. So erreichen beispielsweise am Cabo de Gata (Almeria, Südostspanien) die Niederschlagsmengen kaum 150 mm/Jahr, in Alicante 420 mm/Jahr und in Valencia kaum 500 mm/Jahr, während sie in der Stadt Rois (La Coruña, Nordostspanien) durchschnittlich 2959 mm/Jahr beträgt. Die niedrigen Werte im Osten und Südosten Spaniens sind sowohl durch den Einfluss der warmen und trockenen Luft aus der Sahara bedingt als auch durch die Hochlandgebiete und Gebirgszüge im Innern des Landes und das Azorenhoch, die die mediterrane Küstenzone vor den atlantischen Tiefdruckzellen abschirmen.<ref name="Eguibar 2021">Eguibar, M.Á., R. Porta-García, F.J. Torrijo & J. Garzón-Roca (2021): [https://doi.org/10.3390/w13212975 Flood Hazards in Flat Coastal Areas of the Eastern Iberian Peninsula: A Case Study in Oliva (Valencia, Spain)], Water 13, no. 21: 2975</ref>

[[Bild:Atmospheric river Iberia2001.jpg|thumb|540px|Abb. 7: Atmosphärischer Fluss von der Karibik zur Iberischen Halbinsel am 5.1.2001. Farbschattierung: Wasserdampfgehalt in kg/m<sup>2</sup>. ]]
In den letzten Jahrzehnten kam es trotz der geringen Jahresmittelwerte in den ostspanischen Regionen während einiger Starkregenereignisse zu den höchsten Niederschlägen in Europa. So wurden beispielsweise in nur einer Stunde am 19. Oktober 2018 in Vinarós (Castellón) 159 mm und am 23. September 2008 in Sueca (Valencia) 144,4 mm gemessen. Normalerweise treten derartige Niederschläge im Herbst (September bis November) auf, wenn die ersten Kaltfronten die Iberische Halbinsel vom nördlichen Atlantik her erreichen und das Mittelmeer noch aufgrund der Erwärmung im Sommer hohe Temperaturen aufweist.<ref name="Eguibar 2021"/> Untersuchungen von rund 900 Starkregenereignissen (>150 mm/h) zwischen 1950 und 2020 zeigen, dass das Aufeinandertreffen von Kaltluftzellen in der Höhe (Cut-Off Lows), die sich von planetaren Wellen abgelöst haben, und warm-feuchten Luftmassen aus östlichen und besonders südöstlichen Richtungen in tieferen atmosphärischen Schichten die entscheidenden Faktoren für heftige Niederschläge in der mediterranen Küstenregion Spaniens waren.<ref name="Miró 2022">Miró, J.J., M. Lemus-Canovas, R. Serrano-Notivoli et al. (2022): A component-based approximation for trend detection of intense rainfall in the Spanish Mediterranean coast, Weather Clim. Extremes, 38, 100513, https://doi.org/10.1002/qj.3803 </ref>

Die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer wird dabei durch thermische [[Konvektion]] und Küstengebirge zum Aufsteigen gebracht und trifft in der mittleren und oberen Troposphäre auf die bis zu -30 °C kalten Tiefdruckzellen, was in kurzer Zeit zu Niederschlägen führen kann, die einem Jahresniederschlag entsprechen. In den flachen Küstenregionen ereignen sich in solchen Fällen regelmäßig starke Überschwemmungen, die Schäden an Infrastrukturen, Industrieanlagen und Gebäuden verursachen und auch zu zahlreichen Todesfällen geführt haben.<ref name="Eguibar 2021"/> In der westlichen Iberischen Halbinsel kommt es zu Starkregenereignissen meistens durch zonale Strömungen wie [[Atmosphärische Flüsse]].<ref name="Claro 2023">Claro, A.M., A. Fonseca, H. Fraga, and J.A. Santos (2023):Susceptibility of Iberia to Extreme Precipitation and Aridity: A New High-Resolution Analysis over an Extended Historical Period, Water 15, no. 21: 3840. https://doi.org/10.3390/w15213840</ref>

Die Änderung von Starkniederschlägen an der spanischen Mittelmeerküste hängt nach Miro et al. (2022)<ref name="Miró 2022"/> u.a. mit der durch den Klimawandel bedingten Abnahme des Temperaturgegensatzes zwischen den [[Klimaänderungen in den Polargebieten|polaren]] und mittleren Breiten zusammen. Die Folge ist ein langsamerer [[Jetstream|Polarjet]], der dadurch mehr planetare Wellen ausbildet, die wiederum länger anhaltende gegensätzliche Wetterlagen zur Folge haben. Eine weitere Folge ist die Ablösung von Tiefdruckzellen bzw. Kaltlufttropfen in der höheren Troposphäre der mittleren Breiten mit einem Schwerpunkt über der westlichen Mittelmeerregion. Die Bildung solcher kalten Tiefdruckzellen soll in jüngster Zeit um 20% zugenommen haben. Modellstudien projizieren in diesem Zusammenhang für die nächsten Jahrzehnte in den mediterranen Küstengebieten Spaniens trotz einer Reduktion der jährlichen Niederschläge um 20-40% eine weitere Zunahme der Starkniederschläge.<ref name="Miró 2022"/> Starkniederschläge, an deren Entstehung Kaltlufttropfen beteiligt sind, könnten bis zum Ende des Jahrhunderts im nordöstlichen Spanien sogar um 61% zunehmen.<ref name="Ferreira 2021">Ferreira, R.N. (2021): [https://doi.org/10.3390/atmos12070835 Cut-Off Lows and Extreme Precipitation in Eastern Spain: Current and Future Climate], Atmosphere 12, no. 7: 835</ref>

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Valencia 2024 ====
Am 29. und 30. Oktober 2024 kam es in der Region Valencia zu extrem starken Niederschlägen sowie verheerenden Überschwemmungen und Sturzfluten. Der Katastrophe fielen mindestens 200 Menschen zum Opfer. Vielerorts fielen mehr als 300 mm Niederschlag, mehr als die Hälfte der Jahressumme. An der Wetterstation Chiva (Abb. 8) wurden sogar 491 mm in nur 8 Stunden gemessen, was etwa dem Niederschlag eines ganzen Jahres in der Region entspricht.<ref name="WMO 2024">WMO (2024): [https://wmo.int/media/news/devastating-rainfall-hits-spain-yet-another-flood-related-disaster Devastating rainfall hits Spain in yet another flood-related disaster]</ref> Im benachbarten Ort Turís wurde mit 184,6 mm/h der spanische Stunden-Rekord gebrochen.<ref name="ESSL 2024">European Severe Storms Laboratory (2024): [https://www.essl.org/cms/meteorological-analysis-of-extreme-flash-flood-situation-in-the-valencia-region/ Meteorological analysis of extreme flash flood situation in the Valencia region]</ref>
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| [[Bild:Floods Spain 29.10.24.jpg|thumb|460px|Abb. 8: Niederschlagsmengen in l/m<sup>2</sup> am 29.10.2024 in der Provinz Valencia. Maximum in Chiva mit 491 l/m<sup>2</sup> in 8 Stunden, was dem Jahresmittel entspricht. ]]||[[Bild:Valencia flood 2024 cars.jpg|thumb|260px|Abb. 9: Durch Wassermassen zusammengeschobene PKWs in Paiporta (Valencia) am 30.10.2024.]]
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Die Wetterlage war bestimmt durch isolierte Kaltluft in großer Höhe, die häufig im Herbst die Iberische Halbinsel aus polaren Regionen erreicht und einige Tage lang als Tiefdruckgebiet über der betroffenen Region rotiert. Dieser Kaltlufttropfen lag Ende Oktober 2024 über NW-Afrika und S-Spanien.<ref name="ESSL 2024"/> Das System erzeugte am Boden östliche Winde, die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer Richtung Küste transportieren. Hier wurde die Luft durch Küstengebirge und kältere Luft in der Höhe zum Aufsteigen veranlasst, kühlte sich ab, der Wasserdampf kondensierte, und es kam zu starken Niederschlägen. Valencia und Katalonien sind von solchen Ereignissen häufig betroffen. Etwa ein Drittel der stärksten Hochwasserkatastrophen standen hier in Verbindung mit Kaltlufttropfen in der mittleren und oberen Troposphäre.<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref>

Vorläufige Schätzungen ergeben, dass es sich bei den Starkniederschlägen Ende Oktober 2024 um ein Ereignis handelte, dass unter den gegenwärtigen Klimabedingungen (bei einer Erwärmung um 1,3 °C) einmal in 20 Jahren vorkommt und um 12% intensiver ausfällt als ohne den anthropogenen Klimawandel.<ref name="WWA 2024"/>

== Starkregen und Hochwasser in S-Frankreich ==
=== Hochwasser als wichtigste Naturkatastrophen ===
Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022">Nouaceur, Z., O. Murarescu & G.e Muratoreanu (2022): [https://doi.org/10.3390/geosciences12120447 Statistical Analysis of Heavy Rains and Floods around the French Mediterranean Basin over One Half a Century of Observations], Geosciences 12, no. 12: 447</ref>

Hochwasser in Südfrankreich gibt es hauptsächlich in den Monaten Oktober bis Dezember. Die Starkniederschläge haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen, vor allem die Häufigkeit kurzer Starkregenfälle. Die Hochwasserereignisse zeigen dagegen keinen Trend. Wahrscheinlicher Grund für das Ausbleiben von Hochwassertrends sind die höhere Verdunstung und die trockeneren Böden. Überschwemmungen nehmen nicht zwangsläufig mit der Zunahme extremer Niederschläge zu. Die zunehmend geringere Bodenfeuchtigkeit scheint dafür eine Erklärung zu sein.<ref name="Tramblay 2023">Tramblay, Y., P. Arnaud, G. Artigue (2023): [https://doi.org/10.5194/hess-27-2973-2023 Changes in Mediterranean flood processes and seasonality], Hydrol. Earth Syst. Sci., 27, 2973–2987</ref>

Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022"/>

=== Einzelne Ereignisse ===
[[Bild:Aude-2018-moisture.jpg|thumb|460px|Abb. 10: Wasserdampftransport über dem Mittelmeer (gestrichelte rote Linie) und von den Resten des Hurrikans Leslie (rote Linie). Braune Linien: geopotentielle Meter bei 925 hPa. Blaue Farbtöne: Wasserdampfgehalt der Luft in g/kg. Durch Pfeile und Beschriftung ergänzt.]]
==== Departement Aude 2018 (S-Frankreich) ====
In der Nacht vom 14. zum 15. Oktober 2018 erlebte das Département Aude ein verheerendes Hochwasser, dem 15 Menschen zum Opfer fielen und durch das 7000 Häuser überflutet wurden. Vorausgegangen waren intensive Niederschläge in benachbarten Gebieten, durch die z.B. auf Mallorca 13 Todesopfer zu beklagen waren.<ref name="Caumont 2021">Caumont, O., M. Mandement, F Bouttier et al. (2021): [https://nhess.copernicus.org/articles/21/1135/2021/nhess-21-1135-2021.html The heavy precipitation event of 14–15 October 2018 in the Aude catchment: a meteorological study based on operational numerical weather prediction systems and standard and personal observations], NHESS 21, 1135–1157</ref> Die Sachschäden beliefen sich auf 325 Mio. Euro. Die Starkniederschläge im südfranzösischen Department Aude erreichten ca. 200 mm in 11 Stunden, mit örtlichen Spitzen von 295 mm in 11 Stunden und 110 mm in 2 Stunden.<ref name="Mandement 2021">Mandement, M. and O. Caumont (2021): [https://doi.org/10.5194/wcd-2-795-2021 A numerical study to investigate the roles of former Hurricane Leslie, orography and evaporative cooling in the 2018 Aude heavy-precipitation event], Weather Clim. Dynam., 2, 795–818</ref>

Eine Besonderheit der Niederschlagsereignisse war die Beteiligung von Resten eines Hurrikans mit dem Namen Leslie, der sich auf dem tropischen Nordatlantik entwickelt hatte und mit 175 km/h als zweiter tropischer Wirbelsturm seit 1842 auf die portugiesische Küste traf. Gleichzeitig wurden sehr feuchte Luftmassen aus dem Wirbelsturmtief nach Osten und Nordosten transportiert, die eine quasistationäre Kaltfront über Südwestfrankreich verstärkten. Dabei entstanden heftige Gewitter mit starken Regenschauern und schweren Stürmen. Eine weitere Feuchtigkeitsquelle war das westliche Mittelmeer durch eine starke Verdunstung. Die dabei entstandenen feuchtwarmen Luftmassen wurden am östlichen Ende der Pyrenäen zum Aufsteigen gezwungen und bewegten sich in Richtung des Aude-Einzugsgebiets. Hier stießen sie auf die Kaltluft vom Atlantik, die sie zu verstärkter Konvektion veranlasste (Abb. 10).<ref name="Caumont 2021"/>

== Starkregen und Hochwasser in Italien ==
=== Allgemeine Prozesse ===
[[Bild:Gulf Genua MCS mechanism.jpg|thumb|560px|Abb. 11: Wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind.]]
Die italienische Halbinsel ist gegenüber Naturkatastrophen durch Starkniederschläge besonders exponiert. Entscheidende Faktoren sind die steilen Hänge der Alpen und des Apennins in unmittelbarere Nähe zum Mittelmeer sowie das Mittelmeer selbst, das als Feuchte- und Wärmequelle fungiert (Abb. 11). Sie bestimmen die Konvergenz und den Auftrieb von feuchten und instabilen Luftmassen, die die Konvektion über Italien und die umgebenden Meere antreiben. Hinzu kommt, dass Starkniederschläge in den kleinen Flusstälern mit ihren steilen Hängen in relativ kurzer Zeit verheerende Überschwemmungen anrichten können.<ref name="Miglietta 2022"/>

Besonders starke Auswirkungen haben größere Gewitterkomplexe, die aus mehreren einzelnen Gewitterzellen entstehen, die sich zusammenschließen und sog. mesoskalige konvektive Systeme<ref>DWD: Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=692600&lv2=101640 Mesoskaliges konvektives System (MCS)]</ref> bilden. In der Nähe von Gebirgshängen können Starkregenereignisse durch orographische Anhebung von feuchten Luftmassen entstehen, die sich dabei abkühlen und ausregnen. Das Abkühlen von warmer Luft kann aber auch durch das Zusammentreffen mit kalten Höhentiefs, die vom Atlantik und Westeuropa heranziehen, hervorgerufen werden. Auch kalte Luft am Boden, sog. cold pools<ref name="DMG 2021">Deutsche Meteorologische Gesellschaft (2021): [https://www.dmg-ev.de/2021/08/25/was-ist-ein-cold-pool/ Cold Pool – Was ist ein Cold Pool?]</ref>, kommt als Auslöser von Abkühlung warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage. Sie können z.B. über dem Mittelmeer durch Verdunstung von Niederschlag unter Gewitterwolken entstehen. Die dabei gebildete kalte und schwere Luft eines cold pools breitet sich als Kaltluftsee unter den Regenwolken aus und bewirkt eine Anhebung angrenzender leichterer und wärmerer Luftmassen, was zu erneuter Wolkenbildung und Regen führen kann.<ref name="Miglietta 2022"/>

Abb. 11 zeigt einige wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind. Die orangenen Pfeile stehen für das Vordringen von feuchten und warmen Luftmassen nach Norden. Dabei kann es sich ursprünglich um einen Schirokko handeln, der aus Nordafrika heiße Luft über das Mittelmeer treibt, die dabei viel Wasserdampf aufnimmt. Diese heißen Luftmassen stoßen im Osten über die Adria und die Poebene auf die Alpenfront, im Westen über das Tyrrhenische und Ligurische Meer auf die Südränder von Westalpen und Apennin. Im Osten wird die warmfeuchte Luft durch die Alpenfront nach Westen umgelenkt. Dabei kann es zur Anhebung der warm-feuchten Luft durch die Ausläufer der Alpen kommen, wobei Abkühlung und Kondensation Starkniederschläge erzeugen. Durch die Westalpen werden die inzwischen abgekühlten Luftströmungen nach Süden abgelenkt, wo sie über die niedrigsten Bereiche des Ligurischen Apennin das Mittelmeer erreichen. Hier stoßen sie auf warme und feuchte Luftmassen, die durch die schwere und kühlere Luft aus dem Alpenraum zur Konvektion bzw. zum Aufsteigen, sich Abkühlen und eventuell zu starken Niederschlägen veranlasst wird.<ref name="Miglietta 2022"/>
[[Bild:Water vapour flow Alex.jpg|thumb|560px|Abb. 12: Wasserdampftransport über den Atlantik als Teil der Entstehung des Sturmtiefs Alex über Westeuropa und Norditalien ]]
[[Bild:Emilia-Romagna flood May2023.jpg|thumb|560px|Abb. 13: Hochwasser in der italienischen Region Emilia-Romagna: überschwemmte Wohn- und Gewerbegebiete]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Alex 2020 ====
Das Sturmtief Alex richtete im Oktober 2020 in Frankreich, den westlichen Alpen und besonders in Italien durch Rekordniederschläge starke Zerstörungen an. Es bildete sich über dem Nordatlantik und zog über Frankreich, Großbritannien und die Iberische Halbinsel nach Osten (Abb. 12). Der Transport von Wasserdampf über den Nordatlantik von der Ostküste Nordamerikas bis Westeuropa vollzog sich in Form eines atmosphärischen Flusses.<ref name="Grazzini 2024">Grazzini, F., J. Dorrington, C.M. Gramset et al. (2024): [https://doi.org/10.1002/qj.4755 Improving forecasts of precipitation extremes over northern and central Italy using machine learning]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 150(762), 3167–3181</ref> Am Alpenrand trafen die kühlen und feuchten Luftmassen auf sehr warme und feuchte Luft vom Mittelmeer, die dadurch abkühlten. An den Meeralpen und Ligurischen Alpen kam es durch Anhebung zu weiterer Abkühlung und heftigen Niederschlägen von über 600 mm in 24 Stunden und Gewittern über Nordwestitalien, die durch Überflutungen Straßen, Brücken und Gebäude zerstörten. Viele Regionen verzeichneten Rekordhochwasser an zahlreichen Flüssen und Überschwemmungen ganzer Landstriche.<ref name="Wikipedia 2024">Wikipedia (2024): [https://de.wikipedia.org/wiki/Alpenhochwasser_2020 Alpenhochwasser 2020]</ref>

==== Starkniederschläge in der Emilia-Romagna 2023 ====
Im Mai 2023 kam es in der italienischen Provinz Emilia-Romagna zu gewaltigen Starkniederschläge, die als das regenreichste Ereignis dieser Art in Norditalien eingestuft wurden. Die Wiederkehrperiode wurde auf 200 Jahre bzw. eine Wahrscheinlichkeit des Eintretens von 0,5% geschätzt. Die Stationsdaten der Region zeigen dennoch keinen Trend vergleichbarer Ereignisse und damit keinen Einfluss des Klimawandels. Das Extremereignis bestand aus drei aufeinander folgenden Starkregenereignissen, auf die extreme Hochwasser folgten. Örtlich fielen an zwei Tagen 190 mm Niederschlag, einige Flüsse stiegen um 10 m in 24 Stunden an, und es kam zu Dammbrüchen, Überflutungen von Deichen und zahlreichen Erdrutschen. Insgesamt wurden 15 Menschen getötet. Das Hochwasserereignis war nicht zuletzt durch die Jahreszeit außergewöhnlich, da die meisten Starkregenereignissen in der Region wie im gesamten Mittelmeer im Herbst und Winter geschehen.<ref name="Barnes 2023">Barnes, C., D. Faranda, E. Coppola et al. (2023): [https://doi.org/10.25561/104550 Limited net role for climate change in heavy spring rainfall in Emilia-Romagna]</ref>

Die Regenfälle wurden durch drei unterschiedliche Tiefdrucksysteme über dem Tyrrhenischen Meer verursacht, die mit einem nordöstlichen Wind entlang der adriatischen Seite des Apennins interagierten. Dadurch wurden feuchte Luftmassen angehoben, kühlten sich ab, der Wasserdampf kondensierte und es begann stark zu regnen. Durch die andauernden Niederschläge war der Boden bald gesättigt, und das Wasser floss unmittelbar in die Flüsse, von wo es sich auf angrenzende Landfläche ausbreitete (Abb. 13). Die Wasseraufnahmekapazität der Böden war zudem auch deshalb begrenzt, weil Nord-Italien über zwei Jahre davor aufgrund geringer Schneefälle in den Alpen, Dolomiten und Apennin unter einer schweren Dürre gelitten hatte, wodurch die Böden verdichteten und das Versickern von Niederschlag behinderten.<ref name="Barnes 2023"/>

== Starkregen und Hochwasser im östlichen Mittelmeerraum ==
=== Überblick ===
[[Bild:Flash-floods-fatalities-E-Med dt.jpg|thumb|560px|Abb. 14: Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum mit mehr als 10 Todesfällen (blaue Säulen), Anzahl der Todesfälle (gelbe Kurve) pro 10 Jahre. Gestrichelte Linien: lineare Trends. Übersetzt.]]
Starkregenereignisse sind im östlichen Mittelmeer verbunden mit einer Vielfalt an Wetterlagen mit unterschiedlicher Niederschlagsergiebigkeit, Intensität und Ausdehnung verschiedener Herkunft der Feuchtigkeit. Viele der heftigen Niederschläge sind mit Tiefdruckzellen über Zypern verbunden. Insgesamt stammt die Feuchtigkeit jedoch aus einem großen Einzugsgebiet. So sind neben dem Zypern-Tief Tiefdruckzellen über dem Roten Meer von Bedeutung, die Feuchtigkeit bis ins östliche Mittelmeer transportieren können und Starkregen vor allem im Herbst hervorrufen. Trotz ihrer Seltenheit sind diese Tiefs für 38% der Sturzfluten in semiariden und ariden Regionen der Levante verantwortlich. Störungen des Subtropischen Jetstreams können über Atmosphärische Flüsse Feuchtigkeit aus den äquatorialen Regionen in Richtung östliches Mittelmeer veranlassen, die intensive Regenfälle über mehrere Tage bewirken. In seltenen Fällen, aber umso folgenreicher sind Medicanes für extreme Niederschläge verantwortlich, bei denen es sich um Wirbelstürme handelt, die einige Eigenschaften mit den tropischen Hurrikanen teilen. In manchen Regionen sind an 2-5% der Tage mit Starkniederschlägen Medicanes beteiligt.<ref name="Hochman 2022">Hochman, A., F. Marra, G. Messori et al. (2022): [https://doi.org/10.5194/esd-13-749-2022 Extreme weather and societal impacts in the eastern Mediterranean], Earth Syst. Dynam., 13, 749–777</ref>

Während sich Starkniederschläge im westlichen Mittelmeerraum zu 60% vor allem im Herbst ereignen, ist ihre Hauptsaison im östlichen Mittelmeerraum mit über 70% der Winter.<ref name="Mastrantonas 2021">Mastrantonas, N., P. Herrera-Lormendez, L. Magnusson et al. (2021): [https://doi.org/10.1002/joc.6985 Extreme precipitation events in the Mediterranean: Spatiotemporal characteristics and connection to large-scale atmospheric flow patterns], Int. J. Climatol., 41, 2710–2728</ref> So kam es in Griechenland in der Periode 2012-2018 hauptsächlich im Winterhalbjahr zwischen Oktober und April als Folge von extremen Niederschlägen zu Hochwasserereignissen. Der Februar war mit einem Anteil von ca. 25% an den jährlichen Hochwasserereignissen der Monat mit den meisten extremen Überschwemmungen.<ref name="Tolika 2023">Tolika, K., C. Skoulikaris (2023): [https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161217 Atmospheric circulation types and floods'occurrence; a thorough analysis over Greece], Sci. Total Environ. 865</ref>

Eine wichtige Rolle spielen Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum (Abb. 14). Dabei handelt es sich um plötzlich einsetzende Hochwasserereignisse, die durch kurze, aber sehr intensive Niederschläge mit zumeist konvektivem Ursprung hervorgerufen werden. Neben den meteorologischen Bedingungen spielen die häufig engen Gebirgs- und Flusstäler, die vielfach durch Straßen und Bauten eingeengt sind, eine entscheidende Rolle. Sturzfluten bilden sich hauptsächlich in kleineren Flusseinzugsgebieten von weniger als 1000 km<sup>2</sup>. Im Zeitraum 1882-2021 hat es im östlichen Mittelmeerraum (einschließlich Italien) 132 Sturzfluten mit mehr als 10 Todesopfern gegeben. Die gesamte Opferzahl solcher Sturzfluten belief sich auf 6974 Todesfälle, mit 10 bis 598 Todesfällen pro Ereignis. Die meisten Hochwasserereignisse mit mehr als 10 Todesopfern hatten Italien (51), die Türkei (35), Ägypten (14) und Griechenland (12) zu verzeichnen. Saisonal gab es die meisten Extremereignisse im Herbst, mit 40% aller Ereignisse im Oktober und November. Die Anzahl der Extremereignisse pro 10 Jahre hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen (Abb. 14).<ref name="Diakakis 2023">Diakakis, M., K. Papagiannaki & Meletis Fouskaris (2023): [https://doi.org/10.3390/w15010119 The Occurrence of Catastrophic Multiple-Fatality Flash Floods in the Eastern Mediterranean Region], Water 15, no. 1: 119</ref>

[[Bild:Daniel Sept 2023 precipitation.jpg|thumb|560px|Abb. 15: Akkumulierte Niederschläge vom 3.bis 8. September 2023 durch das Sturmtief Daniel in der Region Thessalien.]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Daniel in Griechenland ====
Das Sturmtief Daniel, aus dem später ein Medicane wurde, der Teile Libyens verwüstete, hat am 3.-8. September 2023 in Zentral-Griechenland historische Starkregen verursacht. In der Region Thessalien wurden 1150 km2 überschwemmt. Davon waren ca. 820 km<sup>2</sup> bzw. 70% landwirtschaftliche Fläche. Das Sturmtief Daniel folgte auf Wochen, die durch Dürre, Waldbrände und intensive Hitze gekennzeichnet waren. Den Hochwassern fielen 17 Menschen zum Opfer, und die Sachschäden beliefen sich auf Milliarden von Euro. Die thessalische Ebene ist die wichtigste landwirtschaftliche Region Griechenlands, der „Brotkorb“ des Landes. Fast 70% der Baumwollernte wurde zerstört, ebenso war der Weizenanbau stark betroffen. Die landwirtschaftliche Gesamtproduktion ging um 50-60% zurück.<ref name="He 2024">He, K., Q. Yang, X. Shen et al. (2024): Brief communication: Storm Daniel flood impact in Greece in 2023: mapping crop and livestock exposure from synthetic-aperture radar (SAR), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2375–2382, https://doi.org/10.5194/nhess-24-2375-2024</ref> Etwa 200.000 Nutztiere ertranken in den Fluten. In den landwirtschaftlichen Gebieten machten zudem dicke Schlammschichten die Böden für mehrere Jahre unfruchtbar.<ref name="Matzarakis 2024">Matzarakis, A. (2024): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/griechenland-2023-hitze-hochwasser/ Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: J. L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05</ref>

Während des Sturmtiefs Daniel gab es über Europa eine stationäre Omegalage mit einem Hochdruckgebiet über Deutschland und zwei Tiefs über Spanien und Griechenland. Die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen sorgten für eine hohe Verdunstung und sehr viel Wasserdampf in der Luft. Für Griechenland wurde mit Extremniederschlägen von 500-1500 mm gerechnet. Tatsächlich fielen in zahlreichen Regionen in 12 Stunden so viele Niederschläge wie in Athen in einem Jahr und mehr. So gab es in dem Ort Zagora einen Niederschlag von 754 in 18 Stunden und damit einen neuen griechischen Rekord.<ref name="Matzarakis 2024"/>

== Starkregen und Hochwasserkatastrophen durch Medicanes ==
Alle Hochwasserkatastrophen der letzten Jahrzehnte wurden in ihren Folgen bei weitem übertroffen von dem [[Medicanes|Medicane]] Daniel, der sich im September 2023 auf dem Weg von Griechenland nach Nordafrika aus dem Sturmtief Daniel entwickelt hat und am 10. September auf die lybische Küste traf.
* '''Hauptartikel: [[Medicanes]]'''

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Vogel, R. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16350 Wie beeinflusst die Verdunstung von Regen das Klima und die Wetterextreme?] In: J.L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 105-108. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.19 [über Kaltluftseen bzw. cold pools]
* Matzarakis, A. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16321 Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/ Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen]. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05

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}}

Starkregen und Hochwasser im Mittelmeerraum

2024-12-28T14:12:11Z

Anja: /* Starkregen und seine Entstehung */

[[Bild:Flood fatalities Med 1980-2023.jpg|thumb|660px|Anzahl der Todesopfert durch Flutkatastrophen in mediterranen EU-Ländern 1980-2023 ]]
== Niederschläge im Mittelmeerraum ==
Der Mittelmeerraum gilt als Hotspot des Klimawandels. Dabei wird vor allem an [[Hitzewellen im Mittelmeerraum|Hitzewellen]] und [[Dürren im Mittelmeerraum|Dürren]] gedacht.<ref name="IPCC 2022">IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 4: Mediterranean Region, FAQ CCP4.1</ref> So zeigen Untersuchungen über die [[Änderung_der_Klimazonen|Verschiebung der Klimazonen]] durch den menschengemachten [[Klimawandel]], dass die Region zunehmend unter den Einfluss des trockenen subtropischen Klimas gerät.<ref name="Cui 2021">Cui, D., S. Liang & D. Wang (2021): [https://doi.org/10.1002/wcc.701 Observed and projected changes in global climate zones based on Köppen climate classification]. WIREs Climate Change, 12(3)</ref> Dennoch kommt es in verschiedenen Gebieten immer wieder auch zu extremen Niederschlags- und Hochwasserereignissen, wie im Oktober 2024 die Überflutungen mit weit über 200 Toten im Raum Valencia im Osten Spaniens<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref> und ein Jahr zuvor die gewaltigen Überflutungen mit 10.000 bis 20.000 Opfern in Libyen gezeigt haben.<ref name="Zachariah 2023">Zachariah, M., V. Kotroni, L. Kostas et al. (2023): [https://www.worldweatherattribution.org/interplay-of-climate-change-exacerbated-rainfall-exposure-and-vulnerability-led-to-widespread-impacts-in-the-mediterranean-region/ Interplay of climate change-exacerbated rainfall, exposure and vulnerability led to widespread impacts in the Mediterranean region]</ref>
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Mediterranean trend 1980-2018.jpg|thumb|460px|Abb. 1: Regionale Niederschlagsänderungen in mm/Tag 1980-2018]]||[[Bild:SW-EU precipitation1979-2023.jpg|thumb|560px|Abb. 2: Niederschlag in mm pro Tag 1979-2023 in SW-Europa ]]
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|}

Die Jahresmittelwerte der [[Klimaänderungen_im_Mittelmeerraum#Niederschläge|Niederschläge im Mittelmeerraum]] weisen über längere Zeiträume keine eindeutigen Trends auf. Seit der Mitte des 20. Jahrhunderts ergeben sich leichte Rückgänge, seit 1980 dagegen regional unterschiedliche Entwicklungen (Abb. 1). Die mittleren jährlichen Niederschläge z.B. des nordwestlichen Mittelmeerraumes (SW-Europa) haben sich in den letzten vier Jahrzehnten kaum verändert (Abb. 2),<ref name="C3S 2023">Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/precipitation-relative-humidity-and-soil-moisture-june-2023 Precipitation, relative humidity and soil moisture for June 2023]</ref> in Italien sind sie dagegen deutlich zurückgegangen.<ref name="MedECC 2020">MedECC (2020): [https://www.medecc.org/first-mediterranean-assessment-report-mar1 Climate and Environmental Change in the Mediterranean Basin – Current Situation and Risks for the Future]. First Mediterranean Assessment Report</ref> Die ausgeprägten [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Schwankungen]] über Dekaden lassen einen Einfluss durch die [[Treibhausgasemissionen|Emission von Treibhausgasen]] kaum erkennen. [[Klimamodelle|Klimamodellrechnungen]] zeigen dagegen einen deutlichen [[Klimaprojektionen_Mittelmeerraum#Änderungen_der_Niederschläge|Rückgang der Niederschläge bis zum Ende des 21. Jahrhunderts]].<ref name="MedECC 2020"/>

== Starkregen und seine Entstehung ==
[[Starkniederschläge und Hochwasser|Extreme Starkregenereignisse]] mit 800 mm Niederschlag an einem Tag mit bis zu 1000 Toten und damit verbundenen Überflutungen sind die gefährlichsten meteorologischen Katastrophen, die die Mittelmeerländer in Hinsicht auf [[Schäden durch Wetterextreme|Todesfälle und Sachschäden]] betreffen.<ref name="Insua-Costa 2022">Insua-Costa, D., M. Senande-Rivera, M.C. Llasat et al. (2022): [https://doi.org/10.1038/s41612-022-00234-w A global perspective on western Mediterranean precipitation extremes]. npj Clim Atmos Sci 5, 9.</ref> Sie treten oft im Herbst auf, wenn das noch warme Mittelmeer als Wärme- und Feuchtigkeitsquelle fungiert und die [[Wasserdampf|wasserdampfgesättigten Luftmassen]] durch starke Winde Richtung Land getrieben werden und sich an den Hängen der Küstenregionen abregnen. Dabei spielen neben der topographischen Anhebung auch thermische Konvektion und das Zusammentreffen mit kühleren Höhentiefs und Kaltlufttropfen<ref>DWD, Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=101396&lv2=101334 Kaltlufttropfen]</ref> (Cut-Off lows) in der mittleren und oberen [[Troposphäre]] eine wichtige Rolle.<ref name="Khodayar 2021">Khodayar, S., S. Davolio, P. Di Girolamo et al. (2021): [https://doi.org/10.5194/acp-21-17051-2021 Overview towards improved understanding of the mechanisms leading to heavy precipitation in the western Mediterranean: lessons learned from HyMeX], Atmospheric Chemistry and Physics 212, 22</ref> Auch kalte Luft am Boden (sog. cold pools), die z.B. über dem Mittelmeer durch [[Verdunstung]] von Niederschlag entsteht, kommt als Ursache von Abkühlung beim Zusammentreffen (Konvergenz) mit warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage.<ref name="Miglietta 2022">Miglietta, M.M. & S. Davolio (2022): [https://doi.org/10.5194/hess-26-627-2022 Dynamical forcings in heavy precipitation events over Italy: lessons from the HyMeX SOP1 campaign], Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 627–646</ref>

In den vielen Fällen sind [[Konvektion|konvektive]] Systeme, d.h. aufsteigende Luftmassen, für den starken Niederschlag verantwortlich, wenn die Luft genügend erwärmt und mit [[Wasserdampf]] gesättigt ist. Sie speisen sich größtenteils aus warm-feuchten Luftmassen, die über das Mittelmeer von Süden nach Norden ziehen und dort auf kühlere Luft oder Gebirgshänge stoßen. Außer der Konvektion spielt aber auch die Advektion, der horizontal Transport, z.B. von atlantischen Störungen, insbesondere für die Iberische Halbinsel eine Rolle.<ref name="Gonzalez-Hidalgo 2023">Gonzalez-Hidalgo, J.C., S. Beguería, D. Peña-Angulo et al. (2023): [https://doi.org/10.1002/joc.8060 MOPREDAS_century database and precipitation trends in mainland Spain, 1916–2020]. International Journal of Climatology, 43, 3828–3840</ref> Traditionell werden als Quellen für den Wasserdampf der [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckzellen]] die starke Erwärmung des Mittelmeers, das im Spätsommer Temperaturen von bis zu 30 °C erreichen kann, und die daraus folgende Verdunstung gesehen. Untersuchungen von 160 extremen Starkregenereignissen im westlichen und zentralen Mittelmeerrum über den Zeitraum 1980-2015 zeigen, dass das ein zu einfaches Bild ist.<ref name="Insua-Costa 2022"/>
{|
|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:Mediterran-water-vapour-sources.jpg|thumb|860px|Abb. 3: Herkunft und Zugbahnen feuchter Luftmassen, die zu den katastrophalen Niederschlägen in der südfranzösischen Provinz Var am 15. Juni 2020 beigetragen haben. ]]
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Das Mittelmeer ist nach Insua-Costa (2022)<ref name="Insua-Costa 2022"/> mit 35% die wichtigste Wasserdampfquelle für Starkregenereignisse in der Region; andere Autoren geben 40% an.<ref name="Miglietta 2022"/><ref name="Khodayar 2021"/> Die Luftfeuchtigkeit stammt vor allem dann aus dem Mittelmeer, wenn 3-4 Tage vor dem Extremereignis [[Hochdruckgebiet|Hochdruck]]wetter herrscht und die Verdunstung antreibt.<ref name="Miglietta 2022"/> Nach dem Mittelmeer als Wasserdampfquelle folgt der Nordatlantik mit 25%. Und an dritter Stelle folgen mit 10% die Landgebiete um das Mittelmeer herum, einschließlich des europäischen Kontinents, sowie an vierter Stelle der [[Tropen|tropisch]]e Atlantik mit ebenfalls rund 10%. Weitere Feuchtigkeitsquellen für die Niederschläge können 1000 und mehr km jenseits der Mittelmeerregion liegen, bis hin zum Pazifik. Die atlantischen Tiefdruckgebiete erreichen den Mittelmeerraum von Westen bzw. Südwesten. Vielfach gelangen die Tiefs auch über das Innere des afrikanischen Kontinents in die mediterrane Region, wobei die feuchte Luft teilweise auch aus dem Südatlantik oder sogar Südamerika stammen kann (Abb. 3).<ref name="Insua-Costa 2022"/> Bei dem Transport von feuchter Luft aus entfernten Regionen wie etwa den [[Tropen]] spielen, wie in jüngster Zeit festgestellt wurde, [[Atmosphärische Flüsse|atmosphärische Flüsse]] eine wichtige Rolle. Dabei handelt es sich um relativ schmale feuchtegesättigte Luftströmungen in 1 bis 2,5 km Höhe mit einer Breite von etwa 500 km und einer Länge von rund 2000 km, die auch als "Wasserdampfförderbänder" bezeichnet werden und sich von den Tropen und Subtropen bis in mittlere Breiten bewegen können.<ref name="DWD 2023">DWD (2023): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema%20des%20tages/2023/1/11.html Was sind Atmosphärische Flüsse?]</ref>
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|- style="vertical-align:top;"
| [[Bild:W-Med events moisture-source.jpg|thumb|560px|Abb. 4: Monatliche Anzahl der untersuchten Extremereignisse und Anteil der Herkunftsgebiete feuchter Luftmassen im westlichen Mittelmeerraum]]
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Abb. 4 zeigt, dass die Bedeutung der einzelnen Herkunftsgebiete von Luftmassen mit hohem Wasserdampfgehalt je nach Jahreszeit wechselt. Im Herbst dominiert das Mittelmeer als Quelle, im Winter der Atlantik und im Sommer die Landmassen im Umkreis des Mittelmeeres. Deutlich wird an Abb. 4 auch, dass die von Insua-Costa (2022) ausgewählten 160 extremen Starkregenereignisse sich massiv auf den Herbst konzentrieren.<ref name="Insua-Costa 2022"/>

Die Erforschung der regionalen Quellen des Wasserdampfs der mediterranen Starkniederschläge und ihrer Transportbahnen hat nicht nur wissenschaftliche, sondern auch eine erhebliche paktische Bedeutung. Sie ermöglicht eine bessere Vorhersage von Extremereignissen und kann damit nicht zuletzt Menschenleben retten.<ref name="Dorrington 2024">Dorrington, J., M. Wenta, F. Grazzini et al. (2024): [https://doi.org/10.5194/nhess-24-2995-2024 Precursors and pathways: dynamically informed extreme event forecasting demonstrated on the historic Emilia-Romagna 2023 flood], Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2995–3012</ref>

== Starkregen und Hochwasser auf der Iberischen Halbinsel ==
=== [[Atmosphärische Flüsse]] und Kaltlufttropfen ===
In Spanien leben 2 Millionen Menschen an Orten mit einem hohen Überschwemmungsrisiko. Zwischen 2000 und 2020 verursachten Hochwasser 215 Todesfälle, vor allem in den mediterranen Küstenregionen. In der Region Valencia, die trotz geringer Jahresniederschläge zu den gefährdetsten Gebieten durch Hochwasser gehört, leben 600.000 Menschen in Gefahrengebieten durch Überflutungen, davon 30.000 in Gebieten mit einem hohen Risiko.<ref name="Olcina 2022">Olcina, J., Á.-F. Morote, and M. Hernández (2022): Teaching Floods in the Context of Climate Change with the Use of Official Cartographic Viewers (Spain). Water 14, no. 21: 3376. https://doi.org/10.3390/w14213376</ref>

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| [[Bild:Iberia cut-off low.jpg|thumb|340px|Abb. 5: Kaltlufttropfen über der westlichen Iberischen Halbinsel (blaue Ellipse), der zusammen mit einer südwestlichen Bodenströmung (hellblaue Pfeile) extreme Niederschläge über der Region Valencia (grünes Quadrat) produziert hat. Die Farbflächen geben die Windgeschwindigkeit in m/sec an, die schwarzen Konturen die geopotentielle Höhe von 200 hPa in m.]]||[[Bild:Küstenlandschaft O-Spanien.jpg|thumb|460px|Abb. 6: Küstenlandschaft um die Stadt Oliva in der Provinz Valencia: Küstengebirge zwingen feuchtwarme maritime Luft zum Aufsteigen und Abregnen.]]
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Die Iberische Halbinsel liegt zwischen der feuchten nordatlantischen Region und dem trockensten Gebiet des [[Subtropen|subtropisch]]en [[Hochdruckgebiet|Hochdruckgürtels]]. Die einzelnen Regionen der Iberischen Halbinsel werden daher zu verschiedenen Jahreszeiten sowohl von den feuchten atlantischen Fronten als auch von der trockenen Luft aus der Sahara, die auf dem Weg über das Mittelmeer aber oft viel Wasserdampf aufnimmt, beeinflusst, was zu großen regionalen Unterschieden führt. Der mittlere jährliche Niederschlag für Spanien beträgt 628 mm, bei allerdings erheblichen Unterschieden zwischen den Regionen. So erreichen beispielsweise am Cabo de Gata (Almeria, Südostspanien) die Niederschlagsmengen kaum 150 mm/Jahr, in Alicante 420 mm/Jahr und in Valencia kaum 500 mm/Jahr, während sie in der Stadt Rois (La Coruña, Nordostspanien) durchschnittlich 2959 mm/Jahr beträgt. Die niedrigen Werte im Osten und Südosten Spaniens sind sowohl durch den Einfluss der warmen und trockenen Luft aus der Sahara bedingt als auch durch die Hochlandgebiete und Gebirgszüge im Innern des Landes und das Azorenhoch, die die mediterrane Küstenzone vor den atlantischen Tiefdruckzellen abschirmen.<ref name="Eguibar 2021">Eguibar, M.Á., R. Porta-García, F.J. Torrijo & J. Garzón-Roca (2021): [https://doi.org/10.3390/w13212975 Flood Hazards in Flat Coastal Areas of the Eastern Iberian Peninsula: A Case Study in Oliva (Valencia, Spain)], Water 13, no. 21: 2975</ref>

[[Bild:Atmospheric river Iberia2001.jpg|thumb|540px|Abb. 7: Atmosphärischer Fluss von der Karibik zur Iberischen Halbinsel am 5.1.2001. Farbschattierung: Wasserdampfgehalt in kg/m<sup>2</sup>. ]]
In den letzten Jahrzehnten kam es trotz der geringen Jahresmittelwerte in den ostspanischen Regionen während einiger Starkregenereignisse zu den höchsten Niederschlägen in Europa. So wurden beispielsweise in nur einer Stunde am 19. Oktober 2018 in Vinarós (Castellón) 159 mm und am 23. September 2008 in Sueca (Valencia) 144,4 mm gemessen. Normalerweise treten derartige Niederschläge im Herbst (September bis November) auf, wenn die ersten Kaltfronten die Iberische Halbinsel vom nördlichen Atlantik her erreichen und das Mittelmeer noch aufgrund der Erwärmung im Sommer hohe Temperaturen aufweist.<ref name="Eguibar 2021"/> Untersuchungen von rund 900 Starkregenereignissen (>150 mm/h) zwischen 1950 und 2020 zeigen, dass das Aufeinandertreffen von Kaltluftzellen in der Höhe (Cut-Off Lows), die sich von planetaren Wellen abgelöst haben, und warm-feuchten Luftmassen aus östlichen und besonders südöstlichen Richtungen in tieferen atmosphärischen Schichten die entscheidenden Faktoren für heftige Niederschläge in der mediterranen Küstenregion Spaniens waren.<ref name="Miró 2022">Miró, J.J., M. Lemus-Canovas, R. Serrano-Notivoli et al. (2022): A component-based approximation for trend detection of intense rainfall in the Spanish Mediterranean coast, Weather Clim. Extremes, 38, 100513, https://doi.org/10.1002/qj.3803 </ref>

Die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer wird dabei durch thermische [[Konvektion]] und Küstengebirge zum Aufsteigen gebracht und trifft in der mittleren und oberen Troposphäre auf die bis zu -30 °C kalten Tiefdruckzellen, was in kurzer Zeit zu Niederschlägen führen kann, die einem Jahresniederschlag entsprechen. In den flachen Küstenregionen ereignen sich in solchen Fällen regelmäßig starke Überschwemmungen, die Schäden an Infrastrukturen, Industrieanlagen und Gebäuden verursachen und auch zu zahlreichen Todesfällen geführt haben.<ref name="Eguibar 2021"/> In der westlichen Iberischen Halbinsel kommt es zu Starkregenereignissen meistens durch zonale Strömungen wie [[Atmosphärische Flüsse]].<ref name="Claro 2023">Claro, A.M., A. Fonseca, H. Fraga, and J.A. Santos (2023):Susceptibility of Iberia to Extreme Precipitation and Aridity: A New High-Resolution Analysis over an Extended Historical Period, Water 15, no. 21: 3840. https://doi.org/10.3390/w15213840</ref>

Die Änderung von Starkniederschlägen an der spanischen Mittelmeerküste hängt nach Miro et al. (2022)<ref name="Miró 2022"/> u.a. mit der durch den Klimawandel bedingten Abnahme des Temperaturgegensatzes zwischen den [[Klimaänderungen in den Polargebieten|polaren]] und mittleren Breiten zusammen. Die Folge ist ein langsamerer [[Jetstream|Polarjet]], der dadurch mehr planetare Wellen ausbildet, die wiederum länger anhaltende gegensätzliche Wetterlagen zur Folge haben. Eine weitere Folge ist die Ablösung von Tiefdruckzellen bzw. Kaltlufttropfen in der höheren Troposphäre der mittleren Breiten mit einem Schwerpunkt über der westlichen Mittelmeerregion. Die Bildung solcher kalten Tiefdruckzellen soll in jüngster Zeit um 20% zugenommen haben. Modellstudien projizieren in diesem Zusammenhang für die nächsten Jahrzehnte in den mediterranen Küstengebieten Spaniens trotz einer Reduktion der jährlichen Niederschläge um 20-40% eine weitere Zunahme der Starkniederschläge.<ref name="Miró 2022"/> Starkniederschläge, an deren Entstehung Kaltlufttropfen beteiligt sind, könnten bis zum Ende des Jahrhunderts im nordöstlichen Spanien sogar um 61% zunehmen.<ref name="Ferreira 2021">Ferreira, R.N. (2021): [https://doi.org/10.3390/atmos12070835 Cut-Off Lows and Extreme Precipitation in Eastern Spain: Current and Future Climate], Atmosphere 12, no. 7: 835</ref>

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Valencia 2024 ====
Am 29. und 30. Oktober 2024 kam es in der Region Valencia zu extrem starken Niederschlägen sowie verheerenden Überschwemmungen und Sturzfluten. Der Katastrophe fielen mindestens 200 Menschen zum Opfer. Vielerorts fielen mehr als 300 mm Niederschlag, mehr als die Hälfte der Jahressumme. An der Wetterstation Chiva (Abb. 8) wurden sogar 491 mm in nur 8 Stunden gemessen, was etwa dem Niederschlag eines ganzen Jahres in der Region entspricht.<ref name="WMO 2024">WMO (2024): [https://wmo.int/media/news/devastating-rainfall-hits-spain-yet-another-flood-related-disaster Devastating rainfall hits Spain in yet another flood-related disaster]</ref> Im benachbarten Ort Turís wurde mit 184,6 mm/h der spanische Stunden-Rekord gebrochen.<ref name="ESSL 2024">European Severe Storms Laboratory (2024): [https://www.essl.org/cms/meteorological-analysis-of-extreme-flash-flood-situation-in-the-valencia-region/ Meteorological analysis of extreme flash flood situation in the Valencia region]</ref>
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| [[Bild:Floods Spain 29.10.24.jpg|thumb|460px|Abb. 8: Niederschlagsmengen in l/m<sup>2</sup> am 29.10.2024 in der Provinz Valencia. Maximum in Chiva mit 491 l/m<sup>2</sup> in 8 Stunden, was dem Jahresmittel entspricht. ]]||[[Bild:Valencia flood 2024 cars.jpg|thumb|260px|Abb. 9: Durch Wassermassen zusammengeschobene PKWs in Paiporta (Valencia) am 30.10.2024.]]
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Die Wetterlage war bestimmt durch isolierte Kaltluft in großer Höhe, die häufig im Herbst die Iberische Halbinsel aus polaren Regionen erreicht und einige Tage lang als Tiefdruckgebiet über der betroffenen Region rotiert. Dieser Kaltlufttropfen lag Ende Oktober 2024 über NW-Afrika und S-Spanien.<ref name="ESSL 2024"/> Das System erzeugte am Boden östliche Winde, die warme und feuchte Luft vom Mittelmeer Richtung Küste transportieren. Hier wurde die Luft durch Küstengebirge und kältere Luft in der Höhe zum Aufsteigen veranlasst, kühlte sich ab, der Wasserdampf kondensierte, und es kam zu starken Niederschlägen. Valencia und Katalonien sind von solchen Ereignissen häufig betroffen. Etwa ein Drittel der stärksten Hochwasserkatastrophen standen hier in Verbindung mit Kaltlufttropfen in der mittleren und oberen Troposphäre.<ref name="WWA 2024">World Weather Attribution (2024): [https://www.worldweatherattribution.org/extreme-downpours-increasing-in-southern-spain-as-fossil-fuel-emissions-heat-the-climate/ Extreme downpours increasing in southeastern Spain as fossil fuel emissions heat the climate]</ref>

Vorläufige Schätzungen ergeben, dass es sich bei den Starkniederschlägen Ende Oktober 2024 um ein Ereignis handelte, dass unter den gegenwärtigen Klimabedingungen (bei einer Erwärmung um 1,3 °C) einmal in 20 Jahren vorkommt und um 12% intensiver ausfällt als ohne den anthropogenen Klimawandel.<ref name="WWA 2024"/>

== Starkregen und Hochwasser in S-Frankreich ==
=== Hochwasser als wichtigste Naturkatastrophen ===
Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022">Nouaceur, Z., O. Murarescu & G.e Muratoreanu (2022): [https://doi.org/10.3390/geosciences12120447 Statistical Analysis of Heavy Rains and Floods around the French Mediterranean Basin over One Half a Century of Observations], Geosciences 12, no. 12: 447</ref>

Hochwasser in Südfrankreich gibt es hauptsächlich in den Monaten Oktober bis Dezember. Die Starkniederschläge haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen, vor allem die Häufigkeit kurzer Starkregenfälle. Die Hochwasserereignisse zeigen dagegen keinen Trend. Wahrscheinlicher Grund für das Ausbleiben von Hochwassertrends sind die höhere Verdunstung und die trockeneren Böden. Überschwemmungen nehmen nicht zwangsläufig mit der Zunahme extremer Niederschläge zu. Die zunehmend geringere Bodenfeuchtigkeit scheint dafür eine Erklärung zu sein.<ref name="Tramblay 2023">Tramblay, Y., P. Arnaud, G. Artigue (2023): [https://doi.org/10.5194/hess-27-2973-2023 Changes in Mediterranean flood processes and seasonality], Hydrol. Earth Syst. Sci., 27, 2973–2987</ref>

Untersuchungen haben ergeben, dass besonders starke Niederschläge (über 200 mm/24 h) in der französischen Mittelmeerregion seit den 1960er Jahren in der Häufigkeit um 22% zugenommen haben. In Frankreich sind Hochwasser die wichtigsten Naturkatastrophen, wobei sich 80% davon in der französischen Mittelmeerregion ereignen. Von den Mittelmeeranrainern Spanien, Italien, Griechenland und Frankreich weist das mediterrane Frankreich zwischen 1980 und 2015 die höchste Opferzahl durch Starkniederschläge auf. Die höchste Anzahl an Todesopfern fielen dabei mit 104 Toten auf das Jahrzehnt 2011-2020. Neben der Zunahme von besonders intensiven Niederschlägen ist ein Grund auch die Verstädterung und zunehmende Bebauung der Region.<ref name="Nouaceur 2022"/>

=== Einzelne Ereignisse ===
[[Bild:Aude-2018-moisture.jpg|thumb|460px|Abb. 10: Wasserdampftransport über dem Mittelmeer (gestrichelte rote Linie) und von den Resten des Hurrikans Leslie (rote Linie). Braune Linien: geopotentielle Meter bei 925 hPa. Blaue Farbtöne: Wasserdampfgehalt der Luft in g/kg. Durch Pfeile und Beschriftung ergänzt.]]
==== Departement Aude 2018 (S-Frankreich) ====
In der Nacht vom 14. zum 15. Oktober 2018 erlebte das Département Aude ein verheerendes Hochwasser, dem 15 Menschen zum Opfer fielen und durch das 7000 Häuser überflutet wurden. Vorausgegangen waren intensive Niederschläge in benachbarten Gebieten, durch die z.B. auf Mallorca 13 Todesopfer zu beklagen waren.<ref name="Caumont 2021">Caumont, O., M. Mandement, F Bouttier et al. (2021): [https://nhess.copernicus.org/articles/21/1135/2021/nhess-21-1135-2021.html The heavy precipitation event of 14–15 October 2018 in the Aude catchment: a meteorological study based on operational numerical weather prediction systems and standard and personal observations], NHESS 21, 1135–1157</ref> Die Sachschäden beliefen sich auf 325 Mio. Euro. Die Starkniederschläge im südfranzösischen Department Aude erreichten ca. 200 mm in 11 Stunden, mit örtlichen Spitzen von 295 mm in 11 Stunden und 110 mm in 2 Stunden.<ref name="Mandement 2021">Mandement, M. and O. Caumont (2021): [https://doi.org/10.5194/wcd-2-795-2021 A numerical study to investigate the roles of former Hurricane Leslie, orography and evaporative cooling in the 2018 Aude heavy-precipitation event], Weather Clim. Dynam., 2, 795–818</ref>

Eine Besonderheit der Niederschlagsereignisse war die Beteiligung von Resten eines Hurrikans mit dem Namen Leslie, der sich auf dem tropischen Nordatlantik entwickelt hatte und mit 175 km/h als zweiter tropischer Wirbelsturm seit 1842 auf die portugiesische Küste traf. Gleichzeitig wurden sehr feuchte Luftmassen aus dem Wirbelsturmtief nach Osten und Nordosten transportiert, die eine quasistationäre Kaltfront über Südwestfrankreich verstärkten. Dabei entstanden heftige Gewitter mit starken Regenschauern und schweren Stürmen. Eine weitere Feuchtigkeitsquelle war das westliche Mittelmeer durch eine starke Verdunstung. Die dabei entstandenen feuchtwarmen Luftmassen wurden am östlichen Ende der Pyrenäen zum Aufsteigen gezwungen und bewegten sich in Richtung des Aude-Einzugsgebiets. Hier stießen sie auf die Kaltluft vom Atlantik, die sie zu verstärkter Konvektion veranlasste (Abb. 10).<ref name="Caumont 2021"/>

== Starkregen und Hochwasser in Italien ==
=== Allgemeine Prozesse ===
[[Bild:Gulf Genua MCS mechanism.jpg|thumb|560px|Abb. 11: Wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind.]]
Die italienische Halbinsel ist gegenüber Naturkatastrophen durch Starkniederschläge besonders exponiert. Entscheidende Faktoren sind die steilen Hänge der Alpen und des Apennins in unmittelbarere Nähe zum Mittelmeer sowie das Mittelmeer selbst, das als Feuchte- und Wärmequelle fungiert (Abb. 11). Sie bestimmen die Konvergenz und den Auftrieb von feuchten und instabilen Luftmassen, die die Konvektion über Italien und die umgebenden Meere antreiben. Hinzu kommt, dass Starkniederschläge in den kleinen Flusstälern mit ihren steilen Hängen in relativ kurzer Zeit verheerende Überschwemmungen anrichten können.<ref name="Miglietta 2022"/>

Besonders starke Auswirkungen haben größere Gewitterkomplexe, die aus mehreren einzelnen Gewitterzellen entstehen, die sich zusammenschließen und sog. mesoskalige konvektive Systeme<ref>DWD: Wetter- und Klimalexikon: [https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv3=692600&lv2=101640 Mesoskaliges konvektives System (MCS)]</ref> bilden. In der Nähe von Gebirgshängen können Starkregenereignisse durch orographische Anhebung von feuchten Luftmassen entstehen, die sich dabei abkühlen und ausregnen. Das Abkühlen von warmer Luft kann aber auch durch das Zusammentreffen mit kalten Höhentiefs, die vom Atlantik und Westeuropa heranziehen, hervorgerufen werden. Auch kalte Luft am Boden, sog. cold pools<ref name="DMG 2021">Deutsche Meteorologische Gesellschaft (2021): [https://www.dmg-ev.de/2021/08/25/was-ist-ein-cold-pool/ Cold Pool – Was ist ein Cold Pool?]</ref>, kommt als Auslöser von Abkühlung warmer, feuchter Luft und anschließenden Niederschlägen in Frage. Sie können z.B. über dem Mittelmeer durch Verdunstung von Niederschlag unter Gewitterwolken entstehen. Die dabei gebildete kalte und schwere Luft eines cold pools breitet sich als Kaltluftsee unter den Regenwolken aus und bewirkt eine Anhebung angrenzender leichterer und wärmerer Luftmassen, was zu erneuter Wolkenbildung und Regen führen kann.<ref name="Miglietta 2022"/>

Abb. 11 zeigt einige wichtige Prozesse, die an der Entstehung von Starkregenereignissen und Hochwasserkatastrophen im nördlichen Italien beteiligt sind. Die orangenen Pfeile stehen für das Vordringen von feuchten und warmen Luftmassen nach Norden. Dabei kann es sich ursprünglich um einen Schirokko handeln, der aus Nordafrika heiße Luft über das Mittelmeer treibt, die dabei viel Wasserdampf aufnimmt. Diese heißen Luftmassen stoßen im Osten über die Adria und die Poebene auf die Alpenfront, im Westen über das Tyrrhenische und Ligurische Meer auf die Südränder von Westalpen und Apennin. Im Osten wird die warmfeuchte Luft durch die Alpenfront nach Westen umgelenkt. Dabei kann es zur Anhebung der warm-feuchten Luft durch die Ausläufer der Alpen kommen, wobei Abkühlung und Kondensation Starkniederschläge erzeugen. Durch die Westalpen werden die inzwischen abgekühlten Luftströmungen nach Süden abgelenkt, wo sie über die niedrigsten Bereiche des Ligurischen Apennin das Mittelmeer erreichen. Hier stoßen sie auf warme und feuchte Luftmassen, die durch die schwere und kühlere Luft aus dem Alpenraum zur Konvektion bzw. zum Aufsteigen, sich Abkühlen und eventuell zu starken Niederschlägen veranlasst wird.<ref name="Miglietta 2022"/>
[[Bild:Water vapour flow Alex.jpg|thumb|560px|Abb. 12: Wasserdampftransport über den Atlantik als Teil der Entstehung des Sturmtiefs Alex über Westeuropa und Norditalien ]]
[[Bild:Emilia-Romagna flood May2023.jpg|thumb|560px|Abb. 13: Hochwasser in der italienischen Region Emilia-Romagna: überschwemmte Wohn- und Gewerbegebiete]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Alex 2020 ====
Das Sturmtief Alex richtete im Oktober 2020 in Frankreich, den westlichen Alpen und besonders in Italien durch Rekordniederschläge starke Zerstörungen an. Es bildete sich über dem Nordatlantik und zog über Frankreich, Großbritannien und die Iberische Halbinsel nach Osten (Abb. 12). Der Transport von Wasserdampf über den Nordatlantik von der Ostküste Nordamerikas bis Westeuropa vollzog sich in Form eines atmosphärischen Flusses.<ref name="Grazzini 2024">Grazzini, F., J. Dorrington, C.M. Gramset et al. (2024): [https://doi.org/10.1002/qj.4755 Improving forecasts of precipitation extremes over northern and central Italy using machine learning]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 150(762), 3167–3181</ref> Am Alpenrand trafen die kühlen und feuchten Luftmassen auf sehr warme und feuchte Luft vom Mittelmeer, die dadurch abkühlten. An den Meeralpen und Ligurischen Alpen kam es durch Anhebung zu weiterer Abkühlung und heftigen Niederschlägen von über 600 mm in 24 Stunden und Gewittern über Nordwestitalien, die durch Überflutungen Straßen, Brücken und Gebäude zerstörten. Viele Regionen verzeichneten Rekordhochwasser an zahlreichen Flüssen und Überschwemmungen ganzer Landstriche.<ref name="Wikipedia 2024">Wikipedia (2024): [https://de.wikipedia.org/wiki/Alpenhochwasser_2020 Alpenhochwasser 2020]</ref>

==== Starkniederschläge in der Emilia-Romagna 2023 ====
Im Mai 2023 kam es in der italienischen Provinz Emilia-Romagna zu gewaltigen Starkniederschläge, die als das regenreichste Ereignis dieser Art in Norditalien eingestuft wurden. Die Wiederkehrperiode wurde auf 200 Jahre bzw. eine Wahrscheinlichkeit des Eintretens von 0,5% geschätzt. Die Stationsdaten der Region zeigen dennoch keinen Trend vergleichbarer Ereignisse und damit keinen Einfluss des Klimawandels. Das Extremereignis bestand aus drei aufeinander folgenden Starkregenereignissen, auf die extreme Hochwasser folgten. Örtlich fielen an zwei Tagen 190 mm Niederschlag, einige Flüsse stiegen um 10 m in 24 Stunden an, und es kam zu Dammbrüchen, Überflutungen von Deichen und zahlreichen Erdrutschen. Insgesamt wurden 15 Menschen getötet. Das Hochwasserereignis war nicht zuletzt durch die Jahreszeit außergewöhnlich, da die meisten Starkregenereignissen in der Region wie im gesamten Mittelmeer im Herbst und Winter geschehen.<ref name="Barnes 2023">Barnes, C., D. Faranda, E. Coppola et al. (2023): [https://doi.org/10.25561/104550 Limited net role for climate change in heavy spring rainfall in Emilia-Romagna]</ref>

Die Regenfälle wurden durch drei unterschiedliche Tiefdrucksysteme über dem Tyrrhenischen Meer verursacht, die mit einem nordöstlichen Wind entlang der adriatischen Seite des Apennins interagierten. Dadurch wurden feuchte Luftmassen angehoben, kühlten sich ab, der Wasserdampf kondensierte und es begann stark zu regnen. Durch die andauernden Niederschläge war der Boden bald gesättigt, und das Wasser floss unmittelbar in die Flüsse, von wo es sich auf angrenzende Landfläche ausbreitete (Abb. 13). Die Wasseraufnahmekapazität der Böden war zudem auch deshalb begrenzt, weil Nord-Italien über zwei Jahre davor aufgrund geringer Schneefälle in den Alpen, Dolomiten und Apennin unter einer schweren Dürre gelitten hatte, wodurch die Böden verdichteten und das Versickern von Niederschlag behinderten.<ref name="Barnes 2023"/>

== Starkregen und Hochwasser im östlichen Mittelmeerraum ==
=== Überblick ===
[[Bild:Flash-floods-fatalities-E-Med dt.jpg|thumb|560px|Abb. 14: Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum mit mehr als 10 Todesfällen (blaue Säulen), Anzahl der Todesfälle (gelbe Kurve) pro 10 Jahre. Gestrichelte Linien: lineare Trends. Übersetzt.]]
Starkregenereignisse sind im östlichen Mittelmeer verbunden mit einer Vielfalt an Wetterlagen mit unterschiedlicher Niederschlagsergiebigkeit, Intensität und Ausdehnung verschiedener Herkunft der Feuchtigkeit. Viele der heftigen Niederschläge sind mit Tiefdruckzellen über Zypern verbunden. Insgesamt stammt die Feuchtigkeit jedoch aus einem großen Einzugsgebiet. So sind neben dem Zypern-Tief Tiefdruckzellen über dem Roten Meer von Bedeutung, die Feuchtigkeit bis ins östliche Mittelmeer transportieren können und Starkregen vor allem im Herbst hervorrufen. Trotz ihrer Seltenheit sind diese Tiefs für 38% der Sturzfluten in semiariden und ariden Regionen der Levante verantwortlich. Störungen des Subtropischen Jetstreams können über Atmosphärische Flüsse Feuchtigkeit aus den äquatorialen Regionen in Richtung östliches Mittelmeer veranlassen, die intensive Regenfälle über mehrere Tage bewirken. In seltenen Fällen, aber umso folgenreicher sind Medicanes für extreme Niederschläge verantwortlich, bei denen es sich um Wirbelstürme handelt, die einige Eigenschaften mit den tropischen Hurrikanen teilen. In manchen Regionen sind an 2-5% der Tage mit Starkniederschlägen Medicanes beteiligt.<ref name="Hochman 2022">Hochman, A., F. Marra, G. Messori et al. (2022): [https://doi.org/10.5194/esd-13-749-2022 Extreme weather and societal impacts in the eastern Mediterranean], Earth Syst. Dynam., 13, 749–777</ref>

Während sich Starkniederschläge im westlichen Mittelmeerraum zu 60% vor allem im Herbst ereignen, ist ihre Hauptsaison im östlichen Mittelmeerraum mit über 70% der Winter.<ref name="Mastrantonas 2021">Mastrantonas, N., P. Herrera-Lormendez, L. Magnusson et al. (2021): [https://doi.org/10.1002/joc.6985 Extreme precipitation events in the Mediterranean: Spatiotemporal characteristics and connection to large-scale atmospheric flow patterns], Int. J. Climatol., 41, 2710–2728</ref> So kam es in Griechenland in der Periode 2012-2018 hauptsächlich im Winterhalbjahr zwischen Oktober und April als Folge von extremen Niederschlägen zu Hochwasserereignissen. Der Februar war mit einem Anteil von ca. 25% an den jährlichen Hochwasserereignissen der Monat mit den meisten extremen Überschwemmungen.<ref name="Tolika 2023">Tolika, K., C. Skoulikaris (2023): [https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161217 Atmospheric circulation types and floods'occurrence; a thorough analysis over Greece], Sci. Total Environ. 865</ref>

Eine wichtige Rolle spielen Sturzfluten im östlichen Mittelmeerraum (Abb. 14). Dabei handelt es sich um plötzlich einsetzende Hochwasserereignisse, die durch kurze, aber sehr intensive Niederschläge mit zumeist konvektivem Ursprung hervorgerufen werden. Neben den meteorologischen Bedingungen spielen die häufig engen Gebirgs- und Flusstäler, die vielfach durch Straßen und Bauten eingeengt sind, eine entscheidende Rolle. Sturzfluten bilden sich hauptsächlich in kleineren Flusseinzugsgebieten von weniger als 1000 km<sup>2</sup>. Im Zeitraum 1882-2021 hat es im östlichen Mittelmeerraum (einschließlich Italien) 132 Sturzfluten mit mehr als 10 Todesopfern gegeben. Die gesamte Opferzahl solcher Sturzfluten belief sich auf 6974 Todesfälle, mit 10 bis 598 Todesfällen pro Ereignis. Die meisten Hochwasserereignisse mit mehr als 10 Todesopfern hatten Italien (51), die Türkei (35), Ägypten (14) und Griechenland (12) zu verzeichnen. Saisonal gab es die meisten Extremereignisse im Herbst, mit 40% aller Ereignisse im Oktober und November. Die Anzahl der Extremereignisse pro 10 Jahre hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen (Abb. 14).<ref name="Diakakis 2023">Diakakis, M., K. Papagiannaki & Meletis Fouskaris (2023): [https://doi.org/10.3390/w15010119 The Occurrence of Catastrophic Multiple-Fatality Flash Floods in the Eastern Mediterranean Region], Water 15, no. 1: 119</ref>

[[Bild:Daniel Sept 2023 precipitation.jpg|thumb|560px|Abb. 15: Akkumulierte Niederschläge vom 3.bis 8. September 2023 durch das Sturmtief Daniel in der Region Thessalien.]]

=== Einzelne Ereignisse ===
==== Sturmtief Daniel in Griechenland ====
Das Sturmtief Daniel, aus dem später ein Medicane wurde, der Teile Libyens verwüstete, hat am 3.-8. September 2023 in Zentral-Griechenland historische Starkregen verursacht. In der Region Thessalien wurden 1150 km2 überschwemmt. Davon waren ca. 820 km<sup>2</sup> bzw. 70% landwirtschaftliche Fläche. Das Sturmtief Daniel folgte auf Wochen, die durch Dürre, Waldbrände und intensive Hitze gekennzeichnet waren. Den Hochwassern fielen 17 Menschen zum Opfer, und die Sachschäden beliefen sich auf Milliarden von Euro. Die thessalische Ebene ist die wichtigste landwirtschaftliche Region Griechenlands, der „Brotkorb“ des Landes. Fast 70% der Baumwollernte wurde zerstört, ebenso war der Weizenanbau stark betroffen. Die landwirtschaftliche Gesamtproduktion ging um 50-60% zurück.<ref name="He 2024">He, K., Q. Yang, X. Shen et al. (2024): Brief communication: Storm Daniel flood impact in Greece in 2023: mapping crop and livestock exposure from synthetic-aperture radar (SAR), Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 24, 2375–2382, https://doi.org/10.5194/nhess-24-2375-2024</ref> Etwa 200.000 Nutztiere ertranken in den Fluten. In den landwirtschaftlichen Gebieten machten zudem dicke Schlammschichten die Böden für mehrere Jahre unfruchtbar.<ref name="Matzarakis 2024">Matzarakis, A. (2024): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/griechenland-2023-hitze-hochwasser/ Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: J. L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05</ref>

Während des Sturmtiefs Daniel gab es über Europa eine stationäre Omegalage mit einem Hochdruckgebiet über Deutschland und zwei Tiefs über Spanien und Griechenland. Die ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen sorgten für eine hohe Verdunstung und sehr viel Wasserdampf in der Luft. Für Griechenland wurde mit Extremniederschlägen von 500-1500 mm gerechnet. Tatsächlich fielen in zahlreichen Regionen in 12 Stunden so viele Niederschläge wie in Athen in einem Jahr und mehr. So gab es in dem Ort Zagora einen Niederschlag von 754 in 18 Stunden und damit einen neuen griechischen Rekord.<ref name="Matzarakis 2024"/>

== Starkregen und Hochwasserkatastrophen durch Medicanes ==
Alle Hochwasserkatastrophen der letzten Jahrzehnte wurden in ihren Folgen bei weitem übertroffen von dem [[Medicanes|Medicane]] Daniel, der sich im September 2023 auf dem Weg von Griechenland nach Nordafrika aus dem Sturmtief Daniel entwickelt hat und am 10. September auf die lybische Küste traf.
* '''Hauptartikel: [[Medicanes]]'''

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* Vogel, R. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16350 Wie beeinflusst die Verdunstung von Regen das Klima und die Wetterextreme?] In: J.L. Lozán, H. Graßl, D. Kasang, M. Quante & J. Sillmann (Hrsg.). Warnsignal Klima: Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen. S. 105-108. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.19 [über Kaltluftseen bzw. cold pools]
* Matzarakis, A. (2024): [https://www.fdr.uni-hamburg.de/record/16321 Griechenland: Hitze, Brände und Hochwasser 2023]. In: [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/herausforderung-wetterextreme/ Herausforderung Wetterextreme – Ursachen, Auswirkungen & Handlungsoptionen]. S. 24-28. www.warnsignal-klima.de. DOI:10.25592/warnsignal.klima.wetterextreme.05

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|ähnlich wie=Starkregen und Hochwasser in Nordamerika
|ähnlich wie=Starkregen und Hochwasser in Ostafrika
|ähnlich wie=Dürren und Starkregen im Sahel
|ähnlich wie=Starkregen und Hochwasser in Südasien
}}

Datei:Global SLR 1993-2023.jpg

2024-12-26T11:12:25Z

Anja: /* Lizenzhinweis */

== Beschreibung ==
Globaler Meeresspiegelanstieg 1993-2023
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: Copernicus Climate Change (2023): Global Mean Sea Level,
https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-level<br>
Lizenz: Reproduction of the publicly available content of this website is authorised, provided the source is acknowledged, save where otherwise stated. https://climate.copernicus.eu/data-protection-and-privacy-statement
|}

Datei:TOPEX-JasonSeries2008.jpg

2024-12-26T10:58:46Z

Anja: /* Lizenzhinweis */

== Beschreibung ==
TOPEX/Poseidon und die Nachfolge-Satelliten der Jason-Serie
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: Wikimedia Commons (2008): [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:TOPEX-JasonSeries2008.jpg Artist's rendering of the TOPEX/Poseidon satellite and its follow-on Jason series of satellites]
Lizenz: public domain (urspr. NOAA)
|}

Datei:Satellite altimetry measurement.jpg

2024-12-26T10:54:33Z

Anja: /* Lizenzhinweis */

== Beschreibung ==
Satellitenbasierte Höhenmessung des Meeresspiegels. Geoid: theoretische Bezugsfläche des Schwerefelds der Erde, die dem mittleren Meeresspiegel entspricht. Ellipsoid: geometrische Figur der Erde.

==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: Wikimedia Commons (2015): [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:How_satellite_radar_altimetry_works_%2816980176380%29.png Satellite radar altimeters measure the ocean surface height]
Lizenz: public domain (urspr. NOAA)
|}

Datei:Satellite altimetry measurement.jpg

2024-12-26T10:49:05Z

Anja: /* Beschreibung */

Aktueller Meeresspiegelanstieg

2024-12-26T10:03:41Z

Anja: /* Beobachtungsmethoden */

[[Bild:Satellite altimetry measurement.jpg|thumb|580 px|Abb. 1: Satellitenbasierte Höhenmessung des Meeresspiegels. Geoid: theoretische Bezugsfläche des Schwerefelds der Erde, die dem mittleren Meeresspiegel entpricht. Ellipsoid: geometrische Figur der Erde. ]]
Der Anstieg des globalen Meeresspiegels ist ohne Zweifel eine der wichtigsten Folgen des anthropogenen [[Klimawandel]]s. Weltweit liegen etwa 2 Millionen km<sup>2</sup> Land weniger als 2 m über der mittleren Hochwasserlinie. Gerade diese Grenzzone zwischen Land und Meer ist durch besonders artenreiche Ökosysteme ausgezeichnet, und hier hat sich auch der Mensch bevorzugt angesiedelt. Schätzungsweise lebten 2020 11% der Weltbevölkerung bzw. 896 Mio. Menschen in niedrig gelegenen Küstenzonen unter 10 m über dem Meeresspiegel. 2050 werden es sehr wahrscheinlich über eine Milliarde Menschen sein, die dem besonderen Risiko von Küstenregionen wie Sturmfluten und Meeresspiegelanstieg ausgesetzt sind.<ref name="IPCC 2022">IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 2: Cities and Settlements by the Sea, CCP2.1</ref> Acht der zehn größten Städte der Welt liegen gegenwärtig in niedrigen Küstenbereichen, in denen zugleich die Wachstumsrate der Bevölkerung doppelt so hoch wie im globalen Durchschnitt ist. Neuere Studien projizieren eine Bevölkerungszunahme in niedrigen Küstenzonen um 85-239 Mio. bis 2100.<ref name="IPCC 2019a">IPCC (2019): IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate, 4.3.3</ref> Ein erheblicher Teil dieser Menschen lebt in großen Städten, nicht wenige in sog. Megastädten mit über 10 Mio. Einwohnern, vor allem in Süd-, Südost- und Ostasien mit Megastädten wie Djakarta, Bangkok, Manila, Ho Chi Minh City, Shanghai u.a.

== Beobachtungsmethoden ==
[[Bild:TOPEX-JasonSeries2008.jpg|thumb|580 px|Abb. 2: TOPEX/Poseidon und die Nachfolge-Satelliten der Jason-Serie ]]
Es war lange Zeit sehr schwierig, den Anstieg des globalen Meeresspiegels genau zu bestimmen, da man bis in die 1990er Jahre fast ausschließlich auf Pegelmessungen angewiesen war. Diese messen den Meeresspiegelanstieg seit Mitte des 19. Jahrhunderts an Festlandküsten und Inseln im Ozean. Die ersten Messungen begannen in Nordeuropa sogar schon im 18. Jahrhundert. Im 19. Jahrhundert kamen Pegel an den Küsten von Nordamerika, Australien, Neuseeland und anderen Kontinenten hinzu. Im frühen 20. Jahrhundert begannen Pegelmessungen auch auf küstenfernen Inseln mitten im Ozean.<ref name="IPCC 2014 3.7.1">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.7.1</ref> Die geringe räumliche Verbreitung und ungleiche Verteilung der Pegel, die sich ausschließlich an Küsten befinden, macht zwar eine genaue örtliche Bestimmung des relativen Meeresspiegelanstiegs (relativ zum umgebenden Land) möglich, erlaubt aber nur begrenzte Aussagen über die durchschnittliche globale Meeresspiegeländerung. Wie die neueren durch Satelliten gewonnenen Daten gezeigt haben, verändert sich der Meeresspiegel keineswegs überall gleich. An den Küsten aufgenommene Daten müssen keineswegs mit Veränderungen auf dem offenen Ozean übereinstimmen, und auch diese können von Ozeanregion zu Ozeanregion sehr unterschiedlich sein. Hinzu kommt, dass Pegel den Meeresspiegel relativ zum Boden messen und damit auch vertikale Bewegungen des Untergrundes in die Daten einfließen. In tektonisch aktiven Gebieten kann das zu erheblichen Verzerrungen der Ergebnisse führen. Als historische Referenz sind Pegeldaten aber weiterhin wichtig.

Seit 1991 erlauben die Satellitenprojekte ERS-1, seit 1992 das TOPEX/POSEIDON-Projekt und später weitere Nachfolgemissionen wie ab 2001 Jason-1, 2, 3 und später Sentinel-6 eine deutlich genauere Bestimmung des mittleren globalen Meeresspiegels (Abb. 1 und 2). Gemessen wird dabei mit Hilfe elektromagnetischer Wellen die Entfernung zwischen Satellit und Meeresoberfläche (Altimetermessungen). Dadurch werden Verfälschungen durch tektonische Bodenbewegungen ausgeschlossen und eine deutlich verbesserte Erfassung der Meeresspiegelhöhe möglich, die zudem die gesamte Ozeanoberfläche abdeckt und zeitlich alle 10 Tage wiederholt wird. Die Altimetermessungen der Satelliten messen den absoluten Meeresspiegel mit Hilfe des Abstands zwischen der Umlaufbahn des Satelliten und dem Ellipsoid der Erde, einer mathematisch berechneten Form der Erde.<ref name="Cazenave 2022">Cazenave, A. and L. Moreira (2022): [http://doi.org/10.1098/rspa.2022.0049 Contemporary sea-level changes from global to local scales: a review], Proc. R. Soc. A.4782022004920220049</ref> Seit 1992 bestimmen zudem zwei Satelliten des GRACE-Projekts von NASA und DLR<ref>GRACE steht für ''Gravity Recovery And Climate Experiment''; vgl. die [https://www.dlr.de/de/aktuelles/nachrichten/2024/grace-c-deutsch-amerikanische-umweltmission-geht-in-die-verlaengerung Infoseite bei der Deutschen Luft- und Raumfahrtgesellschaft DLR]</ref> das Schwerefeld der Erde mit bisher nicht da gewesener Genauigkeit und erlauben die Abschätzung von Massenverlagerungen z.B. von den Eisschilden auf Grönland und der Antarktis hin zu den Ozeanen. Allerdings sind auch die Satellitenmessungen nicht fehlerfrei und müssen korrigiert werden. So nutzen die verschiedenen Satellitenmissionen unterschiedliche Instrumente, die aufeinander abgestimmt werden müssen. Eine weitere Fehlerquelle ist der unterschiedliche Wasserdampfgehalt der Troposphäre, der den Weg der elektromagnetischen Wellen der Satelliten beeinflusst.<ref name="Cazenave 2011">Cazenave, A., and F. Remy (2011): Sea level and climate: measurements and causes of changes, in: WIREs Climate Change 2, 647-662</ref><ref name="IPCC 2014 3.7.1" />

[[Bild:Global SLR 1993-2023.jpg|thumb|580 px|Abb. 3: Globaler Meeresspiegelanstieg 1993-2023]]

== Meeresspiegeländerungen ==

Der globale Meeresspiegel ist im 20. Jahrhundert schneller angestiegen als in jedem anderen Jahrhundert in den letzten 3000 Jahren. Auswertungen von Pegel- und Satellitendaten zeigen für den Zeitraum 1901-2018 einen Meeresspiegelanstieg von 20 cm bzw. eine mittlere Anstiegsrate von 2,3 mm/Jahr.<ref name="IPCC 2021, 9">IPCC AR6 (2021): Climate Change 2021, Working Group I: The Physical Science Basis, Ch. 9</ref> Dabei ist der Anstieg in der ersten Hälfte des Jahrhunderts noch relativ gering, beschleunigt sich aber in den letzten Jahrzehnten. So gibt der IPCC-Sonderbericht zum Ozean und der Kryosphäre von 2019<ref name="IPCC 2019b">IPCC (2019): Sea Level Rise and Implications for Low-Lying Islands, Coasts and Communities. In: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate, Executive Summary</ref> für die Periode 1901-1990 eine Anstiegsrate von 1,4 mm/Jahr an, für 1970-2015 von 2,1 mm/Jahr und für 1993-2015 von 3,2 mm/Jahr.<ref name="IPCC 2021, 9" /> Das europäische Erdbeobachtungsprogramm Copernicus Climate Change Service (2024) gibt für die Periode Januar 1993 bis Juni 2023 die Anstiegsrate mit 3,4 mm pro Jahr an und den Gesamtanstieg des globalen Meeresspiegels für diesen Zeitraum mit 10,3 cm. Die Anstiegsrate hat sich damit mehr als verdoppelt, d.h. von 2,1 mm/Jahr 1993-2003 auf 4,3 mm/Jahr 2013-2023 (Abb. 3).<ref name="C3S 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): Mean sea level globally, https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-level</ref> Nach Dangendorf et al. (2024) könnte eine Anstiegsrate von über 4 mm/Jahr eine Grenzüberschreitung bedeuten, durch die Küstenlebensräume, z.B. von Marschen und Mangroven, weitverbreitet zurückgedrängt werden.<ref name="Dangendorf 2024">Dangendorf, S., Q. Sun, T. Wahl et al. (2024): Probabilistic reconstruction of sea-level changes and their causes since 1900, Earth Syst. Sci. Data, 16, 3471–3494, https://doi.org/10.5194/essd-16-3471-2024</ref>

Die Satellitenmessungen seit Anfang der 1990er Jahre zeigen vor allem zwei wichtige Ergebnisse:
* Die Anstiegsrate des Meeresspiegels ist deutlich höher als bis dahin mit Hilfe von Pegeldaten ermittelt.
* Die Satellitenmessungen zeigen, dass sich der [[Regionaler Meeresspiegelanstieg|Meeresspiegel regional sehr unterschiedlich]] ändert. Einige Regionen erlebten eine Meeresspiegeländerung, die bis zu vier Mal höher war als der globale Durchschnitt. So stieg der Meeresspiegel im westlichen Pazifik um 12 mm/Jahr an. In anderen Regionen wie im östlichen Nordpazifik ist der Meeresspiegel sogar etwas gefallen.<ref name="Cazenave 2022"/>

== Regionaler Meeresspiegelanstieg ==
* Hauptartikel: [[Regionaler Meeresspiegelanstieg]]

== Ursachen des aktuellen Meeresspiegelanstiegs ==
* Hauptartikel: [[Ursachen des aktuellen Meeresspiegelanstiegs]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* Aktuelle Meeresspiegeldaten: [http://sealevel.colorado.edu/ Global Mean Sea Level Time Series]

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Folge von=Ursachen des Meeresspiegelanstiegs
|umfasst=Regionaler Meeresspiegelanstieg
|verursacht=Folgen des Meeresspiegelanstiegs
|zukünftige Entwicklung=Meeresspiegel der Zukunft
|Teil von=Meeresspiegeländerungen
|regionales Beispiel=Meeresspiegelanstieg in Afrika
|regionales Beispiel=Meeresspiegelanstieg in Europa
|regionales Beispiel=Meeresspiegelanstieg in Asien
|regionales Beispiel=Meeresspiegelanstieg in tropischen Inselstaaten
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Ursachen des Meeresspiegelanstiegs, Folgen des Meeresspiegelanstiegs, Meeresspiegel der Zukunft, Meeresspiegeländerungen, Meeresspiegelanstieg in Afrika, Meeresspiegelanstieg in Europa, Meeresspiegelanstieg Asien, Meeresspiegelanstieg in tropischen Inselstaaten, Ozean</metakeywords>

[[Kategorie:Ozean]]
[[Kategorie:Meeresspiegel]]

Aktueller Meeresspiegelanstieg

2024-12-26T09:50:17Z

Anja: /* Beobachtungsmethoden */

[[Bild:Satellite altimetry measurement.jpg|thumb|580 px|Abb. 1: Satellitenbasierte Höhenmessung des Meeresspiegels. Geoid: theoretische Bezugsfläche des Schwerefelds der Erde, die dem mittleren Meeresspiegel entpricht. Ellipsoid: geometrische Figur der Erde. ]]
Der Anstieg des globalen Meeresspiegels ist ohne Zweifel eine der wichtigsten Folgen des anthropogenen [[Klimawandel]]s. Weltweit liegen etwa 2 Millionen km<sup>2</sup> Land weniger als 2 m über der mittleren Hochwasserlinie. Gerade diese Grenzzone zwischen Land und Meer ist durch besonders artenreiche Ökosysteme ausgezeichnet, und hier hat sich auch der Mensch bevorzugt angesiedelt. Schätzungsweise lebten 2020 11% der Weltbevölkerung bzw. 896 Mio. Menschen in niedrig gelegenen Küstenzonen unter 10 m über dem Meeresspiegel. 2050 werden es sehr wahrscheinlich über eine Milliarde Menschen sein, die dem besonderen Risiko von Küstenregionen wie Sturmfluten und Meeresspiegelanstieg ausgesetzt sind.<ref name="IPCC 2022">IPCC AR6, WGII (2022): Cross-Chapter Paper 2: Cities and Settlements by the Sea, CCP2.1</ref> Acht der zehn größten Städte der Welt liegen gegenwärtig in niedrigen Küstenbereichen, in denen zugleich die Wachstumsrate der Bevölkerung doppelt so hoch wie im globalen Durchschnitt ist. Neuere Studien projizieren eine Bevölkerungszunahme in niedrigen Küstenzonen um 85-239 Mio. bis 2100.<ref name="IPCC 2019a">IPCC (2019): IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate, 4.3.3</ref> Ein erheblicher Teil dieser Menschen lebt in großen Städten, nicht wenige in sog. Megastädten mit über 10 Mio. Einwohnern, vor allem in Süd-, Südost- und Ostasien mit Megastädten wie Djakarta, Bangkok, Manila, Ho Chi Minh City, Shanghai u.a.

== Beobachtungsmethoden ==
[[Bild:TOPEX-JasonSeries2008.jpg|thumb|580 px|Abb. 2: TOPEX/Poseidon und die Nachfolge-Satelliten der Jason-Serie ]]
Es war lange Zeit sehr schwierig, den Anstieg des globalen Meeresspiegels genau zu bestimmen, da man bis in die 1990er Jahre fast ausschließlich auf Pegelmessungen angewiesen war. Diese messen den Meeresspiegelanstieg seit Mitte des 19. Jahrhunderts an Festlandküsten und Inseln im Ozean. Die ersten Messungen begannen in Nordeuropa sogar schon im 18. Jahrhundert. Im 19. Jahrhundert kamen Pegel an den Küsten von Nordamerika, Australien, Neuseeland und anderen Kontinenten hinzu. Im frühen 20. Jahrhundert begannen Pegelmessungen auch auf küstenfernen Inseln mitten im Ozean.<ref name="IPCC 2014 3.7.1">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.7.1</ref> Die geringe räumliche Verbreitung und ungleiche Verteilung der Pegel, die sich ausschließlich an Küsten befinden, macht zwar eine genaue örtliche Bestimmung des relativen Meeresspiegelanstiegs (relativ zum umgebenden Land) möglich, erlaubt aber nur begrenzte Aussagen über die durchschnittliche globale Meeresspiegeländerung. Wie die neueren durch Satelliten gewonnenen Daten gezeigt haben, verändert sich der Meeresspiegel keineswegs überall gleich. An den Küsten aufgenommene Daten müssen keineswegs mit Veränderungen auf dem offenen Ozean übereinstimmen, und auch diese können von Ozeanregion zu Ozeanregion sehr unterschiedlich sein. Hinzu kommt, dass Pegel den Meeresspiegel relativ zum Boden messen und damit auch vertikale Bewegungen des Untergrundes in die Daten einfließen. In tektonisch aktiven Gebieten kann das zu erheblichen Verzerrungen der Ergebnisse führen. Als historische Referenz sind Pegeldaten aber weiterhin wichtig.

Seit 1991 erlauben die Satellitenprojekte ERS-1, seit 1992 das TOPEX/POSEIDON-Projekt und später weitere Nachfolgemissionen wie ab 2001 Jason-1, 2, 3 und später Sentinel-6 eine deutlich genauere Bestimmung des mittleren globalen Meeresspiegels (Abb. 1 und 2). Gemessen wird dabei mit Hilfe elektromagnetischer Wellen die Entfernung zwischen Satellit und Meeresoberfläche (Altimetermessungen). Dadurch werden Verfälschungen durch tektonische Bodenbewegungen ausgeschlossen und eine deutlich verbesserte Erfassung der Meeresspiegelhöhe möglich, die zudem die gesamte Ozeanoberfläche abdeckt und zeitlich alle 10 Tage wiederholt wird. Die Altimetermessungen der Satelliten messen den absoluten Meeresspiegel mit Hilfe des Abstands zwischen der Umlaufbahn des Satelliten und dem Ellipsoid der Erde, einer mathematisch berechneten Form der Erde.<ref name="Cazenave 2022">Cazenave, A. and L. Moreira (2022): [http://doi.org/10.1098/rspa.2022.0049 Contemporary sea-level changes from global to local scales: a review], Proc. R. Soc. A.4782022004920220049</ref> Seit 1992 bestimmen zudem zwei Satelliten des GRACE-Projekts von NASA und DLR<ref>GRACE steht für ''Gravity Recovery And Climate Experiment''; vgl. die [http://www.dlr.de/rb/desktopdefault.aspx/tabid-6813/11188_read-6309/ Infoseite bei der Deutschen Luft- und Raumfahrtgesellschaft DLR]</ref> das Schwerefeld der Erde mit bisher nicht da gewesener Genauigkeit und erlauben die Abschätzung von Massenverlagerungen z.B. von den Eisschilden auf Grönland und der Antarktis hin zu den Ozeanen. Allerdings sind auch die Satellitenmessungen nicht fehlerfrei und müssen korrigiert werden. So nutzen die verschiedenen Satellitenmissionen unterschiedliche Instrumente, die aufeinander abgestimmt werden müssen. Eine weitere Fehlerquelle ist der unterschiedliche Wasserdampfgehalt der Troposphäre, der den Weg der elektromagnetischen Wellen der Satelliten beeinflusst.<ref name="Cazenave 2011">Cazenave, A., and F. Remy (2011): Sea level and climate: measurements and causes of changes, in: WIREs Climate Change 2, 647-662</ref><ref name="IPCC 2014 3.7.1" />

[[Bild:Global SLR 1993-2023.jpg|thumb|580 px|Abb. 3: Globaler Meeresspiegelanstieg 1993-2023]]

== Meeresspiegeländerungen ==

Der globale Meeresspiegel ist im 20. Jahrhundert schneller angestiegen als in jedem anderen Jahrhundert in den letzten 3000 Jahren. Auswertungen von Pegel- und Satellitendaten zeigen für den Zeitraum 1901-2018 einen Meeresspiegelanstieg von 20 cm bzw. eine mittlere Anstiegsrate von 2,3 mm/Jahr.<ref name="IPCC 2021, 9">IPCC AR6 (2021): Climate Change 2021, Working Group I: The Physical Science Basis, Ch. 9</ref> Dabei ist der Anstieg in der ersten Hälfte des Jahrhunderts noch relativ gering, beschleunigt sich aber in den letzten Jahrzehnten. So gibt der IPCC-Sonderbericht zum Ozean und der Kryosphäre von 2019<ref name="IPCC 2019b">IPCC (2019): Sea Level Rise and Implications for Low-Lying Islands, Coasts and Communities. In: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate, Executive Summary</ref> für die Periode 1901-1990 eine Anstiegsrate von 1,4 mm/Jahr an, für 1970-2015 von 2,1 mm/Jahr und für 1993-2015 von 3,2 mm/Jahr.<ref name="IPCC 2021, 9" /> Das europäische Erdbeobachtungsprogramm Copernicus Climate Change Service (2024) gibt für die Periode Januar 1993 bis Juni 2023 die Anstiegsrate mit 3,4 mm pro Jahr an und den Gesamtanstieg des globalen Meeresspiegels für diesen Zeitraum mit 10,3 cm. Die Anstiegsrate hat sich damit mehr als verdoppelt, d.h. von 2,1 mm/Jahr 1993-2003 auf 4,3 mm/Jahr 2013-2023 (Abb. 3).<ref name="C3S 2024">Copernicus Climate Change Service (2024): Mean sea level globally, https://climate.copernicus.eu/climate-indicators/sea-level</ref> Nach Dangendorf et al. (2024) könnte eine Anstiegsrate von über 4 mm/Jahr eine Grenzüberschreitung bedeuten, durch die Küstenlebensräume, z.B. von Marschen und Mangroven, weitverbreitet zurückgedrängt werden.<ref name="Dangendorf 2024">Dangendorf, S., Q. Sun, T. Wahl et al. (2024): Probabilistic reconstruction of sea-level changes and their causes since 1900, Earth Syst. Sci. Data, 16, 3471–3494, https://doi.org/10.5194/essd-16-3471-2024</ref>

Die Satellitenmessungen seit Anfang der 1990er Jahre zeigen vor allem zwei wichtige Ergebnisse:
* Die Anstiegsrate des Meeresspiegels ist deutlich höher als bis dahin mit Hilfe von Pegeldaten ermittelt.
* Die Satellitenmessungen zeigen, dass sich der [[Regionaler Meeresspiegelanstieg|Meeresspiegel regional sehr unterschiedlich]] ändert. Einige Regionen erlebten eine Meeresspiegeländerung, die bis zu vier Mal höher war als der globale Durchschnitt. So stieg der Meeresspiegel im westlichen Pazifik um 12 mm/Jahr an. In anderen Regionen wie im östlichen Nordpazifik ist der Meeresspiegel sogar etwas gefallen.<ref name="Cazenave 2022"/>

== Regionaler Meeresspiegelanstieg ==
* Hauptartikel: [[Regionaler Meeresspiegelanstieg]]

== Ursachen des aktuellen Meeresspiegelanstiegs ==
* Hauptartikel: [[Ursachen des aktuellen Meeresspiegelanstiegs]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* Aktuelle Meeresspiegeldaten: [http://sealevel.colorado.edu/ Global Mean Sea Level Time Series]

== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
Folge von=Ursachen des Meeresspiegelanstiegs
|umfasst=Regionaler Meeresspiegelanstieg
|verursacht=Folgen des Meeresspiegelanstiegs
|zukünftige Entwicklung=Meeresspiegel der Zukunft
|Teil von=Meeresspiegeländerungen
|regionales Beispiel=Meeresspiegelanstieg in Afrika
|regionales Beispiel=Meeresspiegelanstieg in Europa
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}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Ursachen des Meeresspiegelanstiegs, Folgen des Meeresspiegelanstiegs, Meeresspiegel der Zukunft, Meeresspiegeländerungen, Meeresspiegelanstieg in Afrika, Meeresspiegelanstieg in Europa, Meeresspiegelanstieg Asien, Meeresspiegelanstieg in tropischen Inselstaaten, Ozean</metakeywords>

[[Kategorie:Ozean]]
[[Kategorie:Meeresspiegel]]

Hadley-Zelle

2024-11-15T20:33:25Z

Anja: /* Aufbau und Dynamik */

[[Bild:Hadley-Zelle.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Schematische Darstellung der Hadley-Zirkulation]]
Die '''Hadley-Zirkulation''' ist ein wichtiger Bestandteil der [[Teil von::Atmosphärischen Zirkulation]]. Sie ist eine planetarische, thermisch bedingte Vertikalzirkulation
zwischen dem [[Subtropen]]-Hochdruckgürtel und der äquatorialen Tiefdruckrinne. In
Beobachtungen ist sie recht gut zu erfassen, zeigen doch Wolkenkonvektion, Lage des
[[Jetstream|Subtropenjets]] oder die permanent wehenden [[umfasst::Passat]]winde stets die Ausdehnung der Zelle an.

== Aufbau und Dynamik ==

Die Hadley-Zirkulation (Abb. 1) umfasst grob den tropischen Klimagürtel und besteht aus zwei Zellen, eine nördlich, die andere südlich der [[Innertropische_Konvergenzzone|innertropischen Kovergenzzone]] (ITC für Inter Tropic Convergence). Im Bereich der mit dem Stand der Sonne wandernden ITC wird die Luft durch die Einstrahlung der Sonne stark erwärmt, steigt auf, kühlt sich ab, fließt in der Höhe nach Norden und Süden, sinkt über den Subtropen ab und fließt Richtung ITC zurück. Andere Merkmale dieses Klimagürtels sind eine hohe Tropopause von ca. 15 km und eine geringe Ozonkonzentration über der Tropopause in der unteren Stratosphäre. Die mit der geographischen Breite variable Strahlungsbilanz bewirkt ein permanentes Temperaturgefälle zwischen den äquatorialen und den polaren Gebieten der Erde. Zum Ausgleich findet ein meridionaler Energietransport statt, der sowohl über die Ozeane als auch über die [[Atmosphäre]] erfolgt. Beobachtungen zeigen, dass diese thermisch angeregte Zirkulation jedoch nicht von den [[Tropen]] bis zu den [[Polargebiete|Polen]] reicht, sondern nur bis zu den Subtropen bei ca. 30° geographische Breite realisiert ist.

Im Bereich des [[Subtropen]]-Hochdruckgürtels sinkt trockene Luft ab (absteigender Ast der Hadley-Zelle) und fließt bodennah in den sogenannten Passatwinden zum Äquator. Dabei nimmt sie vor allem über den Ozeanen große Mengen an thermischer Energie in Form von fühlbarer und [[Latente_Wärme|latenter Wärme]] auf. Im Bereich der äquatorialen Tiefdruckrinne (ITC) wird sie durch Konvergenz zum Aufsteigen gezwungen und kühlt sich dabei ab, was schnell zu Sättigung und anschließender [[Kondensation]] führt. Folglich ist der aufsteigende Ast der Hadley-Zelle durch starke Quellbewölkung und ergiebige konvektive [[Niederschlag|Niederschläge]] geprägt (tropische Regenzone). In der Höhe fließt die Luft als polwärts gerichtete Höhenströme (Antipassate) zunächst meridional gerichtet ab. Durch die [[Corioliskraft]] werden diese mit wachsender Entfernung vom Äquator auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links zunehmend abgelenkt, bis sie im Bereich von 30° geographischer Breite zu einer zonal gerichteten Westströmung werden. Hier sinken die Luftmassen durch Abkühlung und Verdichtung infolge des verringerten Umfangs der Erde ab und bilden die subtropischen Hochdruckzellen. Die von ihnen Richtung äquatoriale Tiefdruckrinne strömenden Passate werden ebenfalls nach rechts bzw. links abgelenkt, sodass sie aus nord-/südöstlicher Richtung zum Äquator strömen. Da die Einstrahlung durch die Sonne sich mit den [[Lufttemperatur#Variabilität|Jahreszeiten]] ändert, verschiebt sich die Position der Hadleyzelle im Jahresverlauf.

Ein großer Teil des meridionalen Temperaturgefälles wird innerhalb der Hadley-Zelle weitgehend abgebaut. Durch ihre Begrenzung erfolgt dieser Ausgleich jedoch nicht über die gesamte Hemisphäre, wodurch sich der Temperaturgegensatz der anschließenden [[Klimazonen|Klimazone]], der mittleren Breiten, auf einen relativ schmalen Bereich verdichtet. In dieser Zone findet der weitere meridionale Energietransport durch horizontale zyklonale (entgegen dem Uhrzeigersinn drehende) und [[antizyklonal]]e (mit dem Uhrzeigersinn drehende) Wirbel statt, die durch die Instabilitäten der oberen Westwindströmung ausgelöst werden.

[[Bild:Global-circulation-cc-dt.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Änderung der globalen Zirkulation durch den Klimawandel. Die roten Pfeile weisen hin auf die Erwärmung durch Treibhausgase (CO<sub>2</sub>). Die orangenen Pfeile deuten die Ausweitung der Hadley-Zirkulation Richtung Pole und die Anhebung der Tropopause an.]]

== Die Ausweitung der Hadley-Zelle ==
Mehrere Studien haben eine Ausdehnung der Hadley-Zirkulation festgestellt (Abb. 2), ohne sich über die Größenordnung einig zu sein. Die meisten Ergebnisse liegen zwischen 0 und 2 Breitengrade pro Jahrzehnt.<ref name="Xian 2021">Xian, T., J. Xia, W. Wei et al. (2021): [https://doi.org/10.3390/atmos12121699 Is Hadley Cell Expanding?] Atmosphere. 2021; 12(12):1699</ref> Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Hadley-Zirkulation in den letzten 40 Jahren primär auf der Nordhalbkugel polwärts um 0,1-0,5 Breitengrade pro Jahrzehnt ausgedehnt hat. Besonders war das im Sommer und Herbst der Fall.<ref name="IPCC 2021a">IPCC AR6, WGI (2021a): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Ch. 2: Changing State of the Climate System, 2.3.1.4.1</ref> Studien, die sich auf dynamische Kriterien, d.h. auf die Zirkulation selbst, beziehen, haben festgestellt, dass die Ausdehnung auf der Nordhalbkugel schneller erfolgt als auf der Südhemisphäre und eine Ausdehnung von mehr als 2° pro Jahrzehnt aufweist, während die der Südhalbkugel bei 1,3° liegt. Die expandierende Hadley-Zelle zeichnet sich dadurch aus, dass sich ihre Ränder polwärts verschieben. Da die Hadley-Zelle bestimmt, wie weit sich die Tropen ausdehnen, wird die Ausbreitung der Hadley-Zelle auch als [[Atmosphärische_Zirkulation_und_Klimawandel#Ausweitung_der_Tropen|Ausdehnung der Tropen]] bezeichnet.<ref name="Xian 2021"/>

[[Klimamodelle]] projizieren eine allgemeine Expansion auf der Südhemisphäre, aber regional unterschiedliche Muster in der Nordhemisphäre. Eine deutliche Mehrheit der Modellsimulationen zeigt, dass die globale Erwärmung zu einer Abschwächung der Hadley-Zelle führt und dass das auch in Zukunft der Fall sein wird. Große Unsicherheit besteht über den quantitativen Umfang dieser Abschwächung, der auf 0-4% geschätzt wird.<ref name="Lionello 2024">Lionello, P., R. D’Agostino, D. Ferreira et al. (2024): [https://doi.org/10.1111/nyas.15114 The Hadley circulation in a changing climate]. Ann NY Acad Sci., 1534, 69–93</ref>

== Ursachen der Ausweitung der Hadley-Zelle ==
Trotz zahlreicher Untersuchungen gibt es immer noch keinen Konsens über die treibenden Mechanismen der Ausweitung der Tropen. Frühere Studien haben die Zunahme der [[Treibhausgase|Treibhausgas]]-Konzentration, die [[Ozonabbau in der Stratosphäre|Ozonveränderung in der Stratosphäre]] und die Aerosol-Verbreitung als Hauptursache vorgeschlagen. Yang et al. (2023) sehen als wichtigen Faktor die Erwärmung des subtropischen Ozeans durch eine erhöhte Treibhausgaskonzentration.<ref name="Yang 2023">Yang, H., G. Lohmann, X. Shi, J. Müller (2023): [https://doi.org/10.34133/olar.0004 Evaluating the Mechanism of Tropical Expansion Using Idealized Numerical Experiments]. Ocean-Land Atmos. Res. 2023;2: Article 0004</ref> Die Erhöhung der langwelligen Strahlung durch CO<sub>2</sub> ist hiernach in den [[Subtropen]] wegen des geringen [[Wasserdampf]]gehalts in der Atmosphäre und fast fehlender [[Wolken]] besonders stark, was durch Beobachtungen und zahlreiche Modellsimulationen bestätigt wurde. Die Folge ist eine relativ starke Erwärmung des subtropischen Ozeans, wodurch sich der Temperaturgegensatz der [[Meeresoberflächentemperatur]] zwischen Subtropen und mittleren Breiten erhöht. Dieser meridionale Temperatur-Gradient verschiebt sich dabei Richtung Pol, was wiederum eine Expansion der Tropen bedeutet, die besonders ausgeprägt auf der ozeandominierten Südhalbkugel ist.<ref name="Yang 2023"/>

Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor besonders auf der Südhemisphäre wird in der Zunahme der [[Ozonabbau in der Stratosphäre|stratosphärischen Ozonzerstörung]] in den 1980er und den 1990er Jahren gesehen. Durch die Ozonzerstörung kühlt sich die untere Stratosphäre ab, insbesondere über den [[Ozonloch über der Antarktis|Polregionen]]. Dadurch entstehen starke zirkumpolare Winde, die eine meridionale Mischung der Luftmassen verhindern. Nach [[Klimamodelle|Modellsimulationen]] war die Folge für die Hadley-Zirkulation eine Ausweitung und eine leichte Intensivierung. Seit der allmählichen Wiederherstellung der Ozonschicht durch das Montrealer Protokoll<ref>Umweltabkommen von 1987 zum Schutz der Ozonschicht. Vgl. den Wikipedia-Artikel [https://de.wikipedia.org/wiki/Montreal-Protokoll Montreal-Protokoll]</ref> wird der gegenteilige Effekt erwartet. Eine vorübergehende und den Treibhausgaseinfluss abschwächende Wirkung haben in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts auch die zunehmenden [[Klimawirkung von Aerosolen|anthropogenen Aerosole]] auf die Hadley-Zirkulation ausgeübt. Die für das 21. Jahrhundert erwartete [[Zukünftige Aerosolkonzentrationen|Abschwächung der anthropogenen Aerosolkonzentration]] wird daher besonders auf der Nordhalbkugel die Wirkung der Treibhausgase verstärken und zu einer Ausweitung der Hadley-Zirkulation Richtung Pol beitragen, wobei der Effekt insgesamt jedoch als relativ schwach eingeschätzt wird.<ref name="Lionello 2024"/>

Zusätzlich zu den anthropogenen Antrieben werden auch [[Natürliche Klimaschwankungen|natürliche Klimaschwankungen]] als ein Faktor für die Ausdehnung der Hadley-Zelle gesehen. So dehnen sich die Tropen während einer [[ENSO|La Niña]] aus und ziehen sich bei einem El-Niño-Ereignis zusammen. Über längere Zeiträume besitzt nach Grise et al. (2019) auch die [[Pazifische Dekaden Oszillation]] einen Einfluss auf die Hadley-Zelle. Um natürliche von anthropogenen Einflüssen zu unterscheiden, fehlen allerdings längere Beobachtungsdaten.<ref name="Grise 2019">Grise, K. M., S.M. Davis, I.R. Simpson et al. (2019): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0444.1 Recent tropical expansion: Natural variability or forced response?] J. Climate, 32, 1551–1571</ref>

== Folgen ==
Der absteigende Zweig der Hadley-Zirkulation hat großen Einfluss auf das Klima und das trockene und regenarme Wetter in den Subtropen. Die polwärts gerichtete Ausdehnung der Hadley-Zelle könnte zu einer Ausdehnung dieser Trockengebiete in höhere Breiten führen. Z.B. wurden in Südaustralien, der Mittelmeerregion und Nordchina verringerte Niederschläge und häufigere Dürren beobachtet, die mit der Ausbreitung der Hadley-Zirkulation in den letzten Jahrzehnten in Zusammenhang gebracht wurden. Auch die in den letzten Jahren in Europa häufig auftretenden extremen Hitzewellen werden darauf zurückgeführt. Durch die Ausweitung der Hadley-Zirkulation kommt es auch zu einer Verschiebung der Westwinde und Tiefdruckbahnen der mittleren Breiten in Richtung Pol.<ref name="Xian 2021"/>

Die bereits beobachtete Verschiebung der Tiefdruckbahnen bedeutet weniger Niederschläge in den Subtropen, wodurch häufigere Dürren in dicht besiedelten Regionen auftreten können. Ebenso können sich die subtropischen Wüsten polwärts ausdehnen und Waldbrände im Mittelmeerraum, Kalifornien oder Australien häufiger werden. Die Subtropen-Hochs über den Ozeanen sind durch hohen Salzgehalt, da in ihrem Bereich sehr viel Wasser verdunstet, und eine niedrige marine Bioproduktion gekennzeichnet. Eine Ausweitung der Hadley-Zellen bedeutet eine Expansion dieser Regionen. Auch die Entstehung tropischer Wirbelstürme könnte auf der Nordhalbkugel durch die Ausdehnung der Hadley-Zirkulation zukünftig weiter nördlich stattfinden,<ref name="Xian 2021"/> insbesondere im westlichen Nordpazifik.<ref name="IPCC 2021b">IPCC AR6, WGI (2021b): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Ch. 8: Changing State of the Climate System, 8.3.2.2</ref> Als Folge sind von diesen Änderungen auch menschliche Siedlungen, die Landwirtschaft und die Wasserressourcen vor allem in den Subtropen betroffen. Besonders verletzlich sind semiaride Regionen wie der Mittelmeerraum, der Südwesten der USA, der Norden Mexikos, das südliche Afrika, südliche Australien und Südamerika.<ref name="Lionello 2024"/>

Ein besonders ausgeprägtes Beispiel für die Auswirkungen der Ausdehnung der Hadley-Zelle Richtung Pol ist das [[Klimaänderungen im Südlichen Afrika|südliche Afrika]]. Die Region erhält ihre Niederschläge hauptsächlich im Winter durch Tiefdruckzellen der mittleren Breiten. Durch die Ausdehnung der Hadley-Zelle werden diese Tiefs nach Süden abgedrängt und der Westen Südafrikas gerät unter den Einfluss des subtropischen Hochdrucksystems, das die winterlichen Niederschläge reduziert. Das hat u.a. zu der extremen Dürre in der Region Kapstadt 2018 geführt.<ref name="Daher 2023">Daher, H., & B.P. Kirtman (2023): [https://doi.org/10.17159/sajs.2023/13733 Future climate change in the Agulhas system and its associated impact on South African rainfall]. South African Journal of Science, 119(7/8)</ref> Satelliten- und andere Beobachtungsdaten haben gezeigt, dass die Kalahari-Wüste im Westen Südafrikas in landwirtschaftlich produktives Land nach Osten vordringt und sich das semiaride Klima im Innern Südafrikas in den letzten Jahrzehnten um 50.000 km<sup>2</sup> ausgeweitet hat. Die Grenze zwischen semiariden und subhumiden Klimaverhältnissen hat sich dabei vom 25. zum 27. östlichen Längengrad bzw. um Hunderte von Kilometern verschoben. Das südafrikanische Hochland trocknet über weite Strecken aus.<ref name="Jury 2021">Jury, M.R. (2021): [http://iwaponline.com/jwcc/article-pdf/12/8/3734/977105/jwc0123734.pdf Spreading of the semi-arid climate across South Africa], Journal of Water and Climate Change 12, 8, 3734 doi: 10.2166/wcc.2021.187</ref>

* ''Siehe auch: [[Änderung der Klimazonen]]''

== Einzelnachweise ==
<references/>

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
einfach=Hadley-Zelle (einfach)
|ähnlich wie=Ferrel-Zelle
|Teil von=Atmosphärische Zirkulation
|Teil von=Änderung der Klimazonen
|Räumlich Teil von=Tropen
|umfasst=innertropische Konvergenzzone
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_774/ Hadley-Zirkulation] Lehrmodul über das klassische Modell und seine Modifizierungen
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_771 Konvergenz erzeugt Konvektion] Lehrmodul über tropische Konvergenz
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_772/ Konvektion erzeugt Konvergenz] Lehrmodul über tropische Konvektion
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hadley-Zelle (einfach), Ferrel-Zelle, Atmosphärische Zirkulation, innertropische Konvergenzzone, Lehrmodul klassisches Modell und Modifizierungen, Lehrmodul tropische Konvergenz, Lehrmodul tropische Konvektion, Atmosphäre, Grundbegriffe</metakeywords>

[[Kategorie:Atmosphärische Zirkulation]]
[[Kategorie:Atmosphäre]]
[[Kategorie:Grundbegriffe]]

Hadley-Zelle

2024-11-15T20:20:45Z

Anja:

[[Bild:Hadley-Zelle.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Schematische Darstellung der Hadley-Zirkulation]]
Die '''Hadley-Zirkulation''' ist ein wichtiger Bestandteil der [[Teil von::Atmosphärischen Zirkulation]]. Sie ist eine planetarische, thermisch bedingte Vertikalzirkulation
zwischen dem [[Subtropen]]-Hochdruckgürtel und der äquatorialen Tiefdruckrinne. In
Beobachtungen ist sie recht gut zu erfassen, zeigen doch Wolkenkonvektion, Lage des
[[Jetstream|Subtropenjets]] oder die permanent wehenden [[umfasst::Passat]]winde stets die Ausdehnung der Zelle an.

== Aufbau und Dynamik ==

Die Hadley-Zirkulation (Abb. 1) umfasst grob den tropischen Klimagürtel und besteht aus zwei Zellen, eine nördlich, die andere südlich der [[Innertropische_Konvergenzzone|innertropischen Kovergenzzone]] (ITC für Inter Tropic Convergence). Im Bereich der mit dem Stand der Sonne wandernden ITC wird die Luft durch die Einstrahlung der Sonne stark erwärmt, steigt auf, kühlt sich ab, fließt in der Höhe nach Norden und Süden, sinkt über den Subtropen ab und fließt Richtung ITC zurück. Andere Merkmale dieses Klimagürtels sind eine hohe Tropopause von ca. 15 km und eine geringe Ozonkonzentration über der Tropopause in der unteren Stratosphäre. Die mit der geographischen Breite variable Strahlungsbilanz bewirkt ein permanentes Temperaturgefälle zwischen den äquatorialen und den polaren Gebieten der Erde. Zum Ausgleich findet ein meridionaler Energietransport statt, der sowohl über die Ozeane als auch über die [[Atmosphäre]] erfolgt. Beobachtungen zeigen, dass diese thermisch angeregte Zirkulation jedoch nicht von den [[Tropen]] bis zu den [[Polargebiete|Polen]] reicht, sondern nur bis zu den Subtropen bei ca. 30° geographische Breite realisiert ist.

Im Bereich des [[Subtropen]]-Hochdruckgürtels sinkt trockene Luft ab (absteigender Ast der Hadley-Zelle) und fließt bodennah in den sogenannten Passatwinden zum Äquator. Dabei nimmt sie vor allem über den Ozeanen große Mengen an thermischer Energie in Form von fühlbarer und [[Latente_Wärme|latenter Wärme]] auf. Im Bereich der äquatorialen Tiefdruckrinne (ITC) wird sie durch Konvergenz zum Aufsteigen gezwungen und kühlt sich dabei ab, was schnell zu Sättigung und anschließender [[Kondensation]] führt. Folglich ist der aufsteigende Ast der Hadley-Zelle durch starke Quellbewölkung und ergiebige konvektive [[Niederschlag|Niederschläge]] geprägt (tropische Regenzone). In der Höhe fließt die Luft als polwärts gerichtete Höhenströme (Antipassate) zunächst meridional gerichtetet ab. Durch die [[Corioliskraft]] werden diese mit wachsender Entfernung vom Äquator auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links zunehmend abgelenkt, bis sie im Bereich von 30° geographischer Breite zu einer zonal gerichteten Westströmung werden. Hier sinken die Luftmassen durch Abkühlung und Verdichtung infolge des verringerten Umfangs der Erde ab und bilden die subtropischen Hochdruckzellen. Die von ihnen Richtung äquatoriale Tiefdruckrinne strömenden Passate werden ebenfalls nach rechts bzw. links abgelenkt, sodass sie aus nord-/südöstlicher Richtung zum Äquator strömen. Da die Einstrahlung durch die Sonne sich mit den [[Lufttemperatur#Variabilität|Jahreszeiten]] ändert, verschiebt sich die Position der Hadleyzelle im Jahresverlauf.

Ein großer Teil des meridionalen Temperaturgefälles wird innerhalb der Hadley-Zelle weitgehend abgebaut. Durch ihre Begrenzung erfolgt dieser Ausgleich jedoch nicht über die gesamte Hemisphäre, wodurch sich der Temperaturgegensatz der anschließenden [[Klimazonen|Klimazone]], der mittleren Breiten, auf einen relativ schmalen Bereich verdichtet. In dieser Zone findet der weitere meridionale Energietransport durch horizontale zyklonale (entgegen dem Uhrzeigersinn drehende) und [[antizyklonal]]e (mit dem Uhrzeigersinn drehende) Wirbel statt, die durch die Instabilitäten der oberen Westwindströmung ausgelöst werden.

[[Bild:Global-circulation-cc-dt.jpg|thumb|620px|Abb. 2: Änderung der globalen Zirkulation durch den Klimawandel. Die roten Pfeile weisen hin auf die Erwärmung durch Treibhausgase (CO<sub>2</sub>). Die orangenen Pfeile deuten die Ausweitung der Hadley-Zirkulation Richtung Pole und die Anhebung der Tropopause an.]]

== Die Ausweitung der Hadley-Zelle ==
Mehrere Studien haben eine Ausdehnung der Hadley-Zirkulation festgestellt (Abb. 2), ohne sich über die Größenordnung einig zu sein. Die meisten Ergebnisse liegen zwischen 0 und 2 Breitengrade pro Jahrzehnt.<ref name="Xian 2021">Xian, T., J. Xia, W. Wei et al. (2021): [https://doi.org/10.3390/atmos12121699 Is Hadley Cell Expanding?] Atmosphere. 2021; 12(12):1699</ref> Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Hadley-Zirkulation in den letzten 40 Jahren primär auf der Nordhalbkugel polwärts um 0,1-0,5 Breitengrade pro Jahrzehnt ausgedehnt hat. Besonders war das im Sommer und Herbst der Fall.<ref name="IPCC 2021a">IPCC AR6, WGI (2021a): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Ch. 2: Changing State of the Climate System, 2.3.1.4.1</ref> Studien, die sich auf dynamische Kriterien, d.h. auf die Zirkulation selbst, beziehen, haben festgestellt, dass die Ausdehnung auf der Nordhalbkugel schneller erfolgt als auf der Südhemisphäre und eine Ausdehnung von mehr als 2° pro Jahrzehnt aufweist, während die der Südhalbkugel bei 1,3° liegt. Die expandierende Hadley-Zelle zeichnet sich dadurch aus, dass sich ihre Ränder polwärts verschieben. Da die Hadley-Zelle bestimmt, wie weit sich die Tropen ausdehnen, wird die Ausbreitung der Hadley-Zelle auch als [[Atmosphärische_Zirkulation_und_Klimawandel#Ausweitung_der_Tropen|Ausdehnung der Tropen]] bezeichnet.<ref name="Xian 2021"/>

[[Klimamodelle]] projizieren eine allgemeine Expansion auf der Südhemisphäre, aber regional unterschiedliche Muster in der Nordhemisphäre. Eine deutliche Mehrheit der Modellsimulationen zeigt, dass die globale Erwärmung zu einer Abschwächung der Hadley-Zelle führt und dass das auch in Zukunft der Fall sein wird. Große Unsicherheit besteht über den quantitativen Umfang dieser Abschwächung, der auf 0-4% geschätzt wird.<ref name="Lionello 2024">Lionello, P., R. D’Agostino, D. Ferreira et al. (2024): [https://doi.org/10.1111/nyas.15114 The Hadley circulation in a changing climate]. Ann NY Acad Sci., 1534, 69–93</ref>

== Ursachen der Ausweitung der Hadley-Zelle ==
Trotz zahlreicher Untersuchungen gibt es immer noch keinen Konsens über die treibenden Mechanismen der Ausweitung der Tropen. Frühere Studien haben die Zunahme der [[Treibhausgase|Treibhausgas]]-Konzentration, die [[Ozonabbau in der Stratosphäre|Ozonveränderung in der Stratosphäre]] und die Aerosol-Verbreitung als Hauptursache vorgeschlagen. Yang et al. (2023) sehen als wichtigen Faktor die Erwärmung des subtropischen Ozeans durch eine erhöhte Treibhausgaskonzentration.<ref name="Yang 2023">Yang, H., G. Lohmann, X. Shi, J. Müller (2023): [https://doi.org/10.34133/olar.0004 Evaluating the Mechanism of Tropical Expansion Using Idealized Numerical Experiments]. Ocean-Land Atmos. Res. 2023;2: Article 0004</ref> Die Erhöhung der langwelligen Strahlung durch CO<sub>2</sub> ist hiernach in den [[Subtropen]] wegen des geringen [[Wasserdampf]]gehalts in der Atmosphäre und fast fehlender [[Wolken]] besonders stark, was durch Beobachtungen und zahlreiche Modellsimulationen bestätigt wurde. Die Folge ist eine relativ starke Erwärmung des subtropischen Ozeans, wodurch sich der Temperaturgegensatz der [[Meeresoberflächentemperatur]] zwischen Subtropen und mittleren Breiten erhöht. Dieser meridionale Temperatur-Gradient verschiebt sich dabei Richtung Pol, was wiederum eine Expansion der Tropen bedeutet, die besonders ausgeprägt auf der ozeandominierten Südhalbkugel ist.<ref name="Yang 2023"/>

Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor besonders auf der Südhemisphäre wird in der Zunahme der [[Ozonabbau in der Stratosphäre|stratosphärischen Ozonzerstörung]] in den 1980er und den 1990er Jahren gesehen. Durch die Ozonzerstörung kühlt sich die untere Stratosphäre ab, insbesondere über den [[Ozonloch über der Antarktis|Polregionen]]. Dadurch entstehen starke zirkumpolare Winde, die eine meridionale Mischung der Luftmassen verhindern. Nach [[Klimamodelle|Modellsimulationen]] war die Folge für die Hadley-Zirkulation eine Ausweitung und eine leichte Intensivierung. Seit der allmählichen Wiederherstellung der Ozonschicht durch das Montrealer Protokoll<ref>Umweltabkommen von 1987 zum Schutz der Ozonschicht. Vgl. den Wikipedia-Artikel [https://de.wikipedia.org/wiki/Montreal-Protokoll Montreal-Protokoll]</ref> wird der gegenteilige Effekt erwartet. Eine vorübergehende und den Treibhausgaseinfluss abschwächende Wirkung haben in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts auch die zunehmenden [[Klimawirkung von Aerosolen|anthropogenen Aerosole]] auf die Hadley-Zirkulation ausgeübt. Die für das 21. Jahrhundert erwartete [[Zukünftige Aerosolkonzentrationen|Abschwächung der anthropogenen Aerosolkonzentration]] wird daher besonders auf der Nordhalbkugel die Wirkung der Treibhausgase verstärken und zu einer Ausweitung der Hadley-Zirkulation Richtung Pol beitragen, wobei der Effekt insgesamt jedoch als relativ schwach eingeschätzt wird.<ref name="Lionello 2024"/>

Zusätzlich zu den anthropogenen Antrieben werden auch [[Natürliche Klimaschwankungen|natürliche Klimaschwankungen]] als ein Faktor für die Ausdehnung der Hadley-Zelle gesehen. So dehnen sich die Tropen während einer [[ENSO|La Niña]] aus und ziehen sich bei einem El-Niño-Ereignis zusammen. Über längere Zeiträume besitzt nach Grise et al. (2019) auch die [[Pazifische Dekaden Oszillation]] einen Einfluss auf die Hadley-Zelle. Um natürliche von anthropogenen Einflüssen zu unterscheiden, fehlen allerdings längere Beobachtungsdaten.<ref name="Grise 2019">Grise, K. M., S.M. Davis, I.R. Simpson et al. (2019): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0444.1 Recent tropical expansion: Natural variability or forced response?] J. Climate, 32, 1551–1571</ref>

== Folgen ==
Der absteigende Zweig der Hadley-Zirkulation hat großen Einfluss auf das Klima und das trockene und regenarme Wetter in den Subtropen. Die polwärts gerichtete Ausdehnung der Hadley-Zelle könnte zu einer Ausdehnung dieser Trockengebiete in höhere Breiten führen. Z.B. wurden in Südaustralien, der Mittelmeerregion und Nordchina verringerte Niederschläge und häufigere Dürren beobachtet, die mit der Ausbreitung der Hadley-Zirkulation in den letzten Jahrzehnten in Zusammenhang gebracht wurden. Auch die in den letzten Jahren in Europa häufig auftretenden extremen Hitzewellen werden darauf zurückgeführt. Durch die Ausweitung der Hadley-Zirkulation kommt es auch zu einer Verschiebung der Westwinde und Tiefdruckbahnen der mittleren Breiten in Richtung Pol.<ref name="Xian 2021"/>

Die bereits beobachtete Verschiebung der Tiefdruckbahnen bedeutet weniger Niederschläge in den Subtropen, wodurch häufigere Dürren in dicht besiedelten Regionen auftreten können. Ebenso können sich die subtropischen Wüsten polwärts ausdehnen und Waldbrände im Mittelmeerraum, Kalifornien oder Australien häufiger werden. Die Subtropen-Hochs über den Ozeanen sind durch hohen Salzgehalt, da in ihrem Bereich sehr viel Wasser verdunstet, und eine niedrige marine Bioproduktion gekennzeichnet. Eine Ausweitung der Hadley-Zellen bedeutet eine Expansion dieser Regionen. Auch die Entstehung tropischer Wirbelstürme könnte auf der Nordhalbkugel durch die Ausdehnung der Hadley-Zirkulation zukünftig weiter nördlich stattfinden,<ref name="Xian 2021"/> insbesondere im westlichen Nordpazifik.<ref name="IPCC 2021b">IPCC AR6, WGI (2021b): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Ch. 8: Changing State of the Climate System, 8.3.2.2</ref> Als Folge sind von diesen Änderungen auch menschliche Siedlungen, die Landwirtschaft und die Wasserressourcen vor allem in den Subtropen betroffen. Besonders verletzlich sind semiaride Regionen wie der Mittelmeerraum, der Südwesten der USA, der Norden Mexikos, das südliche Afrika, südliche Australien und Südamerika.<ref name="Lionello 2024"/>

Ein besonders ausgeprägtes Beispiel für die Auswirkungen der Ausdehnung der Hadley-Zelle Richtung Pol ist das [[Klimaänderungen im Südlichen Afrika|südliche Afrika]]. Die Region erhält ihre Niederschläge hauptsächlich im Winter durch Tiefdruckzellen der mittleren Breiten. Durch die Ausdehnung der Hadley-Zelle werden diese Tiefs nach Süden abgedrängt und der Westen Südafrikas gerät unter den Einfluss des subtropischen Hochdrucksystems, das die winterlichen Niederschläge reduziert. Das hat u.a. zu der extremen Dürre in der Region Kapstadt 2018 geführt.<ref name="Daher 2023">Daher, H., & B.P. Kirtman (2023): [https://doi.org/10.17159/sajs.2023/13733 Future climate change in the Agulhas system and its associated impact on South African rainfall]. South African Journal of Science, 119(7/8)</ref> Satelliten- und andere Beobachtungsdaten haben gezeigt, dass die Kalahari-Wüste im Westen Südafrikas in landwirtschaftlich produktives Land nach Osten vordringt und sich das semiaride Klima im Innern Südafrikas in den letzten Jahrzehnten um 50.000 km<sup>2</sup> ausgeweitet hat. Die Grenze zwischen semiariden und subhumiden Klimaverhältnissen hat sich dabei vom 25. zum 27. östlichen Längengrad bzw. um Hunderte von Kilometern verschoben. Das südafrikanische Hochland trocknet über weite Strecken aus.<ref name="Jury 2021">Jury, M.R. (2021): [http://iwaponline.com/jwcc/article-pdf/12/8/3734/977105/jwc0123734.pdf Spreading of the semi-arid climate across South Africa], Journal of Water and Climate Change 12, 8, 3734 doi: 10.2166/wcc.2021.187</ref>

* ''Siehe auch: [[Änderung der Klimazonen]]''

== Einzelnachweise ==
<references/>

==Lizenzhinweis==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}
{{#set:
einfach=Hadley-Zelle (einfach)
|ähnlich wie=Ferrel-Zelle
|Teil von=Atmosphärische Zirkulation
|Teil von=Änderung der Klimazonen
|Räumlich Teil von=Tropen
|umfasst=innertropische Konvergenzzone
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_774/ Hadley-Zirkulation] Lehrmodul über das klassische Modell und seine Modifizierungen
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hadley-Zelle (einfach), Ferrel-Zelle, Atmosphärische Zirkulation, innertropische Konvergenzzone, Lehrmodul klassisches Modell und Modifizierungen, Lehrmodul tropische Konvergenz, Lehrmodul tropische Konvektion, Atmosphäre, Grundbegriffe</metakeywords>

[[Kategorie:Atmosphärische Zirkulation]]
[[Kategorie:Atmosphäre]]
[[Kategorie:Grundbegriffe]]

Klimaänderungen in Europa

2024-10-04T15:37:42Z

Anja: /* Änderungen des Niederschlags */

[[Bild:Europe-climate-stripes1840-2020.png|thumb|620px|Abb. 1: Klimastreifen von Europa ]]

Das europäische Klima reicht von den [[Subtropen]] im Süden über das [[Gemäßigte Zone|gemäßigte Klima]] in der Mitte bis zum borealen und Tundrenklima im Norden (Abb. 1). Es steht im Westen unter starkem Einfluss des Atlantischen Ozeans und wird nach Osten zunehmend kontinentaler. Westwinde und die sie begleitenden Sturmbahnen und Tiefdruckgebiete sind das wichtigste Klimamuster in Europa, das die täglichen und jährlichen Schwankungn bestimmt. Im Winter hat das Sibirische Hoch mit Kaltlufteinbrüchen einen starken Einfluss. Vom Mittelmeer bis nach Skandinavien bestimmt die [[Nordatlantische Oszillation]] die saisonalen klimatischen Schwankungen, besonders im Winter.<ref>IPCC AR6 WGI (2021): Atlas, 8.1.1</ref> Ein weiteres wichtiges Klimaphänomen sind [[blockierende Wetterlage]]n, die durch den [[Jetstream]] gesteuert werden. Der Nordatlantikstrom sorgt, als Fortsetzung des [[Golfstrom]]s, vor allem im Winter bis weit in den hohen Norden hinein insgesamt für ein sehr mildes Klima.

== Veränderung der Temperatur ==
[[Bild:Europe summer temp 2000years.jpg|thumb|680px|Abb. 2: Sommertemperaturen in Europa in den letzten 2000 Jahren in °C im Vergleich zum Mittel 1961-1990, blau: Proxydaten, rot: instrumentelle Daten ]]

Ein Rückblick der Temperaturentwicklung in Mitteleuropa bis in das Mittelalter zeigt grob gesehen drei Klimaepochen, die mit der Entwicklung auf der gesamten Nordhalbkugel übereinstimmen :
# die [[Mittelalterliche Warmzeit]],
# die [[Klima_der_letzten_1000_Jahre#Kleine_Eiszeit|Kleine Eiszeit]],
# die Warmphase der letzten ca. 100 Jahre.
Von 1000 bis ungefähr 1300 nimmt die [[Temperatur]] bei starken Schwankungen von Jahr zu Jahr kontinuierlich zu. Danach zeigt sich von ca. 1400 bis 1900 eine relativ kühle Phase, mit besonders niedrigen Temperaturen im 16. und 17. Jahrhundert, die sog. Kleine Eiszeit, die bis ins 19. Jahrhundert reicht. Ab 1900 nehmen die Temperaturen ungewöhnlich stark zu und liegen in den letzten 30 Jahren deutlich über den höchsten Temperaturen der mittelalterlichen Warmzeit (Abb. 2).

[[Bild:Europe-temperature-1750-2020.png|thumb|480px|Abb. 3: Änderung der jährlichen Mitteltemperatur (blau) und der 10-Jahresmittel (rot) in Europa 1750-2020 in absoluten Werten]]
[[Bild:Kontinente °C Jahrzehnt.jpg|thumb|520px|Abb. 4: Änderung der globalen Mitteltemperatur von sechs WMO-Regionen (Kontinenten) in vier Klimaperioden]]

Die Temperaturen in Europa sind zwischen 1991 und 2020 um ca. 0,5 °C pro Jahrzehnt angestiegen und damit mehr als doppelt so stark wie das globale Mittel (Abb. 4). Europa ist damit noch vor Asien (ca. 0,4 °C/Jahrzehnt) der Kontinent, der sich am stärksten erwärmt hat. Die höchste Temperaturabweichung im Jahr 2021 vom Mittel der Jahre 1981-2010 hatten einige Gebiete Grönlands, vor allem im Norden und Nordwesten, und Spitzbergen mit über 2 °C zu verzeichnen.<ref name="WMO 2022">WMO (2022): [https://public.wmo.int/en/our-mandate/climate/wmo-statement-state-of-global-climate/Europe State of the Climate in Europe 2021]</ref> Besonders stark haben sich in den letzten Jahren die Sommer erwärmt. Der Sommer 2022 war mit 1,4 °C über dem Mittel sogar der wärmste bisher gemessene Sommer. Im Südwesten und Westen Europas gab es bis zu 30% mehr warme Tage als im Durchschnitt. In Großbritannien wurden zum ersten Mal über 40 °C gemessen. Auch in anderen Teilen Westeuropas lagen die Höchsttemperaturen oft 10 °C über den typischen Maximumtemperaturen im Sommer.<ref>Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/esotc/2022/european-state-climate-2022-summary European State of the Climate 2022]</ref> Ein Blick auf die langfristige Veränderung der Sommertemperaturen zeigt, dass die Sommer der drei Jahrzehnte 1986-2015 die wärmsten Sommer der letzten 2000 Jahre waren. Der Trend zu immer wärmeren Sommern in den letzten Jahrzehnten war häufig von Hitzewellen begleitet.<ref name="Luterbacher 2016">Luterbacher, J., J.P. Werner, J.E. Smerdon et al. (2016): [https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/2/024001 European summer temperatures since Roman times]. Environmental, Research Letters, 11(2), 024001.</ref>

Betrachtet man die besonders starke Erwärmung der ca. letzten 30 Jahre im Hinblick auf die Sommer- und Winterentwicklung geographisch, so fällt ein Trend auf, wie er ähnlich auch für die [[Klima im 21. Jahrhundert in Europa|nächsten 100 Jahre]] projiziert wird: Im Winter findet sich die stärkste Erwärmung in Skandinavien und Nordosteuropa, im Sommer im Mittelmeerraum. Für die ungewöhnlich starke Erwärmung im Norden spielt der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-/Schnee-Albedo-Effekt]] die entscheidende Rolle: Der Rückgang von Schnee- und Eisflächen führt zu einer höheren Strahlungsabsorption. Die starke Erwärmung im Osten und Nordosten Europas 2015 mit bis zu 5 °C gegenüber 1981-2010 in Finnland war aber auch durch eine starke NAO bedingt. Dagegen nahmen in Südeuropa die Temperaturen vor allem im Sommer zu. So lagen die Temperaturen in Teilen Italiens, aber auch im südlichen Mitteleuropa im Sommer 2015 um ca. 3 °C über dem Mittel von 1981 bis 2010.<ref name="Besselaar 2016">van den Besselaar, E., R. Cornes, C. Photiadou, G.van der Schrier, G. Verver, A. Klein Tank, A. Squintu (2016): [http://cib.knmi.nl/mediawiki/index.php/2015:_joint_warmest_year_on_record_in_Europe 2015: joint warmest year on record in Europe]</ref> Die sommerliche Erwärmung im Mittelmeerraum ist primär durch die Niederschlagsdefizite und ausgetrockneten Böden bedingt, die die Evapotranspiration und damit deren Abkühlungseffekt stark einschränken.

== Änderungen des Niederschlags ==

Die jährlichen Niederschläge über Europa insgesamt zeigen seit 1960 keinen klaren Trend. Allerdings wurden in den einzelnen Großregionen sichtliche Änderungen beobachtet. So hat der Jahresniederschlag seit 1960 in Nordost- und Nordwesteuropa um bis zu 70 mm pro Jahrzehnt zugenommen, vor allem im Winter. In einigen Teilen Südeuropas ist dagegen ein Rückgang der jährlichen Niederschläge um bis zu 90 mm pro Jahrzehnt, z.B. auf der Iberischen Halbinsel, zu verzeichnen. In den mittleren Breiten gibt es keine signifikanten Änderungen der jährlichen Niederschläge. Die mittleren Sommerniederschläge sind in den meisten Teilen Südeuropas um bis zu 20 mm pro Jahrzehnt deutlich zurückgegangen, während in Teilen Nordeuropas Zunahmen von bis zu 18 mm pro Jahrzehnt beobachtet wurden.<ref>European Environment Agency (2021): [https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/european-precipitation-2/assessment Mean precipitation]</ref>

[[Bild:Albedo-Eis.jpg|thumb|420px|Abb. 5: Schematische Darstellung des Einflusses der Eis-/Schnee-Albedo auf das Klima]]

== Ursachen der Klimaänderung ==
Angesichts der Klimaänderungen in Europa stellt sich vor allem die Frage, welches die Gründe für die starke jährliche Erwärmung im Jahresmittel und im Sommer sind. Als wesentlicher Grund gilt der anthropogene [[Treibhauseffekt]], der durch die Emission von [[Kohlendioxid]], [[Methan]] und anderen [[Treibhausgase]]n verursacht wird. Da die wichtigsten dieser Treibhausgase mindestens mehrere Jahre und zum Teil noch wesentlich länger in der Atmosphäre verbleiben, sind sie fast gleichmäßig über den Globus verteilt. Besonderheiten der europäischen Temperaturentwicklung können daher nicht durch den globalen anthropogenen Treibhauseffekt erklärt werden. Allerdings können [[Feedback|Rückkopplungseffekte]] der globalen Erwärmung mit regionalen Klimakomponenten eine Erklärung sein. So spielt etwa der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-/Schnee-Albedo-Effekt]] für die starke Erwärmung in Skandinavien und Nordosteuropa im Winterhalbjahr die entscheidende Rolle. Das Abschmelzen von Schnee- und Eisflächen hat zur Folge, dass weniger Sonnenstrahlen reflektiert werden und so den Boden aufheizen, der wiederum durch die Abgabe von langwelliger Wärmestrahlung die darüber liegende Luft erwärmt, die wiederum zu mehr Schneeschmelze führt usw. Eine ähnliche positive Rückkopplung zwischen Atmosphäre und Boden erklärt auch die starke sommerliche Erwärmung besonders in Südeuropa im Sommer. Geringe Niederschläge, ein klarer Himmel und eine starke Einstrahlung lassen hier Boden und Pflanzen austrocknen. Die Folge ist eine ausbleibende [[Verdunstung]] und damit ein damit verbundener fehlender Abkühlungseffekt, wodurch der [[Boden im Klimasystem|Boden]] weiter erwärmt wird, aber [[Wolken]]bildung kaum noch stattfindet, mit der Konsequenz stärkerer Einstrahlung und steigender Temperatur, wodurch sich der Boden noch weiter erwärmt usw.<ref name="Tuel 2021">Tuel, A., and E.A.B. Eltahir (2021): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0968.1 Mechanisms of European Summer Drying under Climate Change], Journal of Climate 34, 22, 8913-8931</ref>

Ein weiterer Erklärungsansatz für die starke Erwärmung Europas im Zuge des Klimawandels sind [[Atmosphärische Zirkulation|dynamische Prozesse in der Atmosphäre]] wie im Nordatlantik. Er läuft darauf hinaus, dass sich die vom Nordatlantik nach Osten ziehenden Tiefdruckbahnen, die für Mittel und Nordeuropa im Sommer, für den Mittelmeerraum im Winter die Niederschläge bringen, nach Norden verschoben haben. Als Ursache wird das sog. „Erwärmungsloch“ südlich von Grönland gesehen, wo die [[Meeresoberflächentemperatur]] sich in den letzten Jahrzehnten nicht erwärmt, sondern abgekühlt hat. Von einigen Autoren wird dieses Phänomen auf die Abschwächung der [[Meridionale Umwälzzirkulation (MOC)|Nordatlantischen Umwälzzirkulation]] (früher Thermohaline Zirkulation) zurückgeführt. Ob die Ursache dieser Abschwächung auf den Klimawandel beruht oder natürlichen Dekaden-Schwankungen unterliegt, ist jedoch in der Forschung nicht endgültig geklärt.<ref name="IPCC AR6 WGI 2021">IPCC AR6 WGI (2021): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Ch. 2.3.3.4</ref> Als Folge dieser Abkühlung im Nordatlantik werden von Tuel & Eltahir (2021)<ref name="Tuel 2021" /> ungewöhnliche [[Hochdruckgebiet|Hochdrucklagen]] westlich der Britischen Inseln angeführt, die feuchte Luftmassen vom Atlantik nach Norden ablenken, so dass sie Mitteleuropa kaum noch erreichen.

[[Bild:SO2 emissions 1950-2020.jpg|thumb|540px|Abb. 6: SO<sub>2</sub>-Emissionen nach Regionen 1950-2020. Die Abbildung zeigt die zunehmende Abnahme der Aerosolkonzentration seit den 1980er Jahren, besonders in Europa und Nordamerika.]]
Eine dritte Erklärung bezieht sich auf anthropogene Emissionen, die nicht eine Erwärmung, sondern eine Abkühlung zur Folge haben. Gemeint sind durch menschliche Aktivitäten entstehende [[Aerosole]], und zwar vor allem [[Sulfataerosole]] (SO<sub>4</sub>), die ähnlich wie Kohlendioxid durch die Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre gelangen. Nach dem 2. Weltkrieg bis ca. 1980 hat die Aerosolbelastung in Europa stark zugenommen (Abb. 6), eine Phase die wegen der Abschirmung der Solareinstrahlung als „globale Verdunkelung“ (engl. „global dimming“) bezeichnet wird. Als Folge sind die Temperaturen in Europa und besonders in Nordamerika trotz zunehmender Treibhausgasemissionen kaum gestiegen. Danach wurde durch politische Entscheidungen zur Luftreinhaltung die Emission von [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosolen mehr und mehr verringert]]. Es begann die Phase der „globalen Aufhellung“ (engl. „global brightening“), in der sich die Wirkung der steigenden Treibhausgaskonzentration und einer erhöhten Sonneneinstrahlung in einer zunehmenden Erwärmung zeigten. Die Abnahme der Aerosol-Konzentration von 1979 bis 2020 machte sich wegen der höheren Solarstrahlung besonders im Sommer bemerkbar. Allein die Abnahme der Aerosol-Konzentration führte zu einer Erwärmung der jährlichen Mitteltemperatur um etwa 1 °C. Insgesamt betrug die Temperaturzunahme in Europa seit den 1980er Jahren jedoch das Doppelte der globalen Erwärmung, weil sich zusätzlich der Treibhauseffekt auswirkte, der durch die Aerosolbelastung maskiert worden war.<ref name="Glantz 2022">Glantz, P., O. G. Fawole, J. Ström, M. Wild, K. J. Noone (2022): [https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021JD035889 Unmasking the Effects of Aerosols on Greenhouse Warming Over Europe], Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 10.1029/2021JD035889, 127, 22 </ref>

== Kalte Winter in Europa ==
In den letzten Jahren kam es in weiten Teilen Europas in den Wintermonaten, im Jahr 2013 sogar noch im meteorologischen Frühlingsmonat März, zu starken Kälteeinbrüchen. Das hat in der Öffentlichkeit Zweifel am Klimawandel genährt und in der Wissenschaft die Suche nach Erklärungen angetrieben.
* s. Hauptartikel [[Kalte Winter in Europa]]

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* [http://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/erderwaermung-koennte-winter-kaelter-werden-lassen Erderwärmung könnte Winter kälter werden lassen] Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

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<div class="inhalt">

==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen in Europa (Bilder)]]
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== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}

{{#set:
regionales Beispiel von=Regionale Klimaänderungen
|regionales Beispiel von=Aktuelle Klimaänderungen
|umfasst räumlich=Klimaänderungen in Deutschland
|umfasst räumlich=Klimaänderungen im Mittelmeerraum
|umfasst räumlich=Klimaänderungen im Ostseeraum
|umfasst räumlich=Klimaänderungen in den Alpen
|umfasst=Kalte Winter in Europa
|zukünftige Entwicklung=Klima im 21. Jahrhundert in Europa
|beeinflusst von=Eis-Albedo-Rückkopplung
|beeinflusst von=Meereis
|beeinflusst von=Nordatlantische Oszillation
|beeinflusst=Außertropische Stürme
|beeinflusst=Hitzewellen Europa
|beeinflusst=Dürren in Europa
|beeinflusst=Meeresspiegelanstieg in Europa
|beeinflusst=Starkregen und Hochwasser in Europa
|beeinflusst=Wälder im Klimawandel: Europa
|beeinflusst=Zecken als Krankheitsüberträger
|Ähnlich wie=Klimaänderungen in Asien
|Ähnlich wie=Klimaänderungen in Afrika
|Ähnlich wie=Klimaänderungen in Australien
|Ähnlich wie=Klimaänderungen in Lateinamerika
|Ähnlich wie=Klimaänderungen in Nordamerika
|Vergangenheit=Mittelalterliche Warmzeit
|Vergangenheit=Kleine Eiszeit
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Regionale Klimaänderungen, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaänderungen in Deutschland, Klimaänderungen im Mittelmeerraum, Klima im 21. Jahrhundert in Europa, Eis-Albedo-Rückkopplung, Meereis, Nordatlantische Oszillation, Klimaänderungen</metakeywords>

[[Kategorie:Regionale Klimaänderungen]]
[[Kategorie:Klimaänderungen]]

Klimaänderungen in Europa

2024-10-04T15:18:48Z

Anja: /* Kalte Winter in Europa */

[[Bild:Europe-climate-stripes1840-2020.png|thumb|620px|Abb. 1: Klimastreifen von Europa ]]

Das europäische Klima reicht von den [[Subtropen]] im Süden über das [[Gemäßigte Zone|gemäßigte Klima]] in der Mitte bis zum borealen und Tundrenklima im Norden (Abb. 1). Es steht im Westen unter starkem Einfluss des Atlantischen Ozeans und wird nach Osten zunehmend kontinentaler. Westwinde und die sie begleitenden Sturmbahnen und Tiefdruckgebiete sind das wichtigste Klimamuster in Europa, das die täglichen und jährlichen Schwankungn bestimmt. Im Winter hat das Sibirische Hoch mit Kaltlufteinbrüchen einen starken Einfluss. Vom Mittelmeer bis nach Skandinavien bestimmt die [[Nordatlantische Oszillation]] die saisonalen klimatischen Schwankungen, besonders im Winter.<ref>IPCC AR6 WGI (2021): Atlas, 8.1.1</ref> Ein weiteres wichtiges Klimaphänomen sind [[blockierende Wetterlage]]n, die durch den [[Jetstream]] gesteuert werden. Der Nordatlantikstrom sorgt, als Fortsetzung des [[Golfstrom]]s, vor allem im Winter bis weit in den hohen Norden hinein insgesamt für ein sehr mildes Klima.

== Veränderung der Temperatur ==
[[Bild:Europe summer temp 2000years.jpg|thumb|680px|Abb. 2: Sommertemperaturen in Europa in den letzten 2000 Jahren in °C im Vergleich zum Mittel 1961-1990, blau: Proxydaten, rot: instrumentelle Daten ]]

Ein Rückblick der Temperaturentwicklung in Mitteleuropa bis in das Mittelalter zeigt grob gesehen drei Klimaepochen, die mit der Entwicklung auf der gesamten Nordhalbkugel übereinstimmen :
# die [[Mittelalterliche Warmzeit]],
# die [[Klima_der_letzten_1000_Jahre#Kleine_Eiszeit|Kleine Eiszeit]],
# die Warmphase der letzten ca. 100 Jahre.
Von 1000 bis ungefähr 1300 nimmt die [[Temperatur]] bei starken Schwankungen von Jahr zu Jahr kontinuierlich zu. Danach zeigt sich von ca. 1400 bis 1900 eine relativ kühle Phase, mit besonders niedrigen Temperaturen im 16. und 17. Jahrhundert, die sog. Kleine Eiszeit, die bis ins 19. Jahrhundert reicht. Ab 1900 nehmen die Temperaturen ungewöhnlich stark zu und liegen in den letzten 30 Jahren deutlich über den höchsten Temperaturen der mittelalterlichen Warmzeit (Abb. 2).

[[Bild:Europe-temperature-1750-2020.png|thumb|480px|Abb. 3: Änderung der jährlichen Mitteltemperatur (blau) und der 10-Jahresmittel (rot) in Europa 1750-2020 in absoluten Werten]]
[[Bild:Kontinente °C Jahrzehnt.jpg|thumb|520px|Abb. 4: Änderung der globalen Mitteltemperatur von sechs WMO-Regionen (Kontinenten) in vier Klimaperioden]]

Die Temperaturen in Europa sind zwischen 1991 und 2020 um ca. 0,5 °C pro Jahrzehnt angestiegen und damit mehr als doppelt so stark wie das globale Mittel (Abb. 4). Europa ist damit noch vor Asien (ca. 0,4 °C/Jahrzehnt) der Kontinent, der sich am stärksten erwärmt hat. Die höchste Temperaturabweichung im Jahr 2021 vom Mittel der Jahre 1981-2010 hatten einige Gebiete Grönlands, vor allem im Norden und Nordwesten, und Spitzbergen mit über 2 °C zu verzeichnen.<ref name="WMO 2022">WMO (2022): [https://public.wmo.int/en/our-mandate/climate/wmo-statement-state-of-global-climate/Europe State of the Climate in Europe 2021]</ref> Besonders stark haben sich in den letzten Jahren die Sommer erwärmt. Der Sommer 2022 war mit 1,4 °C über dem Mittel sogar der wärmste bisher gemessene Sommer. Im Südwesten und Westen Europas gab es bis zu 30% mehr warme Tage als im Durchschnitt. In Großbritannien wurden zum ersten Mal über 40 °C gemessen. Auch in anderen Teilen Westeuropas lagen die Höchsttemperaturen oft 10 °C über den typischen Maximumtemperaturen im Sommer.<ref>Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/esotc/2022/european-state-climate-2022-summary European State of the Climate 2022]</ref> Ein Blick auf die langfristige Veränderung der Sommertemperaturen zeigt, dass die Sommer der drei Jahrzehnte 1986-2015 die wärmsten Sommer der letzten 2000 Jahre waren. Der Trend zu immer wärmeren Sommern in den letzten Jahrzehnten war häufig von Hitzewellen begleitet.<ref name="Luterbacher 2016">Luterbacher, J., J.P. Werner, J.E. Smerdon et al. (2016): [https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/2/024001 European summer temperatures since Roman times]. Environmental, Research Letters, 11(2), 024001.</ref>

Betrachtet man die besonders starke Erwärmung der ca. letzten 30 Jahre im Hinblick auf die Sommer- und Winterentwicklung geographisch, so fällt ein Trend auf, wie er ähnlich auch für die [[Klima im 21. Jahrhundert in Europa|nächsten 100 Jahre]] projiziert wird: Im Winter findet sich die stärkste Erwärmung in Skandinavien und Nordosteuropa, im Sommer im Mittelmeerraum. Für die ungewöhnlich starke Erwärmung im Norden spielt der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-/Schnee-Albedo-Effekt]] die entscheidende Rolle: Der Rückgang von Schnee- und Eisflächen führt zu einer höheren Strahlungsabsorption. Die starke Erwärmung im Osten und Nordosten Europas 2015 mit bis zu 5 °C gegenüber 1981-2010 in Finnland war aber auch durch eine starke NAO bedingt. Dagegen nahmen in Südeuropa die Temperaturen vor allem im Sommer zu. So lagen die Temperaturen in Teilen Italiens, aber auch im südlichen Mitteleuropa im Sommer 2015 um ca. 3 °C über dem Mittel von 1981 bis 2010.<ref name="Besselaar 2016">van den Besselaar, E., R. Cornes, C. Photiadou, G.van der Schrier, G. Verver, A. Klein Tank, A. Squintu (2016): [http://cib.knmi.nl/mediawiki/index.php/2015:_joint_warmest_year_on_record_in_Europe 2015: joint warmest year on record in Europe]</ref> Die sommerliche Erwärmung im Mittelmeerraum ist primär durch die Niederschlagsdefizite und ausgetrockneten Böden bedingt, die die Evapotranspiration und damit deren Abkühlungseffekt stark einschränken.

== Änderungen des Niederschlags ==

Die jährlichen Niederschläge über Europa insgesamt zeigen seit 1960 keinen klaren Trend. Allerdings wurden in den einzelnen Großregionen sichtliche Änderungen beobachtet. So hat der Jahresniederschlag seit 1960 in Nordost- und Nordwesteuropa um bis zu 70 mm pro Jahrzehnt zugenommen, vor allem im Winter. In einigen Teilen Südeuropas ist dagegen ein Rückgang der jährlichen Niederschläge um bis zu 90 mm pro Jahrzehnt, z.B. auf der Iberischen Halbinsel, zu verzeichnen. In den mittleren Breiten gibt es keine signifikanten Änderungen der jährlichen Niederschläge. Die mittleren Sommerniederschläge sind in den meisten Teilen Südeuropas um bis zu 20 mm pro Jahrzehnt deutlich zurückgegangen, während in Teilen Nordeuropas Zunahmen von bis zu 18 mm pro Jahrzehnt beobachtet wurden.<ref>European Environment Agency (2021): [https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/european-precipitation-2/assessment Mean precipitation]</ref>

[[Bild:Albedo-Eis.jpg|thumb|420px|Abb. 5: Schematische Darstellung des Einflusses der Eis-/Shnee-Albedo auf das Klima]]
== Ursachen der Klimaänderung ==
Angesichts der Klimaänderungen in Europa stellt sich vor allem die Frage, welches die Gründe für die starke jährliche Erwärmung im Jahresmittel und im Sommer sind. Als wesentlicher Grund gilt der anthropogene [[Treibhauseffekt]], der durch die Emission von [[Kohlendioxid]], [[Methan]] und anderen [[Treibhausgase]]n verursacht wird. Da die wichtigsten dieser Treibhausgase mindestens mehrere Jahre und zum Teil noch wesentlich länger in der Atmosphäre verbleiben, sind sie fast gleichmäßig über den Globus verteilt. Besonderheiten der europäischen Temperaturentwicklung können daher nicht durch den globalen anthropogenen Treibhauseffekt erklärt werden. Allerdings können [[Feedback|Rückkopplungseffekte]] der globalen Erwärmung mit regionalen Klimakomponenten eine Erklärung sein. So spielt etwa der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-/Schnee-Albedo-Effekt]] für die starke Erwärmung in Skandinavien und Nordosteuropa im Winterhalbjahr die entscheidende Rolle. Das Abschmelzen von Schnee- und Eisflächen hat zur Folge, dass weniger Sonnenstrahlen reflektiert werden und so den Boden aufheizen, der wiederum durch die Abgabe von langwelliger Wärmestrahlung die darüber liegende Luft erwärmt, die wiederum zu mehr Schneeschmelze führt usw. Eine ähnliche positive Rückkopplung zwischen Atmosphäre und Boden erklärt auch die starke sommerliche Erwärmung besonders in Südeuropa im Sommer. Geringe Niederschläge, ein klarer Himmel und eine starke Einstrahlung lassen hier Boden und Pflanzen austrocknen. Die Folge ist eine ausbleibende [[Verdunstung]] und damit ein damit verbundener fehlender Abkühlungseffekt, wodurch der [[Boden im Klimasystem|Boden]] weiter erwärmt wird, aber [[Wolken]]bildung kaum noch stattfindet, mit der Konsequenz stärkerer Einstrahlung und steigender Temperatur, wodurch sich der Boden noch weiter erwärmt usw.<ref name="Tuel 2021">Tuel, A., and E.A.B. Eltahir (2021): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0968.1 Mechanisms of European Summer Drying under Climate Change], Journal of Climate 34, 22, 8913-8931</ref>

Ein weiterer Erklärungsansatz für die starke Erwärmung Europas im Zuge des Klimawandels sind [[Atmosphärische Zirkulation|dynamische Prozesse in der Atmosphäre]] wie im Nordatlantik. Er läuft darauf hinaus, dass sich die vom Nordatlantik nach Osten ziehenden Tiefdruckbahnen, die für Mittel und Nordeuropa im Sommer, für den Mittelmeerraum im Winter die Niederschläge bringen, nach Norden verschoben haben. Als Ursache wird das sog. „Erwärmungsloch“ südlich von Grönland gesehen, wo die [[Meeresoberflächentemperatur]] sich in den letzten Jahrzehnten nicht erwärmt, sondern abgekühlt hat. Von einigen Autoren wird dieses Phänomen auf die Abschwächung der [[Meridionale Umwälzzirkulation (MOC)|Nordatlantischen Umwälzzirkulation]] (früher Thermohaline Zirkulation) zurückgeführt. Ob die Ursache dieser Abschwächung auf den Klimawandel beruht oder natürlichen Dekaden-Schwankungen unterliegt, ist jedoch in der Forschung nicht endgültig geklärt.<ref name="IPCC AR6 WGI 2021">IPCC AR6 WGI (2021): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Ch. 2.3.3.4</ref> Als Folge dieser Abkühlung im Nordatlantik werden von Tuel & Eltahir (2021)<ref name="Tuel 2021" /> ungewöhnliche [[Hochdruckgebiet|Hochdrucklagen]] westlich der Britischen Inseln angeführt, die feuchte Luftmassen vom Atlantik nach Norden ablenken, so dass sie Mitteleuropa kaum noch erreichen.

[[Bild:SO2 emissions 1950-2020.jpg|thumb|540px|Abb. 6: SO<sub>2</sub>-Emissionen nach Regionen 1950-2020. Die Abbildung zeigt die zunehmende Abnahme der Aerosolkonzentration seit den 1980er Jahren, besonders in Europa und Nordamerika.]]
Eine dritte Erklärung bezieht sich auf anthropogene Emissionen, die nicht eine Erwärmung, sondern eine Abkühlung zur Folge haben. Gemeint sind durch menschliche Aktivitäten entstehende [[Aerosole]], und zwar vor allem [[Sulfataerosole]] (SO<sub>4</sub>), die ähnlich wie Kohlendioxid durch die Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre gelangen. Nach dem 2. Weltkrieg bis ca. 1980 hat die Aerosolbelastung in Europa stark zugenommen (Abb. 6), eine Phase die wegen der Abschirmung der Solareinstrahlung als „globale Verdunkelung“ (engl. „global dimming“) bezeichnet wird. Als Folge sind die Temperaturen in Europa und besonders in Nordamerika trotz zunehmender Treibhausgasemissionen kaum gestiegen. Danach wurde durch politische Entscheidungen zur Luftreinhaltung die Emission von [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosolen mehr und mehr verringert]]. Es begann die Phase der „globalen Aufhellung“ (engl. „global brightening“), in der sich die Wirkung der steigenden Treibhausgaskonzentration und einer erhöhten Sonneneinstrahlung in einer zunehmenden Erwärmung zeigten. Die Abnahme der Aerosol-Konzentration von 1979 bis 2020 machte sich wegen der höheren Solarstrahlung besonders im Sommer bemerkbar. Allein die Abnahme der Aerosol-Konzentration führte zu einer Erwärmung der jährlichen Mitteltemperatur um etwa 1 °C. Insgesamt betrug die Temperaturzunahme in Europa seit den 1980er Jahren jedoch das Doppelte der globalen Erwärmung, weil sich zusätzlich der Treibhauseffekt auswirkte, der durch die Aerosolbelastung maskiert worden war.<ref name="Glantz 2022">Glantz, P., O. G. Fawole, J. Ström, M. Wild, K. J. Noone (2022): [https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021JD035889 Unmasking the Effects of Aerosols on Greenhouse Warming Over Europe], Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 10.1029/2021JD035889, 127, 22 </ref>

== Kalte Winter in Europa ==
In den letzten Jahren kam es in weiten Teilen Europas in den Wintermonaten, im Jahr 2013 sogar noch im meteorologischen Frühlingsmonat März, zu starken Kälteeinbrüchen. Das hat in der Öffentlichkeit Zweifel am Klimawandel genährt und in der Wissenschaft die Suche nach Erklärungen angetrieben.
* s. Hauptartikel [[Kalte Winter in Europa]]

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* [http://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/erderwaermung-koennte-winter-kaelter-werden-lassen Erderwärmung könnte Winter kälter werden lassen] Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen in Europa (Bilder)]]
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== Lizenzhinweis ==
{{CC-Lizenz}}
{{Kontakt}}

{{#set:
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Regionale Klimaänderungen, Aktuelle Klimaänderungen, Klimaänderungen in Deutschland, Klimaänderungen im Mittelmeerraum, Klima im 21. Jahrhundert in Europa, Eis-Albedo-Rückkopplung, Meereis, Nordatlantische Oszillation, Klimaänderungen</metakeywords>

[[Kategorie:Regionale Klimaänderungen]]
[[Kategorie:Klimaänderungen]]

Klimaänderungen in Europa

2024-10-04T15:11:35Z

Anja: /* Ursachen der Klimaänderung */

[[Bild:Europe-climate-stripes1840-2020.png|thumb|620px|Abb. 1: Klimastreifen von Europa ]]

Das europäische Klima reicht von den [[Subtropen]] im Süden über das [[Gemäßigte Zone|gemäßigte Klima]] in der Mitte bis zum borealen und Tundrenklima im Norden (Abb. 1). Es steht im Westen unter starkem Einfluss des Atlantischen Ozeans und wird nach Osten zunehmend kontinentaler. Westwinde und die sie begleitenden Sturmbahnen und Tiefdruckgebiete sind das wichtigste Klimamuster in Europa, das die täglichen und jährlichen Schwankungn bestimmt. Im Winter hat das Sibirische Hoch mit Kaltlufteinbrüchen einen starken Einfluss. Vom Mittelmeer bis nach Skandinavien bestimmt die [[Nordatlantische Oszillation]] die saisonalen klimatischen Schwankungen, besonders im Winter.<ref>IPCC AR6 WGI (2021): Atlas, 8.1.1</ref> Ein weiteres wichtiges Klimaphänomen sind [[blockierende Wetterlage]]n, die durch den [[Jetstream]] gesteuert werden. Der Nordatlantikstrom sorgt, als Fortsetzung des [[Golfstrom]]s, vor allem im Winter bis weit in den hohen Norden hinein insgesamt für ein sehr mildes Klima.

== Veränderung der Temperatur ==
[[Bild:Europe summer temp 2000years.jpg|thumb|680px|Abb. 2: Sommertemperaturen in Europa in den letzten 2000 Jahren in °C im Vergleich zum Mittel 1961-1990, blau: Proxydaten, rot: instrumentelle Daten ]]

Ein Rückblick der Temperaturentwicklung in Mitteleuropa bis in das Mittelalter zeigt grob gesehen drei Klimaepochen, die mit der Entwicklung auf der gesamten Nordhalbkugel übereinstimmen :
# die [[Mittelalterliche Warmzeit]],
# die [[Klima_der_letzten_1000_Jahre#Kleine_Eiszeit|Kleine Eiszeit]],
# die Warmphase der letzten ca. 100 Jahre.
Von 1000 bis ungefähr 1300 nimmt die [[Temperatur]] bei starken Schwankungen von Jahr zu Jahr kontinuierlich zu. Danach zeigt sich von ca. 1400 bis 1900 eine relativ kühle Phase, mit besonders niedrigen Temperaturen im 16. und 17. Jahrhundert, die sog. Kleine Eiszeit, die bis ins 19. Jahrhundert reicht. Ab 1900 nehmen die Temperaturen ungewöhnlich stark zu und liegen in den letzten 30 Jahren deutlich über den höchsten Temperaturen der mittelalterlichen Warmzeit (Abb. 2).

[[Bild:Europe-temperature-1750-2020.png|thumb|480px|Abb. 3: Änderung der jährlichen Mitteltemperatur (blau) und der 10-Jahresmittel (rot) in Europa 1750-2020 in absoluten Werten]]
[[Bild:Kontinente °C Jahrzehnt.jpg|thumb|520px|Abb. 4: Änderung der globalen Mitteltemperatur von sechs WMO-Regionen (Kontinenten) in vier Klimaperioden]]

Die Temperaturen in Europa sind zwischen 1991 und 2020 um ca. 0,5 °C pro Jahrzehnt angestiegen und damit mehr als doppelt so stark wie das globale Mittel (Abb. 4). Europa ist damit noch vor Asien (ca. 0,4 °C/Jahrzehnt) der Kontinent, der sich am stärksten erwärmt hat. Die höchste Temperaturabweichung im Jahr 2021 vom Mittel der Jahre 1981-2010 hatten einige Gebiete Grönlands, vor allem im Norden und Nordwesten, und Spitzbergen mit über 2 °C zu verzeichnen.<ref name="WMO 2022">WMO (2022): [https://public.wmo.int/en/our-mandate/climate/wmo-statement-state-of-global-climate/Europe State of the Climate in Europe 2021]</ref> Besonders stark haben sich in den letzten Jahren die Sommer erwärmt. Der Sommer 2022 war mit 1,4 °C über dem Mittel sogar der wärmste bisher gemessene Sommer. Im Südwesten und Westen Europas gab es bis zu 30% mehr warme Tage als im Durchschnitt. In Großbritannien wurden zum ersten Mal über 40 °C gemessen. Auch in anderen Teilen Westeuropas lagen die Höchsttemperaturen oft 10 °C über den typischen Maximumtemperaturen im Sommer.<ref>Copernicus Climate Change Service (2023): [https://climate.copernicus.eu/esotc/2022/european-state-climate-2022-summary European State of the Climate 2022]</ref> Ein Blick auf die langfristige Veränderung der Sommertemperaturen zeigt, dass die Sommer der drei Jahrzehnte 1986-2015 die wärmsten Sommer der letzten 2000 Jahre waren. Der Trend zu immer wärmeren Sommern in den letzten Jahrzehnten war häufig von Hitzewellen begleitet.<ref name="Luterbacher 2016">Luterbacher, J., J.P. Werner, J.E. Smerdon et al. (2016): [https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/2/024001 European summer temperatures since Roman times]. Environmental, Research Letters, 11(2), 024001.</ref>

Betrachtet man die besonders starke Erwärmung der ca. letzten 30 Jahre im Hinblick auf die Sommer- und Winterentwicklung geographisch, so fällt ein Trend auf, wie er ähnlich auch für die [[Klima im 21. Jahrhundert in Europa|nächsten 100 Jahre]] projiziert wird: Im Winter findet sich die stärkste Erwärmung in Skandinavien und Nordosteuropa, im Sommer im Mittelmeerraum. Für die ungewöhnlich starke Erwärmung im Norden spielt der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-/Schnee-Albedo-Effekt]] die entscheidende Rolle: Der Rückgang von Schnee- und Eisflächen führt zu einer höheren Strahlungsabsorption. Die starke Erwärmung im Osten und Nordosten Europas 2015 mit bis zu 5 °C gegenüber 1981-2010 in Finnland war aber auch durch eine starke NAO bedingt. Dagegen nahmen in Südeuropa die Temperaturen vor allem im Sommer zu. So lagen die Temperaturen in Teilen Italiens, aber auch im südlichen Mitteleuropa im Sommer 2015 um ca. 3 °C über dem Mittel von 1981 bis 2010.<ref name="Besselaar 2016">van den Besselaar, E., R. Cornes, C. Photiadou, G.van der Schrier, G. Verver, A. Klein Tank, A. Squintu (2016): [http://cib.knmi.nl/mediawiki/index.php/2015:_joint_warmest_year_on_record_in_Europe 2015: joint warmest year on record in Europe]</ref> Die sommerliche Erwärmung im Mittelmeerraum ist primär durch die Niederschlagsdefizite und ausgetrockneten Böden bedingt, die die Evapotranspiration und damit deren Abkühlungseffekt stark einschränken.

== Änderungen des Niederschlags ==

Die jährlichen Niederschläge über Europa insgesamt zeigen seit 1960 keinen klaren Trend. Allerdings wurden in den einzelnen Großregionen sichtliche Änderungen beobachtet. So hat der Jahresniederschlag seit 1960 in Nordost- und Nordwesteuropa um bis zu 70 mm pro Jahrzehnt zugenommen, vor allem im Winter. In einigen Teilen Südeuropas ist dagegen ein Rückgang der jährlichen Niederschläge um bis zu 90 mm pro Jahrzehnt, z.B. auf der Iberischen Halbinsel, zu verzeichnen. In den mittleren Breiten gibt es keine signifikanten Änderungen der jährlichen Niederschläge. Die mittleren Sommerniederschläge sind in den meisten Teilen Südeuropas um bis zu 20 mm pro Jahrzehnt deutlich zurückgegangen, während in Teilen Nordeuropas Zunahmen von bis zu 18 mm pro Jahrzehnt beobachtet wurden.<ref>European Environment Agency (2021): [https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/european-precipitation-2/assessment Mean precipitation]</ref>

[[Bild:Albedo-Eis.jpg|thumb|420px|Abb. 5: Schematische Darstellung des Einflusses der Eis-/Shnee-Albedo auf das Klima]]
== Ursachen der Klimaänderung ==
Angesichts der Klimaänderungen in Europa stellt sich vor allem die Frage, welches die Gründe für die starke jährliche Erwärmung im Jahresmittel und im Sommer sind. Als wesentlicher Grund gilt der anthropogene [[Treibhauseffekt]], der durch die Emission von [[Kohlendioxid]], [[Methan]] und anderen [[Treibhausgase]]n verursacht wird. Da die wichtigsten dieser Treibhausgase mindestens mehrere Jahre und zum Teil noch wesentlich länger in der Atmosphäre verbleiben, sind sie fast gleichmäßig über den Globus verteilt. Besonderheiten der europäischen Temperaturentwicklung können daher nicht durch den globalen anthropogenen Treibhauseffekt erklärt werden. Allerdings können [[Feedback|Rückkopplungseffekte]] der globalen Erwärmung mit regionalen Klimakomponenten eine Erklärung sein. So spielt etwa der [[Eis-Albedo-Rückkopplung|Eis-/Schnee-Albedo-Effekt]] für die starke Erwärmung in Skandinavien und Nordosteuropa im Winterhalbjahr die entscheidende Rolle. Das Abschmelzen von Schnee- und Eisflächen hat zur Folge, dass weniger Sonnenstrahlen reflektiert werden und so den Boden aufheizen, der wiederum durch die Abgabe von langwelliger Wärmestrahlung die darüber liegende Luft erwärmt, die wiederum zu mehr Schneeschmelze führt usw. Eine ähnliche positive Rückkopplung zwischen Atmosphäre und Boden erklärt auch die starke sommerliche Erwärmung besonders in Südeuropa im Sommer. Geringe Niederschläge, ein klarer Himmel und eine starke Einstrahlung lassen hier Boden und Pflanzen austrocknen. Die Folge ist eine ausbleibende [[Verdunstung]] und damit ein damit verbundener fehlender Abkühlungseffekt, wodurch der [[Boden im Klimasystem|Boden]] weiter erwärmt wird, aber [[Wolken]]bildung kaum noch stattfindet, mit der Konsequenz stärkerer Einstrahlung und steigender Temperatur, wodurch sich der Boden noch weiter erwärmt usw.<ref name="Tuel 2021">Tuel, A., and E.A.B. Eltahir (2021): [https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0968.1 Mechanisms of European Summer Drying under Climate Change], Journal of Climate 34, 22, 8913-8931</ref>

Ein weiterer Erklärungsansatz für die starke Erwärmung Europas im Zuge des Klimawandels sind [[Atmosphärische Zirkulation|dynamische Prozesse in der Atmosphäre]] wie im Nordatlantik. Er läuft darauf hinaus, dass sich die vom Nordatlantik nach Osten ziehenden Tiefdruckbahnen, die für Mittel und Nordeuropa im Sommer, für den Mittelmeerraum im Winter die Niederschläge bringen, nach Norden verschoben haben. Als Ursache wird das sog. „Erwärmungsloch“ südlich von Grönland gesehen, wo die [[Meeresoberflächentemperatur]] sich in den letzten Jahrzehnten nicht erwärmt, sondern abgekühlt hat. Von einigen Autoren wird dieses Phänomen auf die Abschwächung der [[Meridionale Umwälzzirkulation (MOC)|Nordatlantischen Umwälzzirkulation]] (früher Thermohaline Zirkulation) zurückgeführt. Ob die Ursache dieser Abschwächung auf den Klimawandel beruht oder natürlichen Dekaden-Schwankungen unterliegt, ist jedoch in der Forschung nicht endgültig geklärt.<ref name="IPCC AR6 WGI 2021">IPCC AR6 WGI (2021): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Ch. 2.3.3.4</ref> Als Folge dieser Abkühlung im Nordatlantik werden von Tuel & Eltahir (2021)<ref name="Tuel 2021" /> ungewöhnliche [[Hochdruckgebiet|Hochdrucklagen]] westlich der Britischen Inseln angeführt, die feuchte Luftmassen vom Atlantik nach Norden ablenken, so dass sie Mitteleuropa kaum noch erreichen.

[[Bild:SO2 emissions 1950-2020.jpg|thumb|540px|Abb. 6: SO<sub>2</sub>-Emissionen nach Regionen 1950-2020. Die Abbildung zeigt die zunehmende Abnahme der Aerosolkonzentration seit den 1980er Jahren, besonders in Europa und Nordamerika.]]
Eine dritte Erklärung bezieht sich auf anthropogene Emissionen, die nicht eine Erwärmung, sondern eine Abkühlung zur Folge haben. Gemeint sind durch menschliche Aktivitäten entstehende [[Aerosole]], und zwar vor allem [[Sulfataerosole]] (SO<sub>4</sub>), die ähnlich wie Kohlendioxid durch die Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre gelangen. Nach dem 2. Weltkrieg bis ca. 1980 hat die Aerosolbelastung in Europa stark zugenommen (Abb. 6), eine Phase die wegen der Abschirmung der Solareinstrahlung als „globale Verdunkelung“ (engl. „global dimming“) bezeichnet wird. Als Folge sind die Temperaturen in Europa und besonders in Nordamerika trotz zunehmender Treibhausgasemissionen kaum gestiegen. Danach wurde durch politische Entscheidungen zur Luftreinhaltung die Emission von [[Klimawirkung von Aerosolen|Aerosolen mehr und mehr verringert]]. Es begann die Phase der „globalen Aufhellung“ (engl. „global brightening“), in der sich die Wirkung der steigenden Treibhausgaskonzentration und einer erhöhten Sonneneinstrahlung in einer zunehmenden Erwärmung zeigten. Die Abnahme der Aerosol-Konzentration von 1979 bis 2020 machte sich wegen der höheren Solarstrahlung besonders im Sommer bemerkbar. Allein die Abnahme der Aerosol-Konzentration führte zu einer Erwärmung der jährlichen Mitteltemperatur um etwa 1 °C. Insgesamt betrug die Temperaturzunahme in Europa seit den 1980er Jahren jedoch das Doppelte der globalen Erwärmung, weil sich zusätzlich der Treibhauseffekt auswirkte, der durch die Aerosolbelastung maskiert worden war.<ref name="Glantz 2022">Glantz, P., O. G. Fawole, J. Ström, M. Wild, K. J. Noone (2022): [https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021JD035889 Unmasking the Effects of Aerosols on Greenhouse Warming Over Europe], Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 10.1029/2021JD035889, 127, 22 </ref>

== Kalte Winter in Europa ==
In den letzten Jahren kam es in weiten Teilen Europas in den Wintermonaten, im Jahr 2013 sogar noch im meteorologischen Frühlungsmonat März, zu starken Kälteeinbrüchen. Das hat in der Öffentlichkeit Zweifel am Klimawandel genährt und in der Wissenschaft die Suche nach Erklärungen angetrieben.
* s. Hauptartikel [[Kalte Winter in Europa]]

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Weblinks ==
* [http://www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/erderwaermung-koennte-winter-kaelter-werden-lassen Erderwärmung könnte Winter kälter werden lassen] Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Klimaänderungen in Europa (Bilder)]]
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== Lizenzhinweis ==
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[[Kategorie:Regionale Klimaänderungen]]
[[Kategorie:Klimaänderungen]]

Klimawandel und Allergien

2024-10-04T13:41:18Z

Anja: /* Gesundheitlich Auswirkungen */

[[Bild:Ambrosia.jpg|thumb|320 px|Beifußblättriges Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia)]]
== Verbreitung von Pollenallergien ==

Etwa 20-30% der Deutschen leiden unter Allergien.<ref name="Menzel 2008">Menzel, A./ Behrendt, H. (2007/2008): Zunahme des Pollenflugs und die Gefahr von Allergien. In: Lozán, J.L. (Hg.): Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen. Hamburg, Freiburg, Bonn, List/Sylt. S. 132-135</ref> Besonders häufig ist dabei der so genannte Heuschnupfen, eine allergische Reaktion auf Pollen, die zumeist von Windbestäubern (z.B. Hasel, Birke, verschiedene Gräser) stammen. Durch die allergische Reaktion kann es auch zu asthmatischen Beschwerden kommen, die in schweren Fällen zu Berufsunfähigkeit führen oder sogar lebensbedrohlich werden können.

Allergien sind eine klassische Umweltkrankheit. Sie entstehen durch Aufnahme der Allergenträger aus der Umgebung. Insbesondere die über die Außenluft durch Pollen übertragenen Allergien sind stark von den klimatischen Bedingungen abhängig. Das Klima steuert nicht nur das Wachstum und die Blütezeit der allergenen Pflanzen, sondern beeinflusst auch den Pollenflug.

== Längere Pollensaison ==

Dass der [[Klimawandel]] die [[Phänologie]] der Pflanzen schon deutlich beeinflusst hat, ist durch zahlreiche Studien nachgewiesen. Auf der Nordhalbkugel hat sich die Wachstumsperiode und damit Austrieb und Blüte bei allergenen Pflanzen in den letzten Jahrzehnten um bis zu 8 Tage verlängert, in den mittleren und nördlichen Breiten sogar um zwei Wochen. Das bedeutet, dass auch die Pollensaison früher beginnt, was durch Messungen auch bestätigt ist.<ref name="Menzel 2008" /> Die frühere Pollensaison geht einher mit [[Aktuelle Klimaänderungen|klimatischen Änderungen]], d.h. vor allem einer Temperaturzunahme, die auf den Klimawandel zurückgeführt werden können. Eine Erhöhung der Frühlingstemperatur um 1 °C hat im Mittel eine Vorverlegung von Austrieb und Blüte um 2,5-6 Tage zur Folge.<ref>Parmesan, C. 2006: Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics (37): 637-69; IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 1.3.5.1</ref> Ein außergewöhnlich warmer Winter wie der von 2006/07 hat in Deutschland die Haselblüte sogar um 64 Tage nach vorne verlegt.<ref name="Menzel 2008" /> Auch in anderen Jahren findet der Pollenflug der Hasel häufig bereits im Januar statt.<ref name="Berendt 2088">Berendt, H. (2008): Klimawandel und Allergie, in: Gostomzyk, J.G. (Hrsg.): [https://www.researchgate.net/profile/Carl_Beierkuhnlein/publication/242402240_Globaler_Klimawandel_und_Gesundheit/links/0deec51d16ec94c3eb000000/Globaler-Klimawandel-und-Gesundheit.pdf Globaler Klimawandel und Gesundheit], 73-82</ref>

== Mehr Pollen ==

Der frühere Beginn der Pollensaison und die höheren Temperaturen haben dazu geführt, dass sich mehr Pollen in der Luft befinden. So wurden in Innsbruck zwischen 1980 und 2001 bei einem mittleren Temperaturanstieg um 1,5°C eine Zunahme der Pollenzahl um das 1,2-fache bei der Birke und das 6,5-fache bei der Esche festgestellt.<ref name="Berendt 2088" /> Durch höhere Temperaturen beschleunigen sich die Keimungsprozesse und das Wachstum.

Ein weiterer Grund für eine verstärkte Pollenproduktion ist die höhere [[Kohlendioxid-Konzentration|Kohlendioxidkonzentration]], die die [[Photosynthese]] verstärkt und zu dem sogenannten CO<sub>2</sub>-Düngeeffekt führt. In Laborversuchen wurde bei einer Verdoppelung der CO<sub>2</sub>-Konzentration eine um 61 % höhere Pollenzahl registriert.<ref name="Berendt 2088" /> Allerdings reagieren Pflanzen auf höhere CO<sub>2</sub>-Werte verschieden. Die sog. C<sub>3</sub>-Pflanzen, zu denen die Mehrheit der mittel- und nordeuropäischen Pflanzen gehört, reagieren mit einer deutlich erhöhten Photosynthese auf mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre. C<sub>4</sub>-Pflanzen dagegen, die hauptsächlich in Trockengebieten wachsen, besitzen einen Mechanismus, der die Aufnahme von Kohlendioxid begrenzt, um den Wasserverlust zu minimieren.

== Birkenpollen ==

Mehrere Untersuchungen belegen die Verlängerung der Pollensaison sowie die Zunahme der Gesamtzahl der Pollen bei der Birke.<ref name="RKI 2011">Robert Koch-Institut (2011): [http://www.rki.de/cln_151/nn_196910/DE/Content/Gesund/Klimawandel/Klimawandel-Gesundheit.html?__nnn=true Klimawandel und Gesundheit - Ein Sachstandsbericht]</ref> So konnte man in Turku, im Südwesten Finnlands, feststellen, dass die Birkenpollen-Saison zwischen 1974 und 2004 immer früher begann. Dabei bestand offenbar eine Abhängigkeit von der Temperatur in den Monaten unmittelbar vor Beginn der Blüte. Auch eine Zunahme der Anzahl der Pollen sowie der Tage mit erhöhter Pollenbelastung wurde festgestellt. Auch für Basel wurde im Zeitraum 1969-2006 ein früherer Beginn der Pollen-Saison belegt, und zwar hier um 15 Tage. Ähnliches ergab eine Untersuchung für Berlin für die Zeit 1984-2008, in der sich der Beginn der Birkenblüte um 11 Tage nach vorne verschoben hat.

Für Berlin haben sich die Temperaturen im Februar und März als entscheidend für den Blühbeginn erwiesen.<ref> Kannabei, S. (2008): [http://www.geo.fu-berlin.de/met/service/pollenflugkalender/Medien_pollen/SandraKannabei_Diplomarbeit.pdf Untersuchungen ausgewählter Klimaelemente auf den Blühbeginn der Birke in Berlin] </ref> In den 25 Jahren von 1984 bis 2008 hat sich in Berlin-Dahlem die Temperatur um 2,2 °C erhöht und der Blühbeginn der Birke um 11 Tage nach vorne verlagert. Einflüsse auf die Temperatur haben auch die lokalen Gegebenheiten wie die städtische Bebauung und die die Witterung bestimmenden Großwetterlagen. So kann durch die Rückstrahlung an Häuserwänden an Sonnentagen die lokale Temperatur zusätzlich erhöht werden, was den Blühbeginn einzelner Birken noch weiter nach vorne verlagern kann. Außerdem hat sich gezeigt, dass die [[Nordatlantische Oszillation]] (NAO) die Temperaturen im Februar/März stark beeinflusst. Bei einer starken NAO gelangen milde Luftmassen vom Atlantik bis nach Mitteleuropa, durch die der Vegetationsbeginn früher erfolgt. Eine schwache NAO ist mit niedrigeren Temperaturen und entsprechend späterem Blühbeginn verbunden.

== Neophyten: das Beispiel Ambrosia ==

===Neophyten===
Der [[Klimawandel]] birgt auch die Gefahr, dass neue Pollenarten auftreten, die von eingewanderten Pflanzen stammen. Nach bisheriger Beobachtung liegt die Ursache für eine Ausbreitung von sog. Neophyten, d.h. durch den Menschen eingeschleppte Pflanzen, gegenwärtig eher in direkten menschlichen Aktivitäten als in veränderten Klimaverhältnissen. So haben Anpflanzungen und Aussaaten zur Verbreitung ebenso zur Ansiedlung nicht heimischer Pflanzen geführt wie der Welthandel, der Tourismus und der regionale Verkehr. Veränderte klimatische Bedingungen können das Überleben der Neophyten jedoch deutlich begünstigen. Der gesundheitlich gefährlichste Eindringling dieser Art ist das Beifußblättrige Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia), auch unter den Namen Beifuß-Ambrosie und Beifußblättriges Traubenkraut bekannt, die zur Gattung Ambrosia gehört, welche wiederum zur Familie der Korbblütler gehören.

===Gesundheitlich Auswirkungen===
Die Beifuß-Ambrosie ist eine hochallergene Pflanze, die durch Einatmung der Pollen Heuschnupfen und Bronchitis und daneben auch Hautallergien durch Berührungskontakt hervorrufen kann. Die Pflanze keimt im Frühling. Die Blühzeit reicht von August bis zum ersten Frost, hauptsächlich im August und September. Dabei bildet eine Pflanze 2000-3000 Samen, die den Winter überstehen und über viele Jahre keimfähig bleiben können. Eine einzelne männliche Pflanzen produziert etwa eine Milliarde Pollen zwischen Anfang August und Ende September. Schon eine geringe Anzahl von etwas mehr als sechs Pollen pro Kubikmeter Luft in 24 Stunden kann heftige allergische Reaktionen bei empfindlichen Personen hervorrufen, wovon etwa ein Viertel auch Atemnot und Asthmaanfälle bekommen kann. Ein Problem stellen auch Kreuzreaktionen mit Honigmelone und Bananen dar.<ref>Barlage, B., und M. Huber (2006): [https://www.giessen.de/media/custom/1894_370_1.PDF?1299859092?direct Die Beifuß-Ambrosie – eine zunehmende Gefahr für die Gesundheit], GSF Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit in der Helmholtz-Gemeinschaft</ref><ref name="RKI 2011" />

===Vorkommen und Ausbreitung===
Die Beifuß-Ambrosie ist ursprünglich in den USA zu Hause (hier als Ragweed bekannt), wo sie sehr weit verbreitet und eine der wichtigsten Erreger von Pflanzenallergien ist. In den USA reagieren heute 75 % der Pflanzenpollen-Allergiker bzw. 10-20 % der Bevölkerung auf Ambrosia.<ref name="RKI 2011" /><ref name="Landesgesundheitsamt BW 2009">Landesgesundheitsamt Baden-Württemberg (2009): [http://www.gesundheitsamt-bw.de/SiteCollectionDocuments/40_Service_Publikationen/Forschungsprog_Klimawandel_Abschlussbericht.pdf Forschungsprogramm Herausforderung Klimawandel. Verbundprojekt Ambrosia-Pollen]</ref> Nach Europa gelangte die Ambrosia bereits im 19. Jahrhundert. Nach Mitteleuropa ist die Pflanze über Frankreich und Südosteuropa eingewandert. Gegenwärtig gibt es größere Bestände vor allem in Ungarn, auf dem Balkan und in Südost-Frankreich. Auch Österreich, die Slowakei und Süd-Polen sind betroffen. In Deutschland stammt der erste Nachweis der Beifuß-Ambrosie zwar schon aus dem Jahr 1860, die Pflanze ist jedoch bis Ende der 1970er Jahre nur an wenigen Stellen dauerhaft nachgewiesen worden. Inzwischen hat sie sich deutlich ausgebreitet und findet sich in größeren Beständen, d.h. mit mehr als 100 Pflanzen, am Oberrhein, in Südhessen, Südostbayeren und im östlichen Brandenburg.<ref name="Landesgesundheitsamt BW 2009" /><ref name="Menzel 2008" /> Im Norden Deutschlands ist die Pollenblastung durch die Beifuß-Ambrosie dagegen noch relativ gering.<ref name="Umweltbundesamt 2015">Umweltbundesamt, Hg. (2015): [http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/monitoringbericht-2015 Monitoringbericht 2015 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel]</ref>

Ambrosia wächst an Straßenrändern und in Hausgärten, an Vogelfutterstellen und auf Baustellen. Die Hauptverbreitung geschieht möglicherweise über Vogelfutter, das oft mit Ambrosiasamen verunreinigt ist und häufig aus Importen aus Osteuropa stammt. Die Pollen können aber auch durch Wind über große Entfernungen verbreitet werden. So wurde festgestellt, dass in Baden-Württemberg, obwohl es an verschiedenen Orten durchaus Bestände der Ambrosia-Pflanze gibt, dem Ferntransport von Pollen aus dem Rhone-Tal für die Pollenbelastung eine größere Bedeutung zukommt als der einheimischen Produktion.<ref name="RKI 2011" />

===Klimawandel===
Der Einfluss des [[Klimawandel]]s auf die Verbreitung von Ambrosia-Pollen ist mehrfach untersucht worden.<ref name="Landesgesundheitsamt BW 2009" /> So wurde in Experimenten festgestellt, dass bei einer Verdoppelung des [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Gehalts]] der Atmosphäre die Pollenproduktion der Ambrosia um 61 % zunimmt. Auch bei höheren Temperaturen nimmt die Biomasse der Pflanze zu und diese bildet mehr Pollen. Außerdem kann die Blühzeit verlängert werden. So wurden in Südhessen in dem warmen Winter 2006 blühende Ambrosia-Pflanzen noch im Dezember nachgewiesen. Das deutet darauf hin, dass der Klimawandel die Ausbreitung der Beifuß-Ambrosie auch in Deutschland begünstigen könnte. Modellrechnungen für Österreich kommen zu dem Ergebnis, dass sich bei einer Erhöhung der Temperaturen im Juli um 2 °C die von der Beifuß-Ambrosie besiedelte Fläche versechsfachen wird.<ref name="RKI 2011" />

== Tierische Allergene ==
Neben Pflanzen können auch wärmeliebende Tiere Auslöser von Allergien sein. Zu nennen ist vor allem der Eichenprozessionsspinnner, ein Nachtfalter, der Widerhaken versehene Härchen aus. Kommt der Mensch mit ihnen in Berührung, kann es zu allergischen Reaktionen auf der Haut kommen, z.B. zu Juckreiz, Bläschen, Bindehautentzündung und bei Einatmung auch zu Entzündungen im Rachenbereich. In den letzten 10-15 Jahren hat sich der Eichenprozessionsspinnner stark vermehrt, was mit dem Klimawandel in Verbindung gebracht wird.<ref name="Umweltbundesamt 2015" />

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Literatur ==
* J.L. Lozán u.a. (Hg.): [http://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/klimawandel_gesundheitsrisiken/ Warnsignal Klima – Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen], Hamburg 2008
* Beate Alberternst & Stefan Nawrath: [http://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/alberternst-nawrath/ Ausbreitung der Beifuß-Ambrosie in Deutschland – zunehmende Gefahr für die Gesundheit?], in: J.L. Lozán u.a. (Hg.): Warnsignal Klima – Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg

== Weblinks ==
* Robert Koch-Institut (2011): [http://www.rki.de/cln_151/nn_196910/DE/Content/Gesund/Klimawandel/Klimawandel-Gesundheit.html?__nnn=true Klimawandel und Gesundheit - Ein Sachstandsbericht] umfangreiche Darstellung mit den Schwerpunkten Hitzewellen und Allergien
* Berendt, H. u.a. (2007): [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_menu2_bibliothek_periodika&T19600731211153457629223gsbDocumentPath=Content%2FOeffentlichkeit%2FPB%2FPBFB%2FPeriodika%2FPromet%2FPDF%2Fpromet__33__3-4.html Allergene Pollen], in: promet 33, Nr. 3/4, S. 120-132
* [http://www.ambrosiainfo.de/ InfoPage Beifuß-Ambrosie] Inormationen zur Beifuß-Ambrosie in Deutschland
* Julius-Kühn-Institut: [http://pflanzengesundheit.jki.bund.de/index.php?menuid=60&reporeid=312 Ambrosie]
* [http://www.ambrosia.de/ Ambrosia.de] allgemeine Informationsplattform

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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
* [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265168/033a789db3ea16843bbae86b3248da54/2011-pollenflug-im-wandel-data.pdf Der Pollenflug im Wandel] Wie sich der Klimawandel auf den Pollenflug der Frühblüher Birke, Erle und Hasel auswirkt. (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
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[[Kategorie:Gesundheit]]

Hurrikane im Atlantik

2024-08-26T13:33:42Z

Anja: /* Die Hurrikan-Saison 2017 */

[[Datei:Katrina SST 27.8.2005.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Hurrikan Katrina am 27.8.2005. Meeresoberflächentemperaturen (SST vom 25.-27.8.2005) vor dem Auftreffen auf Land von Hurrikan Katrina.]]
Von allen Wetterextremen besitzen [[tropische Wirbelstürme]] die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im nördlichen Atlantik und östlichen Pazifik heißen sie Hurrikane, im [[Taifune im Nordwest-Pazifik|westlichen Pazifik Taifune]], im nördlichen Indischen Ozean Zyklone.

== Namen und Zugbahnen ==
Wie die [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebiete]] in den mittleren Breiten werden auch Hurrikane mit Vornamen versehen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen den Wetterdiensten und Behörden in verschiedenen Ländern und in der Schifffahrt. Seit 1953 werden alle Hurrikane im Atlantik nach einer [https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-risk-reduction/tropical-cyclones/Naming Liste] benannt, die von einem internationalen Komitee der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) erstellt wird. Auf der Liste stehen für jede Hurrikan-Saison 21 alphabetisch angeordnete weibliche und männliche Vornamen, die sich alle 6 Jahre wiederholen. Sollte es in einer Saison mehr als 21 Hurrikane geben, werden die folgenden nach griechischen Buchstaben benannt (Alpha, Beta, Gamma usw.). Das war bisher nur zweimal der Fall, 2005 und 2020.
[[Datei:Hurricane tracks september.jpg|thumb|420 px|Abb.2: Typische Zugbahnen von Hurrikanen im September]]

Die Hurrikane des Nordatlantiks bewegen sich auf Zugbahnen vom mittleren Atlantik oder der östlichen Karibik nach Westen und Norden Richtung Mittelamerika bzw. den Süden der USA. Im Südatlantik gibt es so gut wie keine Hurrikane, da dort zu geringe Meeresoberflächentemperaturen herrschen. Der Ursprung der atlantischen Hurrikane liegt zumeist in der [[Passat|Passatzone]] über dem äquatorialen Afrika, wo sich im tropischen Klima Gewitterzellen bilden, nach Westen driften und als kleine Tiefdruckgebiete den Atlantik erreichen. Vorläufer der Gewitterstörungen sind oft Luftströmungen über dem Golf von Aden, die über das äthiopische Hochland und dann über Westafrika Richtung Atlantik ziehen.<ref name="NASA 2004">[https://svs.gsfc.nasa.gov NASA] Scientific Visualization Studio (2004): [https://svs.gsfc.nasa.gov/2987/ Hurricane Isabel Genesis]</ref> Hurrikane selbst entstehen aus solchen Tiefs zumeist über dem mittleren und westlichen Atlantik oder der Karibik und dem Golf von Mexiko (Abb. 2).

== Hurrikan-Saison ==
[[Datei:Hurricanes tropical-storms.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Anzahl von Hurrikanen (gelb, ab 116 km/h) und Tropischen Stürmen (rot, 56-117 km/h) nach Jahreszeit in 100 Jahren.]]
Die offizielle Hurrikan-Saison im Nordatlantik reicht vom 1. Juni bis zum 30. November. Der Höhepunkt liegt zwischen Mitte August und Ende Oktober. Im Spätsommer ist die Differenz zwischen den Meeresoberflächentemperaturen und den Temperaturen in der oberen Troposphäre am größten, wodurch der Auftrieb der warmen Luft und die Kondensation in der Höhe verstärkt wird. Von Mitte August bis Mitte Oktober reicht der intensivste Teil der atlantischen Hurrikan-Saison, mit 87% der Tage mit [[Tropische Wirbelstürme#Klassifizierung|Hurrikanen der Kategorie]] 1 (mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 2 (ab 154 km/h) sowie 97% der Tage mit schweren Hurrikanen der Kategorien 3 (ab 178 km/h), 4 (ab 209 km/h) und 5 (ab 252 km/h). In dieser Zeit nimmt die starke Windscherung<ref name="Windscherung">Der Wechsel der Windrichtung und -stärke mit der Höhe, durch den die Entstehung von Hurrikanen stark behindert werden kann.</ref> vom Mai nach und nach ab, was die Entwicklung von Hurrikanen begünstigt. Die Ozean-Temperaturen steigen stark an, ebenso die [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] und die Luftfeuchtigkeit. Statistisch ist der 10. September der Höhepunkt der Hurrikan-Saison (Abb. 3). Ab Oktober fördern starke Höhenwinde die Windscherung, und Luft- und Wassertemperaturen nehmen wieder ab. Als Folge geht auch die Hurrikan-Aktivität zurück.<ref name="NOAA 2016">NOAA (2016): [https://www.noaa.gov/stories/peak-of-hurricane-season-why-now The peak of the hurricane season – why now?]</ref>

Seit dem Jahr 2000 gab es im tropischen Atlantik drei Hurrikan-Saisons, in denen besonders viele und intensive Hurrikane auftraten, von denen einige starke Zerstörungen bewirkten: 2005, 2017 und 2020. In allen drei Fällen schwächte sich ein El Niño ab und es entwickelten sich fast gleichzeitig mit den Hurrikanen La-Niña-Bedingungen. Während eines El Niños bilden sich über dem Atlantik stärkere Westwinde in der Höhe und stärkere Passate, wodurch die vertikale Windscherung verstärkt und die Hurrikan-Aktivität unterdrückt wird. La Niña besitzt eine entgegengesetzte Wirkung: Über der Karibik und dem westlichen tropischen Atlantik bildet sich ein Hochdruckrücken in der Höhe, wodurch schwächere Winde und eine geringe Windscherung auftreten, was die Entfaltung von Hurrikanen begünstigt.<ref name="NOAA 2014">NOAA; Climate.gov (2014): [https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/impacts-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a-hurricane-season Impacts of El Niño and La Niña on the hurricane season]</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2005 ===
[[Datei:Hurricanes2005 tracking.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Hurrikan-Zugbahnen in der Hurrikan-Saison 2005. Lila: schwere Hurrikane (Kategorie 3-5), rot: schwächere Hurrikane (1 und 2), gelb: tropische Stürme; die eingerahmten Ziffern verweisen auf die einzelnen tropischen Wirbelstürme (Namen in den Kästchen).]]
Die Hurrikan-Saison 2005 ist in erster Linie mit dem Namen des Kategorie-5-Hurrikans '''Katrina''' verbunden (Abb. 1). Katrina traf Ende August 2005 zunächst auf den Süden Floridas und richtete dann starke Schäden im Mississippi-Delta und New Orleans an und forderte zahlreiche Todesopfer. Durch einen Dammbruch wurde New Orleans zu 80 % unter Wasser gesetzt und weitgehend unbewohnbar, 1836 Menschen verloren ihr Leben<ref name="Knabb 2011">Knabb, R.D; J.R. Rhome, D.P. Brown (2005/2011): [https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL122005_Katrina.pdf Tropical Cyclone Report, Hurricane Katrina]</ref> und der Sachschaden belief sich auf 125 Milliarden US-Dollar, womit Katrina zum teuersten Hurrikan der USA wurde.<ref name="Wikipedia 2020a">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Atlantic_hurricane_records List of Atlantic hurricane records]</ref> Katrina war zwar der teuerste, aber nicht der stärkste Sturm der Saison. Mit einem Zentraldruck von nur 882 hPa erwies sich Hurricane Wilma als der bis dahin stärkste je gemessene atlantische Hurrikan. Wilma traf vor allem die Küste der Halbinsel Yucatán (Mexiko) und zog anschließend über den Süden Floridas.<ref name="Wikipedia 2020c">Wikipedia (zuletzt geändert 2020): [https://de.wikipedia.org/wiki/Hurrikan_Wilma Hurrikan Wilma]</ref>

Insgesamt ging das Jahr 2005 in die Geschichte als das Jahr der bis dahin mit Abstand stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik ein, mit 28 benannten tropischen Wirbelstürmen (ab 64 km/h) und 15 Hurrikanen, wovon sieben der Kategorie 3-5 und vier der Kategorie 5 angehörten (Abb. 4).<ref name="Wikipedia 2020b">Wikipedia (2020): List of Atlantic hurricane season, https://en.wikipedia.org/wiki/2005_Atlantic_hurricane_season</ref><ref name="Wikipedia 2020a" /> Damit brach 2005 den Rekord von 1933, als 21 tropische Wirbelstürme über den tropischen Nordatlantik zogen. Die Gründe für die starke Hurrikan-Saison lagen vor allem in den außergewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen in der Karibik und dem tropischen Atlantischen Ozean, die mit bis zu 30 °C und mehr Rekordwerte erreichten (Abb. 1). Die Temperaturen im Atlantik lagen ca. 1 °C über dem langjährigen Mittel.<ref name="Beven 2008">Beven, J.L; L.A. Avila, E.S. Blake, et al. (2008): [https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/136/3/2007mwr2074.1.xml Atlantic Hurricane Season of 2005]. Monthly Weather Review. 136 (3): 1109–1173. doi:10.1175/2007MWR2074.1</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2017 ===
[[Datei:Hurricane-Harvey-rainfall.png|thumb|420 px|Abb. 5: Hurrikan Harvey: Gesamtniederschlag 25.-30.8.2017 in Inches (1 Inch = 25,4 mm).]]
Die atlantische Hurrikan-Saison 2017 war bestimmt durch zwei sehr starke Hurrikane der Kategorie 5 (Irma und Maria) und vier weitere Hurrikane der Kategorie 3 und 4 (Lee und Ophelia sowie Harvey und Jose). Insgesamt erreichten von 17 benannten tropischen Wirbelstürmen 10 die Stärke eines Hurrikans. Damit lag 2017 deutlich über dem Mittel der Jahre 1981-2010 mit 6,4 Hurrikanen und 2,7 schweren Hurrikanen, und das Jahr stand bei der Anzahl an schweren Hurrikanen an dritter Stelle der bis dahin erfolgten Messungen. Gemessen an dem ACE-Index, der die Hurrikan-Anzahl, ihre Lebensdauer und ihre Intensität berücksichtigt, übertraf 2017 den Mittelwert von 1981-2010 um das Doppelte. Daran waren vor allem die beiden Kategorie-5-Hurrikane Irma und Maria beteiligt.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/tropical-cyclones/201713 Hurricanes and tropical Storms]</ref>

[[Datei:Harvey SST Aug.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Meeresoberflächentemperaturen während Hurrikan Harvey im August 2017 in °C.]]
2017 war zudem mit 265 US$ die teuerste Hurrikan-Saison für die USA. Die Schäden gingen vor allem von den drei schweren Hurrikanen Harvey, Irma und Maria aus. Der Schaden durch den Hurrikan Harvey von 125 Mrd. US$ wurde in den USA nur durch Katrina im Jahr 2005 übertroffen. Die Zerstörungen von Sachwerten waren weniger durch die Windstärke des Kategorie-4-Hurrikans Harvey verursacht als durch die gewaltigen Regenfälle, die über die texanische Küstenstadt Houston und Umgebung niedergingen, als Harvey auf Land traf (Abb. 5). Die katastrophalen Überschwemmungen zerstörten 9000 Wohnstätten und beschädigten weitere 185 000.<ref name="Wang 2018">Wang, S.-Y. S., Zhao, L., Yoon, J.-H., Klotzbach, P., & Gillies, R. R. (2018). Quantitative attribution of climate effects on Hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environmental Research Letters, 13, 5. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabb85</ref> Aber auch Maria verursachte vor allem auf Puerto Rico und den US-amerikanischen Jungferninseln einen Schaden von über 90 Mrd. US$. Neben den hohen Sachschäden verloren mindestens 68 Menschen in Texas durch Harvey ihr Leben.<ref name="WMO 2018">WMO (2018): [https://wmo.int/media/wmo-hurricane-committee-reviews-devastating-2017-season-retires-names#:~:text=The%20extremely%20active%202017%20Atlantic,lives%20of%20millions%20were%20impacted. Hurricane Committee reviews devastating 2017 season]</ref>

Der Hurrikan '''Harvey''' wurde wegen seiner ungewöhnlich hohen Niederschläge Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei stand die Frage im Mittelpunkt, wie stark die globale Erwärmung daran beteiligt war. In der Nähe von Houston wurde ein Niederschlag von 1043 mm in drei Tagen gemessen, ein Ereignis, das nach Oldenborgh et al. (2017) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nur einmal in 9000 Jahren vorkommen sollte.<ref name="Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., et al (2017): [ https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aa9ef2 Attribution of extreme rainfall from Hurricane Harvey], August 2017 Environ. Res. Lett. 12 124009</ref> Ein so hoher Niederschlag sei nach Modell-Berechnungen durch den anthropogenen Klimawandel drei Mal wahrscheinlicher geworden. Allgemein nehmen die Niederschläge allein durch die Erwärmung der Atmosphäre zu, weil der Wasserdampfgehalt der Luft nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung um 7% pro Grad Erwärmung steigt. Hurrikan Harvey hat dagegen durch die Wasserdampfzufuhr vom Meer nach Wang et al. (2018) eine Zunahme der Regenfälle um 20% erzeugt.<ref name="Wang 2018" />

Ein anderer Faktor, der durch die globale Erwärmung beeinflusst wird, ist die Wassertemperatur in den Entstehungsgebieten der Hurrikane. Der Wärmegehalt in der oberen Wasserschicht des Golfs von Mexiko erreichte 2017 Rekordwerte. Die [[Meeresoberflächentemperatur]] lag bei über 30 °C (Abb. 6). Im Zusammenspiel mit der stark erwärmten Atmosphäre führte das zu einer intensiven [[Verdunstung]]. In der Höhe kam es zu starken [[Kondensation|Kondensationsprozessen]] und ergiebigen Niederschlägen. Aufgrund der großen Ausdehnung von Harvey und seiner langsamen Vorwärtsbewegung kam es über mehrere Tage zu der Situation, dass Harvey z.T. über dem Meer lag und dort erhebliche Wassermassen durch Verdunstung aufnahm, die über einen anderen Teil des Hurrikans als heftige Niederschläge über dem Land niedergingen.<ref name="Trenberth 2018">Trenberth, K. E., Cheng, L., Jacobs, P., Zhang, Y., & Fasullo, J. (2018): Hurricane Harvey links to ocean heat content and climate change adaptation. Earth’s Future, 6, 730–744. https://doi.org/10.1029/2018EF000825</ref>

[[Datei:Hurricane Ophelia Ireland.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Ex-Hurrikan Ophelia über Irland am 16.10.2017]]
Ein weiterer besonderer Hurrikan der Saison 2017 war '''Ophelia''' (Abb. 7) Der Deutsche Wetterdienst nannte ihn einen "Hurrikan für die Geschichtsbücher".<ref name="DWD 2017">DWD (2017): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/10/15.html Ophelia - Ein Hurrikan für die Geschichtsbücher]</ref> Ophelia erreichte nicht nur als zehnter aufeinanderfolgender Hurrikan in einer Saison einen neuen Rekord in der Satellitenära, sondern entstand auch außergewöhnlich weit nordöstlich von den üblichen Hurrikan-Entstehungsgebieten im subtropischen Atlantik westlich der Azoren. Der ungewöhnliche Entstehungsort hatte zur Folge, dass Ophelia nicht mit den [[Passat|Passatwinden]] nach Westen driftete, sondern sich nach Nordosten Richtung Europa bewegte. Zunächst als außertropisches Tiefdruckgebiet entstanden, entwickelte sich Ophelia schnell zum Hurrikan der Kategorie 3, was in dieser Region in der Nähe der Azoren noch nie beobachtet wurde. Auf dem weiteren Weg Richtung Irland wandelte sich Ophelia zu einem außertropischen Orkantief mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h, richtete auf der irischen Insel starke Verwüstungen an und forderte dort drei Todesopfer.

Eine Ursache der starken Hurrikan-Saison war das Fehlen von [[ENSO|El-Niño-Bedingungen]] im tropischen Pazifik und die beginnende Entwicklung einer La Niña gegen Ende des Jahres. Dadurch gab es allenfalls schwache vertikale Scherwinde<ref name="Windscherung" />, wodurch günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hurrikanen im Atlantik vorlagen.<ref name="NOAA 2017" /> Andere natürliche Schwankungen spielten eine ebenso wichtige, wenn nicht sogar wichtigere Rolle. So wurden die hohen [[Meeresoberflächentemperatur|Meeresoberflächentemperaturen]] im Hauptentstehungsgebiet gerade der starken Hurrikane 2017 primär durch die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Wassertemperaturen über Jahre und Jahrzehnte im tropischen Atlantik.<ref name="Lim 2018">Lim, Y.K., S.D. Schubert, R. Kovach, et al. (2018): The Roles of Climate Change and Climate Variability in the 2017 Atlantic Hurricane Season. Sci Rep 8, 16172 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-34343-5</ref> Aber auch die Zunahme der [[Treibhausgase|anthropogenen Treibhausgase]] hat zu der höheren Meeresoberflächentemperatur beigetragen. Insgesamt wurde die erhöhte Aktivität starker Hurrikane 2017 nach Murakami et al. (2018) hauptsächlich durch die höhere Meeresoberflächentemperatur in der Hauptentwicklungsregion der Hurrikane verursacht, eher als durch die moderaten [[ENSO|La-Niña-Bedingungen]].<ref name="Murakami 2018">Murakami, H., E. Levin, T.L. Delworth, R. Gudgel, and P.-C. Hsu (2018): Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence. Science, 362, 794–799, https://doi.org/10.1126/science.aat6711.</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2020 ===

Nur drei Jahre nach der verheerenden Hurrikan-Saison 2017 erlebte der tropische Atlantik im Jahr 2020 ein neues Hurrikan-Rekordjahr, das in mancher Hinsicht auch 2005 noch übertraf. So gab es 2020 sogar 30 benannte Stürme, so viel wie nie seit Beginn der Beobachtungen, gegenüber 28 im Jahr 2005 und 17 in 2017. Das zweite Mal (nach 2005) musste in der Hurrikan-Zählung zur Benennung der tropischen Stürme auf das griechische Alphabet zurückgegriffen werden, weil die 21 Namen des lateinischen Alphabets nicht ausreichten. Das war bei 9 benannten Stürmen der Fall, gegenüber 7 im Jahr 2005. 13 Stürme erreichten die Stärke von Hurrikanen (Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 6 die von schweren Hurrikanen (Kategorie 3-5 mit Windgeschwindigkeiten ab 178 km/h). Zum ersten Mal entstanden mit Eta und Iota zwei schwere Hurrikane im November, dem letzten Monat der Hurrikan-Saison, Iota sogar als ein Hurrikan der Kategorie 5.<ref name="WMO 2020">WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

Die schweren Hurrikane Laura (Kategorie 4) und Eta (Kategorie 4) richteten wahrscheinlich mit 14,1 Mrd. US$ und 6,7 Mrd. US$ die stärksten Zerstörungen an. Betroffen waren vor allem die Antillen, die Halbinsel Yucatán und die südlichen Vereinigten Staaten. Laura fielen 77 und Eta 189 Menschen zum Opfer. Auch der späte Kategorie-5-Hurrikan Iota verursachte rund 60 Todesopfer. Insgesamt belief sich die Zahl der Toten auf über 400.<ref name="Wikipedia 2020">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Atlantic_hurricane_season 2020 Atlantic hurricane season]</ref> Die Daten sind jedoch als vorläufig anzusehen. Eine endgültige Auswertung dieser Hurrikan-Saison steht noch aus.

Als Gründe für die außergewöhnlich aktive Hurrikan-Saison 2020 wird von der amerikanischen Wetterbehörde NOAA die Atlantische Multidekaden Schwankung (AMO) genannt, die sich seit 1995 in einer warmen Phase befindet. Verbunden damit sind hohe Meeresoberflächentemperaturen und schwächere Windscherungen. An letzteren waren auch beginnende La-Niña-Bedingungen beteiligt. Eine andere Besonderheit sind außerdem Hurrikane, die sich einerseits sehr langsam vorwärtsbewegen und andererseits sehr schnell intensivieren und in den letzten Jahrzehnten zunehmend auftraten. Das traf 2020 außer auf Eta und Iota auch auf andere Hurrikane zu, die dadurch, dass sie längere Zeit mit hohen Sturmstärken am selben Ort verharrten, sehr starke Zerstörungen durch Winde, Sturmfluten und Niederschläge anrichteten. Bei diesem Phänomen weisen Experten auf den Einfluss des Klimawandels hin.<ref>Nach WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

[[Datei:AdjustedTCCount 1878-2008.png|thumb|420 px|Abb. 8: Jährliche tropische Wirbelstürme im tropischen N-Atlantik 1878-2010. Stürme von weniger als 2 Tagen wurden ausgelassen und Stürme, die vor der Satellitenbeobachtung nicht erfasst wurden, hinzugefügt (s. Text). Rote Linie: Jahresmittel, schwarze Linie: 5-Jahresmittel, blaue Linie: Durchschnitt der Periode 1878-2008 ]]
[[Datei:Hurricanes Storms1950-2019.jpg|thumb|420 px|Abb. 9: Benannte tropische Stürme, Hurrikane und starke (Kategorie 3-5) Hurrikane]]

==Änderung der Hurrikan-Aktivität==
Die historischen Daten über die Anzahl tropischer Wirbelstürme bzw. Hurrikane während des letzten Jahrhunderts zeigen einen deutlichen Aufwärtstrend, der mit der zunehmenden Meeresoberflächentemperatur korreliert ist. Überlagert wird dieser Trend einerseits von starken Schwankungen von Jahr zu Jahr, andererseits von deutlichen Dekaden-Schwankungen. So war die Zeit zwischen 1910 und 1930 ausgesprochen ruhig, während die Hurrikan-Aktivität in den 1940ern bis 1960ern deutlich zugenommen hat. Über den gesamten Zeitraum 1878-2006 wurde ein Trend von +3,84 Stürme pro 100 Jahre geschätzt. Beginnt man die Zählung bei 1900 ergibt sich sogar ein Trend von +6 Stürmen pro 100 Jahre.<ref name="Vecchi 2008">Vecchi, G. A. & Knutson, T. R. (2008): On estimates of historical North Atlantic tropical cyclone activity. Journal of Climate 21, 3580–3600</ref>

Ein erheblicher Teil der Zunahme der Sturmhäufigkeit ist jedoch künstlich bedingt durch eine Veränderung in den Beobachtungsmethoden. Vor 1944 wurden die Stürme durch Schiffe oder durch das Zählen der auf Land treffenden Stürme erfasst. Nach dem 2. Weltkrieg kamen Beobachtungen durch Flurzeuge und erst ab Ende der 1960er Jahre durch Satelliten hinzu. Auf den Schiffsrouten über den Atlantik wurden vor allem die kleineren Stürme von weniger als zwei Tagen Dauer nicht erfasst. Auch entgingen der Beobachtung von Schiffen und von Land zahlreiche Hurrikane auf hoher See. Diese und die kleineren Stürme gingen aber später in die flächendeckenden Satelliten-Daten ein, wodurch die Gesamtzahl der Hurrikane allein durch die neue Beobachtungsmethode zunahm. Nach einer Anpassung der Daten durch Hinzufügen der geschätzten „fehlenden“ Stürme zeigt die Gesamtzahl aller Hurrikane nur noch einen sehr geringen positiven Trend zwischen 1878 und 2006, der sich kaum von Null unterscheidet (Abb. 8). Eine leichte Abnahme zeigt sich bei den auf Land treffenden Hurrikanen in den USA, die historisch relativ gut dokumentiert sind.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): Global Warming and Hurricanes. An Overview of Current Research Results, https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/#wmo-expertteam-2010-assessment-of-tropical-cyclones-and-climate-change</ref>

Die korrigierten Daten zeigen Ende des 19. Jahrhunderts eine relativ hohe Anzahl an Hurrikanen, worauf bis ca. 1930 eine Abnahme folgt. Zwischen 1930 und den 1950er Jahren ist die Hurrikan-Anzahl wieder relativ hoch, bleibt aber dann zwischen 1960 und den 1980er Jahren unter dem Durchschnitt der Periode 1878-2008. Seit den 1990er Jahre folgt ein erneuter Anstieg der Zahl der Hurrikane. Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Murakami 2020">Murakami, H., T.L. Delworth, W. Cooke, M. Zhao, B. Xiang & P.-C. Hsu (2020): Detected climatic change in global distribution of tropical cyclones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(20), 10706–10714. https://doi.org/10.1073/pnas.1922500117</ref> der globalen Trends der Hurrikan-Zahl in den letzten vier Jahrzehnten zeigt für den Atlantik im Gegensatz etwa zum westlichen und östlichen Pazifik ebenfalls eine klare Zunahme. Die letzten 25 Jahre im tropischen Nordatlantik waren sowohl bei den tropischen Stürmen insgesamt wie bei den schwachen und starken Hurrikanen die aktivste Periode seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Auch die Intensität der Hurrikane und vor allem die Intensität der stärksten Hurrikane ab Kategorie 3 ("major hurricanes") haben zugenommen (Abb. 9).<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.6.3, 14.6.1</ref><ref name="Walsh 2016">Walsh, K. J., J. Mcbride, P. J. Klotzbach, S. Balachandran, S. J. Camargo, G. Holland, Th. R Knutson, J. Kossin, T-C Lee, A. Sobel & M. Sugi (2016): Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: ClimateChange, 7(1), DOI:10.1002/wcc.371.</ref>

==Die Ursachenfrage==
Die Zeitserie der Hurrikane zeigt starke jährliche und deutliche Dekadenschwankungen, jedoch keinen klaren langfristigen Trend, der mit dem der globalen Mitteltemperatur vergleichbar wäre. Es ist daher davon auszugehen, dass neben der globalen Erwärmung auch andere Ursachen für die langfristige Entwicklung der Hurrikan-Aktivität eine Rolle spielen. Die wichtigsten Faktoren, die tropische Hurrikane beeinflussen, sind bekannt. Günstige Bedingungen sind hohe Temperaturen in der oberen Ozeanschicht, eine instabile Atmosphäre (d.h. große Temperaturunterschiede zwischen unterer und höherer Atmosphäre) mit hohem Wasserdampfgehalt in der mittleren Troposphäre und schwache vertikale Scherwinde. Wie sich diese Faktoren verändern und welche dominieren, ist weniger bekannt. Und vor allem ist umstritten, welche Ursachen dafür in welchem Ausmaß anzunehmen sind. In Konkurrenz stehen dabei Klimaänderungen durch den Menschen durch anthropogene Treibhausgase und Aerosole sowie natürliche Schwankungen.

[[Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg|thumb|420 px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik 1900 bis 2020]]
===Meeresoberflächentemperatur===

Wie der Blick auf die starken Hurrikan-Saisons im 21. Jahrhundert gezeigt hat, war daran auch immer eine hohe Meeresoberflächentemperatur beteiligt. Die tropische Meeresoberflächentemperatur im Atlantik ist in den letzten 100 Jahren deutlich stärker angestiegen als in den anderen Ozeanen. Dabei lassen sich grob drei Phasen unterscheiden (Abb. 10): ein starker Anstieg von 1900 bis ca. 1940, dann ein leichter Abfall der Temperatur bis ca. 1980 und danach wieder ein deutlicher Anstieg. Wenn auch nicht die Anzahl, so kann nach Elsner et al. (2008) die Intensität tropischer Zyklonen auf eine steigende Wassertemperatur zurückgeführt werden. Höhere Wassertemperaturen fördern die Verdunstung und den Wasserdampfgehalt der darüber liegenden Atmosphäre und damit die Dynamik von Hurrikanen.
[[Datei:SST Golf von Mexiko.jpg|thumb|320 px|Abb. 11: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August]]

Blickt man auf den Verlauf der Temperaturänderung im Atlantik (Abb. 10) oder im Golf von Mexiko (Abb. 11), so fällt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Verlauf der globalen Mitteltemperatur auf. Letztere wird insgesamt auf den Anstieg anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre zurückgeführt. Allerdings ist die leichte Temperaturabnahme seit den 1950er bis zu den 1970er Jahren, die sich auch bei den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik wiederfindet, damit nicht zu erklären, da die Treibhausgaskonzentrationen kontinuierlich ansteigen. Diese Temperaturdelle wird von der Forschung durch die zunehmende Belastung der Atmosphäre durch [[Sulfataerosole]] infolge der schmutzigen Industrialisierung nach dem 2. Weltkrieg in den westlichen Industriestaaten erklärt. Die Luftreinhaltepolitik ab den 1980er Jahren habe dann zu einem Wiederanstieg der globalen Mitteltemperatur geführt. Auf diesem Hintergrund liegt es nahe, auch für die Abnahme der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik die Aerosolbelastung verantwortlich zu machen.

===Aerosole und Klimaschwankungen===
So führen Dunstone et al. (2013)<ref name="Dunstobe 2013">N. J. Dunstone, D. M. Smith, B. B. B. Booth, L. Hermanson, R. Eade (2013): Anthropogenic aerosol forcing of Atlantic tropical storms. Nat. Geosci. 6, 534–539</ref> kühlere Meeresoberflächentemperaturen und damit schwächere Perioden der Hurrikan-Aktivität in den 1970er und 1980er Jahren im Atlantik hauptsächlich auf eine zunehmende Aerosolkonzentration durch die Emissionen westlicher Industriestaaten zurück. Aerosole reflektieren Sonnenstrahlung und bewirken so eine Abkühlung der Atmosphäre wie der Wassertemperaturen der Ozeane. Die anschließenden wärmeren Wassertemperaturen und starken Hurrikan-Jahre werden mit der Luftreinhaltepolitik begründet. Auch für die nächsten Jahrzehnte sei mit einer Aerosol-Abnahme zu rechnen und daher mit entsprechend stärkeren Hurrikan-Aktivitäten. Die Bedeutung der Aerosole wird allerdings im Laufe des 21. Jahrhunderts zunehmend von der der Treibhausgase abgelöst. Spätere Untersuchungen haben den Aerosol-Einfluss auf die Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1970er Jahren auf ca. 25% quantifiziert.<ref name="Knutson 2019">Knutson, T., S.J. Camargo, J.C.L. Chan, et al. (2019): Tropical cyclones and climate change assessment: Part I. Detection and attribution. BAMS 100, 1987–2007</ref>

Da die Aerosolkonzentration über dem Nordatlantik auch nach 2005 weiter abgenommen habe, die Anzahl der starken Hurrikane aber nicht zugenommen, sondern zurückgegangen sei, halten Yan et al. (2018)<ref name="Yan 2018">Yan, Zhang, and Knutson (2018): The role of Atlantic overturning circulation in the recent decline of Atlantic major hurricane frequency, Nature Communications, 2018, 8, 1695, DOI: 10.1038/s41467-017-01377-8</ref> die Aerosol-These für unzutreffend. Sie sehen die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur über den Zeitraum 2005-2015 primär durch die [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation]] (AMOC) bestimmt. Sowohl Modellsimulationen wie Beobachtungen zeigten eine Abschwächung der Meeresoberflächenströmung vom Golf von Mexiko Richtung Nordatlantik, von der der Golf- und Nordatlantikstrom wichtige Teile sind. Das habe Auswirkungen sowohl auf die Meeresoberflächentemperatur als auch auf die Windscherung. Tatsächlich zeigt die Abb. unten, dass die natürlichen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Atlantik (der Atlantischen Multidekaden-Oszillation, AMO) weitgehend mit der Zahl der tropischen Wirbelstürme korrelieren. Die AMO wiederum wird nach Yan et al. (2017) wesentlich von der Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation beeinflusst.

Die Rolle der anthropogenen Aerosole für die Zunahme der tropischen Wirbelstürme seit 1980 bleibt allerdings weiterhin Gegenstand der Forschung. So wird in aktuellen Studien die gegensätzliche Entwicklung der Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik und westlichen Nordpazifik teilweise durch den unterschiedlichen Effekt anthropogener Aerosole begründet<ref name="Camargo 2023">Camargo, S.J., H. Murakami, N. Bloemendaal et al. (2023): [https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2023.10.001 An Update on the Influence of Natural Climate Variability and Anthropogenic Climate Change on Tropical Cyclones], Tropical Cyclone Research and Review</ref> und die atlantische Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1980er Jahren weitgehend durch die Abnahme der Aerosolbelastung infolge der Luftreinhaltepolitik in Europa und den USA erklärt. In Ost- und Südasien hat dagegen die Aerosolbelastung durch die anlaufende Industrialisierung seit den 1980er Jahren stark zugenommen, wodurch die Aktivität tropischer Wirbelstürme unterdrückt wurde,<ref name="Murakami 2022">Murakami, H. (2022): [https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9493 Substantial global influence of anthropogenic aerosols on tropical cyclones over the past 40 years]. Sci. Adv., 8, eabn9493</ref> da Aerosole einen abkühlenden Effekt besitzen und damit auch die Meeresoberflächentemperaturen verringern.

===Einfluss des Klimawandels?===
Eine einfache Beziehung besteht zwischen der Zunahme der Hurrikan-Zahl in den letzten 30-40 Jahren und dem Einfluss des Menschen auf das Klima jedenfalls nicht. Man muss davon ausgehen, dass die Veränderungen der Hurrikane-Aktivität durch eine Vielzahl von anthropogenen und natürlichen Faktoren bestimmt werden. Das gilt nicht nur für die bloße Anzahl von tropischen Wirbelstürmen im Nordatlantik, sondern auch für andere Faktoren. So wurde in letzter Zeit beobachtet, dass Hurrikane sich zunehmend schneller intensivieren. Hurrikane der Kategorie 1 haben sich etwa häufiger als früher in wenigen Tagen zu Hurrikanen der Kategorie 5 entwickelt. Auch der Anteil von starken Hurrikanen an allen Hurrikanen hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen.<ref name="Bhatia 2019">Bhatia, K. T. et al. (2019): Recent increases in tropical cyclone intensification rates. Nat. Commun. 10, 3942</ref> Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Kossin 2020">Kossin, J.P., K.R. Knapp, T.L. Olander, C.S. Velden (2020): Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, Proc Natl Acad Sci USA., https://doi.or/0.107/nas.1920849117</ref> über die letzten ca. 40 Jahre, bzw. des Satellitenzeitalters, stellt eine klare Veränderung zu einer größeren Intensität von Hurrikanen fest. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von schweren (Kategorie 3-5) Hurrikanen hat sich demnach global um 8%, im Nordatlantik sogar um 49% pro Jahrzehnt erhöht. Die Ursachen werden sowohl in natürlichen Schwankungen wie der [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|AMOC]] als auch in anthropogenen [[Aerosole|Aerosolen]] und [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] gesehen. Eine genaue Quantifizierung der jeweiligen Anteile sei jedoch nicht möglich. Zumindest ist es unwahrscheinlich, dass die Zunahme anthropogener Treibhausgase der dominierende Faktor ist. Im westlichen Nordpazifik, dem Hauptgebiet tropischer Zyklonen, seien keine signifikanten Änderungen des Auftretens schwerer tropischer Wirbelstürme festzustellen. Da die langlebigen und wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre gut durchmischt sind, müssten sie sich auch im westlichen Pazifik auswirken.<ref name="Kossin 2020" />

[[Datei:TC structure.jpg|thumb|420 px|Abb. 12: Ein Hurrikan beim Auftreffen auf Land. Ein Teil des Hurrikans liegt weiterhin über dem warmen Meer (orange). Die starke Verdunstung (Evaporation) lädt die Hurrikan-Luft mit Wasserdampf auf (dünne blaue Pfeile links). Die aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert und verursacht heftige Niederschläge (blaue dicke Pfeile und Tropfen rechts). Sturmfluten (Storm surge) und Niederschläge (Rainfall) führen zu Überschwemmungen (Flooding). ]]

Neben der Verstärkung von Hurrikanen spielen weitere Veränderungen bei der Frage nach einem anthropogenen Einfluss eine wichtige Rolle: die Verstärkung von Niederschlägen, die von Hurrikanen ausgehen, und die Verzögerung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land.<ref name="Kossin 2020" /> Als Beispiel für stärkere Niederschläge wurden u.a. die gewaltigen Niederschlagsmengen untersucht, die von Hurrikan Harvey 2017 über Houston niedergingen (s.o.). Damit in Verbindung wurden die hohen Ozeantemperaturen gebracht, die von manchen Autoren dem Klimawandel zugerechnet werden. Die Hurrikan-bedingten Niederschläge in der Region haben nach einigen Autoren durch die globale Erwärmung um bis zu 20% zugenommen. Andere fanden keine belastbaren Belege für einen anthropogenen Einfluss auf die Niederschlagszunahmen durch tropische Wirbelstürme.<ref name="Knutson 2019" /> Mit den höheren Niederschlägen in Verbindung steht eine beobachtete Verlangsamung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land. Normalerweise verlieren die Hurikane über Land schnell an Energie, da der Wasserdampfnachschub nachlässt. Nach Li & Chakraborty<ref name="Li 2020">Li, L.,& P. Chakraborty (2020): Slower decay of landfalling hurricanes in a warming world, Nature 587, 230-234, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2867-7</ref> hatte ein typischer Hurrikan in den 1960er Jahren beim Auftreffen auf Land innerhalb eines Tages 75% seiner Stärke verloren, gegenwärtig sind es nur noch 50%. Hauptgrund sei ein wärmerer Ozean und dadurch eine größere Wasserdampfmenge als Antrieb der Hurrikan-Intensität. Je mehr Wasserdampf ein Hurrikan aufgenommen hat, desto weniger verliert er an Stärke über Land. Die Folge sind höhere Niederschläge und heftigere Stürme über den betroffenen Landstrichen. Bei einem langsameren Hurrikan bleibt zudem ein Teil des Wirbelsturms auch nach dem Landfall länger über dem angrenzenden Meer und „tankt“ weiterhin Feuchtigkeit (Abb. 12).

==Einzelnachweise==
<references />

==Weblinks==
*Kasang, D. & F. Wachsmann (2018): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/wp-content/uploads/pdf/de/extremereignisse/warnsignal_klima-extremereignisse-kapitel-5_2.pdf Tropische Wirbelstürme unter besonderer Berücksichtigung von Hurrikanen.] In: Lozán, J.L., S.-W. Breckle, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (Hrsg.): Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 207-212. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.30.
*[https://scnat.ch/de/uuid/i/dc9f9b6a-f887-5934-b561-d0e76ea6597b-Verstärkt_die_globale_Erwärmung_Wirbelstürme Verstärkt die globale Erwärmung Wirbelstürme?] Climate Press Nr. 23

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]]
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264762/035fd2a5c1f5227daae4929745f0d711/2009-hurrikans-data.pdf '''globalen Daten'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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Hier finden Sie eine [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane im Klimawandel] Wie beeinflusst der Klimawandel die Hurrikane im Nordatlantik? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane] Über den Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Ausbreitung bzw. Häufigkeit von Hurrikanen (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265474/5b509c88ee059ab5addf8d28421f5c77/2007-hurrikans-data.pdf Hurrikans] Wie ändert sich Anzahl und Stärke von Hurrikans? (Johanneum zu Lübeck, Lübeck)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265354/786fb201651b5dc750345dfb6be32bf0/2018-new-york-meeresspiegelanstieg-data.pdf Die Gefährdung New Yorks] Die Gefährdung New Yorks durch den Meeresspiegelanstieg und Hurrikane (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)

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==Literatur==
*Kasang, D. (2011): Tropische Wirbelstürme, in: Lozán, J.L., u.a. (Hrsg): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken, Hamburg 2011, 144-148; aktualisierte Fassung [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/die-meere/kapitel-3-6-tropische-wirbelstuerme/ online]

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|ähnlich wie=Außertropische Stürme
|Teil von=Tropische Wirbelstürme
|beeinflusst von=ENSO-Folgen: Nordamerika
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_778/ Tropischer Wirbelsturm] Lernmodul über die Entstehung tropischer Wirbelstürme
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Aktuelle Klimaänderungen, Erwärmung des Ozeans, ENSO-Folgen, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]

Datei:SST Golf von Mexiko.jpg

2024-08-26T12:14:16Z

Anja: /* Lizenzhinweis */

== Beschreibung ==
Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: Wang, S. Y. et al. (2018): [https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aabb85 Quantitative attribution of climate effects on hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas.] Environ. Res. Lett. 13, 054014Wang, S. Y. et al. Quantitative attribution of climate effects on hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environ. Res. Lett. 13, 054014<br>
Lizenz: CC BY
|}

Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg

2024-08-26T12:08:00Z

Anja: /* Lizenzhinweis */

== Beschreibung ==
Änderung der Meeresoberflächentemperaturen 1900 bis 2020 im Atlantik
==Lizenzhinweis==
{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Quelle: NOAA, State of the Science Fact Sheet (2020): [https://sciencecouncil.noaa.gov/wp-content/uploads/2022/07/SOS-Atlantic-Hurricanes-and-Climate-FINAL-05.27.20.pdf State of the Science Fact Sheet (2020): Atlantic Hurricanes and Climate]<br>
Lizenz: public domain
|}

Hurrikane im Atlantik

2024-08-26T11:48:35Z

Anja: /* Die Hurrikan-Saison 2017 */

[[Datei:Katrina SST 27.8.2005.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Hurrikan Katrina am 27.8.2005. Meeresoberflächentemperaturen (SST vom 25.-27.8.2005) vor dem Auftreffen auf Land von Hurrikan Katrina.]]
Von allen Wetterextremen besitzen [[tropische Wirbelstürme]] die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im nördlichen Atlantik und östlichen Pazifik heißen sie Hurrikane, im [[Taifune im Nordwest-Pazifik|westlichen Pazifik Taifune]], im nördlichen Indischen Ozean Zyklone.

== Namen und Zugbahnen ==
Wie die [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebiete]] in den mittleren Breiten werden auch Hurrikane mit Vornamen versehen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen den Wetterdiensten und Behörden in verschiedenen Ländern und in der Schifffahrt. Seit 1953 werden alle Hurrikane im Atlantik nach einer [https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-risk-reduction/tropical-cyclones/Naming Liste] benannt, die von einem internationalen Komitee der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) erstellt wird. Auf der Liste stehen für jede Hurrikan-Saison 21 alphabetisch angeordnete weibliche und männliche Vornamen, die sich alle 6 Jahre wiederholen. Sollte es in einer Saison mehr als 21 Hurrikane geben, werden die folgenden nach griechischen Buchstaben benannt (Alpha, Beta, Gamma usw.). Das war bisher nur zweimal der Fall, 2005 und 2020.
[[Datei:Hurricane tracks september.jpg|thumb|420 px|Abb.2: Typische Zugbahnen von Hurrikanen im September]]

Die Hurrikane des Nordatlantiks bewegen sich auf Zugbahnen vom mittleren Atlantik oder der östlichen Karibik nach Westen und Norden Richtung Mittelamerika bzw. den Süden der USA. Im Südatlantik gibt es so gut wie keine Hurrikane, da dort zu geringe Meeresoberflächentemperaturen herrschen. Der Ursprung der atlantischen Hurrikane liegt zumeist in der [[Passat|Passatzone]] über dem äquatorialen Afrika, wo sich im tropischen Klima Gewitterzellen bilden, nach Westen driften und als kleine Tiefdruckgebiete den Atlantik erreichen. Vorläufer der Gewitterstörungen sind oft Luftströmungen über dem Golf von Aden, die über das äthiopische Hochland und dann über Westafrika Richtung Atlantik ziehen.<ref name="NASA 2004">[https://svs.gsfc.nasa.gov NASA] Scientific Visualization Studio (2004): [https://svs.gsfc.nasa.gov/2987/ Hurricane Isabel Genesis]</ref> Hurrikane selbst entstehen aus solchen Tiefs zumeist über dem mittleren und westlichen Atlantik oder der Karibik und dem Golf von Mexiko (Abb. 2).

== Hurrikan-Saison ==
[[Datei:Hurricanes tropical-storms.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Anzahl von Hurrikanen (gelb, ab 116 km/h) und Tropischen Stürmen (rot, 56-117 km/h) nach Jahreszeit in 100 Jahren.]]
Die offizielle Hurrikan-Saison im Nordatlantik reicht vom 1. Juni bis zum 30. November. Der Höhepunkt liegt zwischen Mitte August und Ende Oktober. Im Spätsommer ist die Differenz zwischen den Meeresoberflächentemperaturen und den Temperaturen in der oberen Troposphäre am größten, wodurch der Auftrieb der warmen Luft und die Kondensation in der Höhe verstärkt wird. Von Mitte August bis Mitte Oktober reicht der intensivste Teil der atlantischen Hurrikan-Saison, mit 87% der Tage mit [[Tropische Wirbelstürme#Klassifizierung|Hurrikanen der Kategorie]] 1 (mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 2 (ab 154 km/h) sowie 97% der Tage mit schweren Hurrikanen der Kategorien 3 (ab 178 km/h), 4 (ab 209 km/h) und 5 (ab 252 km/h). In dieser Zeit nimmt die starke Windscherung<ref name="Windscherung">Der Wechsel der Windrichtung und -stärke mit der Höhe, durch den die Entstehung von Hurrikanen stark behindert werden kann.</ref> vom Mai nach und nach ab, was die Entwicklung von Hurrikanen begünstigt. Die Ozean-Temperaturen steigen stark an, ebenso die [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] und die Luftfeuchtigkeit. Statistisch ist der 10. September der Höhepunkt der Hurrikan-Saison (Abb. 3). Ab Oktober fördern starke Höhenwinde die Windscherung, und Luft- und Wassertemperaturen nehmen wieder ab. Als Folge geht auch die Hurrikan-Aktivität zurück.<ref name="NOAA 2016">NOAA (2016): [https://www.noaa.gov/stories/peak-of-hurricane-season-why-now The peak of the hurricane season – why now?]</ref>

Seit dem Jahr 2000 gab es im tropischen Atlantik drei Hurrikan-Saisons, in denen besonders viele und intensive Hurrikane auftraten, von denen einige starke Zerstörungen bewirkten: 2005, 2017 und 2020. In allen drei Fällen schwächte sich ein El Niño ab und es entwickelten sich fast gleichzeitig mit den Hurrikanen La-Niña-Bedingungen. Während eines El Niños bilden sich über dem Atlantik stärkere Westwinde in der Höhe und stärkere Passate, wodurch die vertikale Windscherung verstärkt und die Hurrikan-Aktivität unterdrückt wird. La Niña besitzt eine entgegengesetzte Wirkung: Über der Karibik und dem westlichen tropischen Atlantik bildet sich ein Hochdruckrücken in der Höhe, wodurch schwächere Winde und eine geringe Windscherung auftreten, was die Entfaltung von Hurrikanen begünstigt.<ref name="NOAA 2014">NOAA; Climate.gov (2014): [https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/impacts-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a-hurricane-season Impacts of El Niño and La Niña on the hurricane season]</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2005 ===
[[Datei:Hurricanes2005 tracking.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Hurrikan-Zugbahnen in der Hurrikan-Saison 2005. Lila: schwere Hurrikane (Kategorie 3-5), rot: schwächere Hurrikane (1 und 2), gelb: tropische Stürme; die eingerahmten Ziffern verweisen auf die einzelnen tropischen Wirbelstürme (Namen in den Kästchen).]]
Die Hurrikan-Saison 2005 ist in erster Linie mit dem Namen des Kategorie-5-Hurrikans '''Katrina''' verbunden (Abb. 1). Katrina traf Ende August 2005 zunächst auf den Süden Floridas und richtete dann starke Schäden im Mississippi-Delta und New Orleans an und forderte zahlreiche Todesopfer. Durch einen Dammbruch wurde New Orleans zu 80 % unter Wasser gesetzt und weitgehend unbewohnbar, 1836 Menschen verloren ihr Leben<ref name="Knabb 2011">Knabb, R.D; J.R. Rhome, D.P. Brown (2005/2011): [https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL122005_Katrina.pdf Tropical Cyclone Report, Hurricane Katrina]</ref> und der Sachschaden belief sich auf 125 Milliarden US-Dollar, womit Katrina zum teuersten Hurrikan der USA wurde.<ref name="Wikipedia 2020a">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Atlantic_hurricane_records List of Atlantic hurricane records]</ref> Katrina war zwar der teuerste, aber nicht der stärkste Sturm der Saison. Mit einem Zentraldruck von nur 882 hPa erwies sich Hurricane Wilma als der bis dahin stärkste je gemessene atlantische Hurrikan. Wilma traf vor allem die Küste der Halbinsel Yucatán (Mexiko) und zog anschließend über den Süden Floridas.<ref name="Wikipedia 2020c">Wikipedia (zuletzt geändert 2020): [https://de.wikipedia.org/wiki/Hurrikan_Wilma Hurrikan Wilma]</ref>

Insgesamt ging das Jahr 2005 in die Geschichte als das Jahr der bis dahin mit Abstand stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik ein, mit 28 benannten tropischen Wirbelstürmen (ab 64 km/h) und 15 Hurrikanen, wovon sieben der Kategorie 3-5 und vier der Kategorie 5 angehörten (Abb. 4).<ref name="Wikipedia 2020b">Wikipedia (2020): List of Atlantic hurricane season, https://en.wikipedia.org/wiki/2005_Atlantic_hurricane_season</ref><ref name="Wikipedia 2020a" /> Damit brach 2005 den Rekord von 1933, als 21 tropische Wirbelstürme über den tropischen Nordatlantik zogen. Die Gründe für die starke Hurrikan-Saison lagen vor allem in den außergewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen in der Karibik und dem tropischen Atlantischen Ozean, die mit bis zu 30 °C und mehr Rekordwerte erreichten (Abb. 1). Die Temperaturen im Atlantik lagen ca. 1 °C über dem langjährigen Mittel.<ref name="Beven 2008">Beven, J.L; L.A. Avila, E.S. Blake, et al. (2008): [https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/136/3/2007mwr2074.1.xml Atlantic Hurricane Season of 2005]. Monthly Weather Review. 136 (3): 1109–1173. doi:10.1175/2007MWR2074.1</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2017 ===
[[Datei:Hurricane-Harvey-rainfall.png|thumb|420 px|Abb. 5: Hurrikan Harvey: Gesamtniederschlag 25.-30.8.2017 in Inches (1 Inch = 25,4 mm).]]
Die atlantische Hurrikan-Saison 2017 war bestimmt durch zwei sehr starke Hurrikane der Kategorie 5 (Irma und Maria) und vier weitere Hurrikane der Kategorie 3 und 4 (Lee und Ophelia sowie Harvey und Jose). Insgesamt erreichten von 17 benannten tropischen Wirbelstürmen 10 die Stärke eines Hurrikans. Damit lag 2017 deutlich über dem Mittel der Jahre 1981-2010 mit 6,4 Hurrikanen und 2,7 schweren Hurrikanen, und das Jahr stand bei der Anzahl an schweren Hurrikanen an dritter Stelle der bis dahin erfolgten Messungen. Gemessen an dem ACE-Index, der die Hurrikan-Anzahl, ihre Lebensdauer und ihre Intensität berücksichtigt, übertraf 2017 den Mittelwert von 1981-2010 um das Doppelte. Daran waren vor allem die beiden Kategorie-5-Hurrikane Irma und Maria beteiligt.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/tropical-cyclones/201713 Hurricanes and tropical Storms]</ref>

[[Datei:Harvey SST Aug.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Meeresoberflächentemperaturen während Hurrikan Harvey im August 2017 in °C.]]
2017 war zudem mit 265 US$ die teuerste Hurrikan-Saison für die USA. Die Schäden gingen vor allem von den drei schweren Hurrikanen Harvey, Irma und Maria aus. Der Schaden durch den Hurrikan Harvey von 125 Mrd. US$ wurde in den USA nur durch Katrina im Jahr 2005 übertroffen. Die Zerstörungen von Sachwerten waren weniger durch die Windstärke des Kategorie-4-Hurrikans Harvey verursacht als durch die gewaltigen Regenfälle, die über die texanische Küstenstadt Houston und Umgebung niedergingen, als Harvey auf Land traf (Abb. 5). Die katastrophalen Überschwemmungen zerstörten 9000 Wohnstätten und beschädigten weitere 185 000.<ref name="Wang 2018">Wang, S.-Y. S., Zhao, L., Yoon, J.-H., Klotzbach, P., & Gillies, R. R. (2018). Quantitative attribution of climate effects on Hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environmental Research Letters, 13, 5. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabb85</ref> Aber auch Maria verursachte vor allem auf Puerto Rico und den US-amerikanischen Jungferninseln einen Schaden von über 90 Mrd. US$. Neben den hohen Sachschäden verloren mindestens 68 Menschen in Texas durch Harvey ihr Leben.<ref name="WMO 2018">WMO (2018): [https://wmo.int/media/wmo-hurricane-committee-reviews-devastating-2017-season-retires-names#:~:text=The%20extremely%20active%202017%20Atlantic,lives%20of%20millions%20were%20impacted. Hurricane Committee reviews devastating 2017 season]</ref>

Der Hurrikan '''Harvey''' wurde wegen seiner ungewöhnlich hohen Niederschläge Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei stand die Frage im Mittelpunkt, wie stark die globale Erwärmung daran beteiligt war. In der Nähe von Houston wurde ein Niederschlag von 1043 mm in drei Tagen gemessen, ein Ereignis, das nach Oldenborgh et al. (2017) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nur einmal in 9000 Jahren vorkommen sollte.<ref name="Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., et al (2017): Attribution of extreme rainfall from Hurricane Harvey, August 2017 Environ. Res. Lett. 12 124009</ref> Ein so hoher Niederschlag sei nach Modell-Berechnungen durch den anthropogenen Klimawandel drei Mal wahrscheinlicher geworden. Allgemein nehmen die Niederschläge allein durch die Erwärmung der Atmosphäre zu, weil der Wasserdampfgehalt der Luft nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung um 7% pro Grad Erwärmung steigt. Hurrikan Harvey hat dagegen durch die Wasserdampfzufuhr vom Meer nach Wang et al. (2018) eine Zunahme der Regenfälle um 20% erzeugt.<ref name="Wang 2018" />

Ein anderer Faktor, der durch die globale Erwärmung beeinflusst wird, ist die Wassertemperatur in den Entstehungsgebieten der Hurrikane. Der Wärmegehalt in der oberen Wasserschicht des Golfs von Mexiko erreichte 2017 Rekordwerte. Die [[Meeresoberflächentemperatur]] lag bei über 30 °C (Abb. 6). Im Zusammenspiel mit der stark erwärmten Atmosphäre führte das zu einer intensiven [[Verdunstung]]. In der Höhe kam es zu starken [[Kondensation|Kondensationsprozessen]] und ergiebigen Niederschlägen. Aufgrund der großen Ausdehnung von Harvey und seiner langsamen Vorwärtsbewegung kam es über mehrere Tage zu der Situation, dass Harvey z.T. über dem Meer lag und dort erhebliche Wassermassen durch Verdunstung aufnahm, die über einen anderen Teil des Hurrikans als heftige Niederschläge über dem Land niedergingen.<ref name="Trenberth 2018">Trenberth, K. E., Cheng, L., Jacobs, P., Zhang, Y., & Fasullo, J. (2018): Hurricane Harvey links to ocean heat content and climate change adaptation. Earth’s Future, 6, 730–744. https://doi.org/10.1029/2018EF000825</ref>

[[Datei:Hurricane Ophelia Ireland.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Ex-Hurrikan Ophelia über Irland am 16.10.2017]]
Ein weiterer besonderer Hurrikan der Saison 2017 war '''Ophelia''' (Abb. 7) Der Deutsche Wetterdienst nannte ihn einen "Hurrikan für die Geschichtsbücher".<ref name="DWD 2017">DWD (2017): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/10/15.html Ophelia - Ein Hurrikan für die Geschichtsbücher]</ref> Ophelia erreichte nicht nur als zehnter aufeinanderfolgender Hurrikan in einer Saison einen neuen Rekord in der Satellitenära, sondern entstand auch außergewöhnlich weit nordöstlich von den üblichen Hurrikan-Entstehungsgebieten im subtropischen Atlantik westlich der Azoren. Der ungewöhnliche Entstehungsort hatte zur Folge, dass Ophelia nicht mit den [[Passat|Passatwinden]] nach Westen driftete, sondern sich nach Nordosten Richtung Europa bewegte. Zunächst als außertropisches Tiefdruckgebiet entstanden, entwickelte sich Ophelia schnell zum Hurrikan der Kategorie 3, was in dieser Region in der Nähe der Azoren noch nie beobachtet wurde. Auf dem weiteren Weg Richtung Irland wandelte sich Ophelia zu einem außertropischen Orkantief mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h, richtete auf der irischen Insel starke Verwüstungen an und forderte dort drei Todesopfer.

Eine Ursache der starken Hurrikan-Saison war das Fehlen von [[ENSO|El-Niño-Bedingungen]] im tropischen Pazifik und die beginnende Entwicklung einer La Niña gegen Ende des Jahres. Dadurch gab es allenfalls schwache vertikale Scherwinde<ref name="Windscherung" />, wodurch günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hurrikanen im Atlantik vorlagen.<ref name="NOAA 2017" /> Andere natürliche Schwankungen spielten eine ebenso wichtige, wenn nicht sogar wichtigere Rolle. So wurden die hohen [[Meeresoberflächentemperatur|Meeresoberflächentemperaturen]] im Hauptentstehungsgebiet gerade der starken Hurrikane 2017 primär durch die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Wassertemperaturen über Jahre und Jahrzehnte im tropischen Atlantik.<ref name="Lim 2018">Lim, Y.K., S.D. Schubert, R. Kovach, et al. (2018): The Roles of Climate Change and Climate Variability in the 2017 Atlantic Hurricane Season. Sci Rep 8, 16172 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-34343-5</ref> Aber auch die Zunahme der [[Treibhausgase|anthropogenen Treibhausgase]] hat zu der höheren Meeresoberflächentemperatur beigetragen. Insgesamt wurde die erhöhte Aktivität starker Hurrikane 2017 nach Murakami et al. (2018) hauptsächlich durch die höhere Meeresoberflächentemperatur in der Hauptentwicklungsregion der Hurrikane verursacht, eher als durch die moderaten [[ENSO|La-Niña-Bedingungen]].<ref name="Murakami 2018">Murakami, H., E. Levin, T.L. Delworth, R. Gudgel, and P.-C. Hsu (2018): Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence. Science, 362, 794–799, https://doi.org/10.1126/science.aat6711.</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2020 ===

Nur drei Jahre nach der verheerenden Hurrikan-Saison 2017 erlebte der tropische Atlantik im Jahr 2020 ein neues Hurrikan-Rekordjahr, das in mancher Hinsicht auch 2005 noch übertraf. So gab es 2020 sogar 30 benannte Stürme, so viel wie nie seit Beginn der Beobachtungen, gegenüber 28 im Jahr 2005 und 17 in 2017. Das zweite Mal (nach 2005) musste in der Hurrikan-Zählung zur Benennung der tropischen Stürme auf das griechische Alphabet zurückgegriffen werden, weil die 21 Namen des lateinischen Alphabets nicht ausreichten. Das war bei 9 benannten Stürmen der Fall, gegenüber 7 im Jahr 2005. 13 Stürme erreichten die Stärke von Hurrikanen (Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 6 die von schweren Hurrikanen (Kategorie 3-5 mit Windgeschwindigkeiten ab 178 km/h). Zum ersten Mal entstanden mit Eta und Iota zwei schwere Hurrikane im November, dem letzten Monat der Hurrikan-Saison, Iota sogar als ein Hurrikan der Kategorie 5.<ref name="WMO 2020">WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

Die schweren Hurrikane Laura (Kategorie 4) und Eta (Kategorie 4) richteten wahrscheinlich mit 14,1 Mrd. US$ und 6,7 Mrd. US$ die stärksten Zerstörungen an. Betroffen waren vor allem die Antillen, die Halbinsel Yucatán und die südlichen Vereinigten Staaten. Laura fielen 77 und Eta 189 Menschen zum Opfer. Auch der späte Kategorie-5-Hurrikan Iota verursachte rund 60 Todesopfer. Insgesamt belief sich die Zahl der Toten auf über 400.<ref name="Wikipedia 2020">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Atlantic_hurricane_season 2020 Atlantic hurricane season]</ref> Die Daten sind jedoch als vorläufig anzusehen. Eine endgültige Auswertung dieser Hurrikan-Saison steht noch aus.

Als Gründe für die außergewöhnlich aktive Hurrikan-Saison 2020 wird von der amerikanischen Wetterbehörde NOAA die Atlantische Multidekaden Schwankung (AMO) genannt, die sich seit 1995 in einer warmen Phase befindet. Verbunden damit sind hohe Meeresoberflächentemperaturen und schwächere Windscherungen. An letzteren waren auch beginnende La-Niña-Bedingungen beteiligt. Eine andere Besonderheit sind außerdem Hurrikane, die sich einerseits sehr langsam vorwärtsbewegen und andererseits sehr schnell intensivieren und in den letzten Jahrzehnten zunehmend auftraten. Das traf 2020 außer auf Eta und Iota auch auf andere Hurrikane zu, die dadurch, dass sie längere Zeit mit hohen Sturmstärken am selben Ort verharrten, sehr starke Zerstörungen durch Winde, Sturmfluten und Niederschläge anrichteten. Bei diesem Phänomen weisen Experten auf den Einfluss des Klimawandels hin.<ref>Nach WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

[[Datei:AdjustedTCCount 1878-2008.png|thumb|420 px|Abb. 8: Jährliche tropische Wirbelstürme im tropischen N-Atlantik 1878-2010. Stürme von weniger als 2 Tagen wurden ausgelassen und Stürme, die vor der Satellitenbeobachtung nicht erfasst wurden, hinzugefügt (s. Text). Rote Linie: Jahresmittel, schwarze Linie: 5-Jahresmittel, blaue Linie: Durchschnitt der Periode 1878-2008 ]]
[[Datei:Hurricanes Storms1950-2019.jpg|thumb|420 px|Abb. 9: Benannte tropische Stürme, Hurrikane und starke (Kategorie 3-5) Hurrikane]]

==Änderung der Hurrikan-Aktivität==
Die historischen Daten über die Anzahl tropischer Wirbelstürme bzw. Hurrikane während des letzten Jahrhunderts zeigen einen deutlichen Aufwärtstrend, der mit der zunehmenden Meeresoberflächentemperatur korreliert ist. Überlagert wird dieser Trend einerseits von starken Schwankungen von Jahr zu Jahr, andererseits von deutlichen Dekaden-Schwankungen. So war die Zeit zwischen 1910 und 1930 ausgesprochen ruhig, während die Hurrikan-Aktivität in den 1940ern bis 1960ern deutlich zugenommen hat. Über den gesamten Zeitraum 1878-2006 wurde ein Trend von +3,84 Stürme pro 100 Jahre geschätzt. Beginnt man die Zählung bei 1900 ergibt sich sogar ein Trend von +6 Stürmen pro 100 Jahre.<ref name="Vecchi 2008">Vecchi, G. A. & Knutson, T. R. (2008): On estimates of historical North Atlantic tropical cyclone activity. Journal of Climate 21, 3580–3600</ref>

Ein erheblicher Teil der Zunahme der Sturmhäufigkeit ist jedoch künstlich bedingt durch eine Veränderung in den Beobachtungsmethoden. Vor 1944 wurden die Stürme durch Schiffe oder durch das Zählen der auf Land treffenden Stürme erfasst. Nach dem 2. Weltkrieg kamen Beobachtungen durch Flurzeuge und erst ab Ende der 1960er Jahre durch Satelliten hinzu. Auf den Schiffsrouten über den Atlantik wurden vor allem die kleineren Stürme von weniger als zwei Tagen Dauer nicht erfasst. Auch entgingen der Beobachtung von Schiffen und von Land zahlreiche Hurrikane auf hoher See. Diese und die kleineren Stürme gingen aber später in die flächendeckenden Satelliten-Daten ein, wodurch die Gesamtzahl der Hurrikane allein durch die neue Beobachtungsmethode zunahm. Nach einer Anpassung der Daten durch Hinzufügen der geschätzten „fehlenden“ Stürme zeigt die Gesamtzahl aller Hurrikane nur noch einen sehr geringen positiven Trend zwischen 1878 und 2006, der sich kaum von Null unterscheidet (Abb. 8). Eine leichte Abnahme zeigt sich bei den auf Land treffenden Hurrikanen in den USA, die historisch relativ gut dokumentiert sind.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): Global Warming and Hurricanes. An Overview of Current Research Results, https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/#wmo-expertteam-2010-assessment-of-tropical-cyclones-and-climate-change</ref>

Die korrigierten Daten zeigen Ende des 19. Jahrhunderts eine relativ hohe Anzahl an Hurrikanen, worauf bis ca. 1930 eine Abnahme folgt. Zwischen 1930 und den 1950er Jahren ist die Hurrikan-Anzahl wieder relativ hoch, bleibt aber dann zwischen 1960 und den 1980er Jahren unter dem Durchschnitt der Periode 1878-2008. Seit den 1990er Jahre folgt ein erneuter Anstieg der Zahl der Hurrikane. Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Murakami 2020">Murakami, H., T.L. Delworth, W. Cooke, M. Zhao, B. Xiang & P.-C. Hsu (2020): Detected climatic change in global distribution of tropical cyclones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(20), 10706–10714. https://doi.org/10.1073/pnas.1922500117</ref> der globalen Trends der Hurrikan-Zahl in den letzten vier Jahrzehnten zeigt für den Atlantik im Gegensatz etwa zum westlichen und östlichen Pazifik ebenfalls eine klare Zunahme. Die letzten 25 Jahre im tropischen Nordatlantik waren sowohl bei den tropischen Stürmen insgesamt wie bei den schwachen und starken Hurrikanen die aktivste Periode seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Auch die Intensität der Hurrikane und vor allem die Intensität der stärksten Hurrikane ab Kategorie 3 ("major hurricanes") haben zugenommen (Abb. 9).<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.6.3, 14.6.1</ref><ref name="Walsh 2016">Walsh, K. J., J. Mcbride, P. J. Klotzbach, S. Balachandran, S. J. Camargo, G. Holland, Th. R Knutson, J. Kossin, T-C Lee, A. Sobel & M. Sugi (2016): Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: ClimateChange, 7(1), DOI:10.1002/wcc.371.</ref>

==Die Ursachenfrage==
Die Zeitserie der Hurrikane zeigt starke jährliche und deutliche Dekadenschwankungen, jedoch keinen klaren langfristigen Trend, der mit dem der globalen Mitteltemperatur vergleichbar wäre. Es ist daher davon auszugehen, dass neben der globalen Erwärmung auch andere Ursachen für die langfristige Entwicklung der Hurrikan-Aktivität eine Rolle spielen. Die wichtigsten Faktoren, die tropische Hurrikane beeinflussen, sind bekannt. Günstige Bedingungen sind hohe Temperaturen in der oberen Ozeanschicht, eine instabile Atmosphäre (d.h. große Temperaturunterschiede zwischen unterer und höherer Atmosphäre) mit hohem Wasserdampfgehalt in der mittleren Troposphäre und schwache vertikale Scherwinde. Wie sich diese Faktoren verändern und welche dominieren, ist weniger bekannt. Und vor allem ist umstritten, welche Ursachen dafür in welchem Ausmaß anzunehmen sind. In Konkurrenz stehen dabei Klimaänderungen durch den Menschen durch anthropogene Treibhausgase und Aerosole sowie natürliche Schwankungen.

[[Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg|thumb|420 px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik 1900 bis 2020]]
===Meeresoberflächentemperatur===

Wie der Blick auf die starken Hurrikan-Saisons im 21. Jahrhundert gezeigt hat, war daran auch immer eine hohe Meeresoberflächentemperatur beteiligt. Die tropische Meeresoberflächentemperatur im Atlantik ist in den letzten 100 Jahren deutlich stärker angestiegen als in den anderen Ozeanen. Dabei lassen sich grob drei Phasen unterscheiden (Abb. 10): ein starker Anstieg von 1900 bis ca. 1940, dann ein leichter Abfall der Temperatur bis ca. 1980 und danach wieder ein deutlicher Anstieg. Wenn auch nicht die Anzahl, so kann nach Elsner et al. (2008) die Intensität tropischer Zyklonen auf eine steigende Wassertemperatur zurückgeführt werden. Höhere Wassertemperaturen fördern die Verdunstung und den Wasserdampfgehalt der darüber liegenden Atmosphäre und damit die Dynamik von Hurrikanen.
[[Datei:SST Golf von Mexiko.jpg|thumb|320 px|Abb. 11: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August]]

Blickt man auf den Verlauf der Temperaturänderung im Atlantik (Abb. 10) oder im Golf von Mexiko (Abb. 11), so fällt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Verlauf der globalen Mitteltemperatur auf. Letztere wird insgesamt auf den Anstieg anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre zurückgeführt. Allerdings ist die leichte Temperaturabnahme seit den 1950er bis zu den 1970er Jahren, die sich auch bei den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik wiederfindet, damit nicht zu erklären, da die Treibhausgaskonzentrationen kontinuierlich ansteigen. Diese Temperaturdelle wird von der Forschung durch die zunehmende Belastung der Atmosphäre durch [[Sulfataerosole]] infolge der schmutzigen Industrialisierung nach dem 2. Weltkrieg in den westlichen Industriestaaten erklärt. Die Luftreinhaltepolitik ab den 1980er Jahren habe dann zu einem Wiederanstieg der globalen Mitteltemperatur geführt. Auf diesem Hintergrund liegt es nahe, auch für die Abnahme der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik die Aerosolbelastung verantwortlich zu machen.

===Aerosole und Klimaschwankungen===
So führen Dunstone et al. (2013)<ref name="Dunstobe 2013">N. J. Dunstone, D. M. Smith, B. B. B. Booth, L. Hermanson, R. Eade (2013): Anthropogenic aerosol forcing of Atlantic tropical storms. Nat. Geosci. 6, 534–539</ref> kühlere Meeresoberflächentemperaturen und damit schwächere Perioden der Hurrikan-Aktivität in den 1970er und 1980er Jahren im Atlantik hauptsächlich auf eine zunehmende Aerosolkonzentration durch die Emissionen westlicher Industriestaaten zurück. Aerosole reflektieren Sonnenstrahlung und bewirken so eine Abkühlung der Atmosphäre wie der Wassertemperaturen der Ozeane. Die anschließenden wärmeren Wassertemperaturen und starken Hurrikan-Jahre werden mit der Luftreinhaltepolitik begründet. Auch für die nächsten Jahrzehnte sei mit einer Aerosol-Abnahme zu rechnen und daher mit entsprechend stärkeren Hurrikan-Aktivitäten. Die Bedeutung der Aerosole wird allerdings im Laufe des 21. Jahrhunderts zunehmend von der der Treibhausgase abgelöst. Spätere Untersuchungen haben den Aerosol-Einfluss auf die Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1970er Jahren auf ca. 25% quantifiziert.<ref name="Knutson 2019">Knutson, T., S.J. Camargo, J.C.L. Chan, et al. (2019): Tropical cyclones and climate change assessment: Part I. Detection and attribution. BAMS 100, 1987–2007</ref>

Da die Aerosolkonzentration über dem Nordatlantik auch nach 2005 weiter abgenommen habe, die Anzahl der starken Hurrikane aber nicht zugenommen, sondern zurückgegangen sei, halten Yan et al. (2018)<ref name="Yan 2018">Yan, Zhang, and Knutson (2018): The role of Atlantic overturning circulation in the recent decline of Atlantic major hurricane frequency, Nature Communications, 2018, 8, 1695, DOI: 10.1038/s41467-017-01377-8</ref> die Aerosol-These für unzutreffend. Sie sehen die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur über den Zeitraum 2005-2015 primär durch die [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation]] (AMOC) bestimmt. Sowohl Modellsimulationen wie Beobachtungen zeigten eine Abschwächung der Meeresoberflächenströmung vom Golf von Mexiko Richtung Nordatlantik, von der der Golf- und Nordatlantikstrom wichtige Teile sind. Das habe Auswirkungen sowohl auf die Meeresoberflächentemperatur als auch auf die Windscherung. Tatsächlich zeigt die Abb. unten, dass die natürlichen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Atlantik (der Atlantischen Multidekaden-Oszillation, AMO) weitgehend mit der Zahl der tropischen Wirbelstürme korrelieren. Die AMO wiederum wird nach Yan et al. (2017) wesentlich von der Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation beeinflusst.

Die Rolle der anthropogenen Aerosole für die Zunahme der tropischen Wirbelstürme seit 1980 bleibt allerdings weiterhin Gegenstand der Forschung. So wird in aktuellen Studien die gegensätzliche Entwicklung der Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik und westlichen Nordpazifik teilweise durch den unterschiedlichen Effekt anthropogener Aerosole begründet<ref name="Camargo 2023">Camargo, S.J., H. Murakami, N. Bloemendaal et al. (2023): [https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2023.10.001 An Update on the Influence of Natural Climate Variability and Anthropogenic Climate Change on Tropical Cyclones], Tropical Cyclone Research and Review</ref> und die atlantische Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1980er Jahren weitgehend durch die Abnahme der Aerosolbelastung infolge der Luftreinhaltepolitik in Europa und den USA erklärt. In Ost- und Südasien hat dagegen die Aerosolbelastung durch die anlaufende Industrialisierung seit den 1980er Jahren stark zugenommen, wodurch die Aktivität tropischer Wirbelstürme unterdrückt wurde,<ref name="Murakami 2022">Murakami, H. (2022): [https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9493 Substantial global influence of anthropogenic aerosols on tropical cyclones over the past 40 years]. Sci. Adv., 8, eabn9493</ref> da Aerosole einen abkühlenden Effekt besitzen und damit auch die Meeresoberflächentemperaturen verringern.

===Einfluss des Klimawandels?===
Eine einfache Beziehung besteht zwischen der Zunahme der Hurrikan-Zahl in den letzten 30-40 Jahren und dem Einfluss des Menschen auf das Klima jedenfalls nicht. Man muss davon ausgehen, dass die Veränderungen der Hurrikane-Aktivität durch eine Vielzahl von anthropogenen und natürlichen Faktoren bestimmt werden. Das gilt nicht nur für die bloße Anzahl von tropischen Wirbelstürmen im Nordatlantik, sondern auch für andere Faktoren. So wurde in letzter Zeit beobachtet, dass Hurrikane sich zunehmend schneller intensivieren. Hurrikane der Kategorie 1 haben sich etwa häufiger als früher in wenigen Tagen zu Hurrikanen der Kategorie 5 entwickelt. Auch der Anteil von starken Hurrikanen an allen Hurrikanen hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen.<ref name="Bhatia 2019">Bhatia, K. T. et al. (2019): Recent increases in tropical cyclone intensification rates. Nat. Commun. 10, 3942</ref> Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Kossin 2020">Kossin, J.P., K.R. Knapp, T.L. Olander, C.S. Velden (2020): Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, Proc Natl Acad Sci USA., https://doi.or/0.107/nas.1920849117</ref> über die letzten ca. 40 Jahre, bzw. des Satellitenzeitalters, stellt eine klare Veränderung zu einer größeren Intensität von Hurrikanen fest. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von schweren (Kategorie 3-5) Hurrikanen hat sich demnach global um 8%, im Nordatlantik sogar um 49% pro Jahrzehnt erhöht. Die Ursachen werden sowohl in natürlichen Schwankungen wie der [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|AMOC]] als auch in anthropogenen [[Aerosole|Aerosolen]] und [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] gesehen. Eine genaue Quantifizierung der jeweiligen Anteile sei jedoch nicht möglich. Zumindest ist es unwahrscheinlich, dass die Zunahme anthropogener Treibhausgase der dominierende Faktor ist. Im westlichen Nordpazifik, dem Hauptgebiet tropischer Zyklonen, seien keine signifikanten Änderungen des Auftretens schwerer tropischer Wirbelstürme festzustellen. Da die langlebigen und wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre gut durchmischt sind, müssten sie sich auch im westlichen Pazifik auswirken.<ref name="Kossin 2020" />

[[Datei:TC structure.jpg|thumb|420 px|Abb. 12: Ein Hurrikan beim Auftreffen auf Land. Ein Teil des Hurrikans liegt weiterhin über dem warmen Meer (orange). Die starke Verdunstung (Evaporation) lädt die Hurrikan-Luft mit Wasserdampf auf (dünne blaue Pfeile links). Die aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert und verursacht heftige Niederschläge (blaue dicke Pfeile und Tropfen rechts). Sturmfluten (Storm surge) und Niederschläge (Rainfall) führen zu Überschwemmungen (Flooding). ]]

Neben der Verstärkung von Hurrikanen spielen weitere Veränderungen bei der Frage nach einem anthropogenen Einfluss eine wichtige Rolle: die Verstärkung von Niederschlägen, die von Hurrikanen ausgehen, und die Verzögerung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land.<ref name="Kossin 2020" /> Als Beispiel für stärkere Niederschläge wurden u.a. die gewaltigen Niederschlagsmengen untersucht, die von Hurrikan Harvey 2017 über Houston niedergingen (s.o.). Damit in Verbindung wurden die hohen Ozeantemperaturen gebracht, die von manchen Autoren dem Klimawandel zugerechnet werden. Die Hurrikan-bedingten Niederschläge in der Region haben nach einigen Autoren durch die globale Erwärmung um bis zu 20% zugenommen. Andere fanden keine belastbaren Belege für einen anthropogenen Einfluss auf die Niederschlagszunahmen durch tropische Wirbelstürme.<ref name="Knutson 2019" /> Mit den höheren Niederschlägen in Verbindung steht eine beobachtete Verlangsamung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land. Normalerweise verlieren die Hurikane über Land schnell an Energie, da der Wasserdampfnachschub nachlässt. Nach Li & Chakraborty<ref name="Li 2020">Li, L.,& P. Chakraborty (2020): Slower decay of landfalling hurricanes in a warming world, Nature 587, 230-234, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2867-7</ref> hatte ein typischer Hurrikan in den 1960er Jahren beim Auftreffen auf Land innerhalb eines Tages 75% seiner Stärke verloren, gegenwärtig sind es nur noch 50%. Hauptgrund sei ein wärmerer Ozean und dadurch eine größere Wasserdampfmenge als Antrieb der Hurrikan-Intensität. Je mehr Wasserdampf ein Hurrikan aufgenommen hat, desto weniger verliert er an Stärke über Land. Die Folge sind höhere Niederschläge und heftigere Stürme über den betroffenen Landstrichen. Bei einem langsameren Hurrikan bleibt zudem ein Teil des Wirbelsturms auch nach dem Landfall länger über dem angrenzenden Meer und „tankt“ weiterhin Feuchtigkeit (Abb. 12).

==Einzelnachweise==
<references />

==Weblinks==
*Kasang, D. & F. Wachsmann (2018): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/wp-content/uploads/pdf/de/extremereignisse/warnsignal_klima-extremereignisse-kapitel-5_2.pdf Tropische Wirbelstürme unter besonderer Berücksichtigung von Hurrikanen.] In: Lozán, J.L., S.-W. Breckle, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (Hrsg.): Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 207-212. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.30.
*[https://scnat.ch/de/uuid/i/dc9f9b6a-f887-5934-b561-d0e76ea6597b-Verstärkt_die_globale_Erwärmung_Wirbelstürme Verstärkt die globale Erwärmung Wirbelstürme?] Climate Press Nr. 23

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]]
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264762/035fd2a5c1f5227daae4929745f0d711/2009-hurrikans-data.pdf '''globalen Daten'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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Hier finden Sie eine [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane im Klimawandel] Wie beeinflusst der Klimawandel die Hurrikane im Nordatlantik? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane] Über den Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Ausbreitung bzw. Häufigkeit von Hurrikanen (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265474/5b509c88ee059ab5addf8d28421f5c77/2007-hurrikans-data.pdf Hurrikans] Wie ändert sich Anzahl und Stärke von Hurrikans? (Johanneum zu Lübeck, Lübeck)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265354/786fb201651b5dc750345dfb6be32bf0/2018-new-york-meeresspiegelanstieg-data.pdf Die Gefährdung New Yorks] Die Gefährdung New Yorks durch den Meeresspiegelanstieg und Hurrikane (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)

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==Literatur==
*Kasang, D. (2011): Tropische Wirbelstürme, in: Lozán, J.L., u.a. (Hrsg): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken, Hamburg 2011, 144-148; aktualisierte Fassung [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/die-meere/kapitel-3-6-tropische-wirbelstuerme/ online]

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|ähnlich wie=Außertropische Stürme
|Teil von=Tropische Wirbelstürme
|beeinflusst von=ENSO-Folgen: Nordamerika
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_778/ Tropischer Wirbelsturm] Lernmodul über die Entstehung tropischer Wirbelstürme
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Aktuelle Klimaänderungen, Erwärmung des Ozeans, ENSO-Folgen, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]

Hurrikane im Atlantik

2024-08-26T09:40:23Z

Anja: /* Die Hurrikan-Saison 2017 */

[[Datei:Katrina SST 27.8.2005.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Hurrikan Katrina am 27.8.2005. Meeresoberflächentemperaturen (SST vom 25.-27.8.2005) vor dem Auftreffen auf Land von Hurrikan Katrina.]]
Von allen Wetterextremen besitzen [[tropische Wirbelstürme]] die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im nördlichen Atlantik und östlichen Pazifik heißen sie Hurrikane, im [[Taifune im Nordwest-Pazifik|westlichen Pazifik Taifune]], im nördlichen Indischen Ozean Zyklone.

== Namen und Zugbahnen ==
Wie die [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebiete]] in den mittleren Breiten werden auch Hurrikane mit Vornamen versehen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen den Wetterdiensten und Behörden in verschiedenen Ländern und in der Schifffahrt. Seit 1953 werden alle Hurrikane im Atlantik nach einer [https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-risk-reduction/tropical-cyclones/Naming Liste] benannt, die von einem internationalen Komitee der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) erstellt wird. Auf der Liste stehen für jede Hurrikan-Saison 21 alphabetisch angeordnete weibliche und männliche Vornamen, die sich alle 6 Jahre wiederholen. Sollte es in einer Saison mehr als 21 Hurrikane geben, werden die folgenden nach griechischen Buchstaben benannt (Alpha, Beta, Gamma usw.). Das war bisher nur zweimal der Fall, 2005 und 2020.
[[Datei:Hurricane tracks september.jpg|thumb|420 px|Abb.2: Typische Zugbahnen von Hurrikanen im September]]

Die Hurrikane des Nordatlantiks bewegen sich auf Zugbahnen vom mittleren Atlantik oder der östlichen Karibik nach Westen und Norden Richtung Mittelamerika bzw. den Süden der USA. Im Südatlantik gibt es so gut wie keine Hurrikane, da dort zu geringe Meeresoberflächentemperaturen herrschen. Der Ursprung der atlantischen Hurrikane liegt zumeist in der [[Passat|Passatzone]] über dem äquatorialen Afrika, wo sich im tropischen Klima Gewitterzellen bilden, nach Westen driften und als kleine Tiefdruckgebiete den Atlantik erreichen. Vorläufer der Gewitterstörungen sind oft Luftströmungen über dem Golf von Aden, die über das äthiopische Hochland und dann über Westafrika Richtung Atlantik ziehen.<ref name="NASA 2004">[https://svs.gsfc.nasa.gov NASA] Scientific Visualization Studio (2004): [https://svs.gsfc.nasa.gov/2987/ Hurricane Isabel Genesis]</ref> Hurrikane selbst entstehen aus solchen Tiefs zumeist über dem mittleren und westlichen Atlantik oder der Karibik und dem Golf von Mexiko (Abb. 2).

== Hurrikan-Saison ==
[[Datei:Hurricanes tropical-storms.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Anzahl von Hurrikanen (gelb, ab 116 km/h) und Tropischen Stürmen (rot, 56-117 km/h) nach Jahreszeit in 100 Jahren.]]
Die offizielle Hurrikan-Saison im Nordatlantik reicht vom 1. Juni bis zum 30. November. Der Höhepunkt liegt zwischen Mitte August und Ende Oktober. Im Spätsommer ist die Differenz zwischen den Meeresoberflächentemperaturen und den Temperaturen in der oberen Troposphäre am größten, wodurch der Auftrieb der warmen Luft und die Kondensation in der Höhe verstärkt wird. Von Mitte August bis Mitte Oktober reicht der intensivste Teil der atlantischen Hurrikan-Saison, mit 87% der Tage mit [[Tropische Wirbelstürme#Klassifizierung|Hurrikanen der Kategorie]] 1 (mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 2 (ab 154 km/h) sowie 97% der Tage mit schweren Hurrikanen der Kategorien 3 (ab 178 km/h), 4 (ab 209 km/h) und 5 (ab 252 km/h). In dieser Zeit nimmt die starke Windscherung<ref name="Windscherung">Der Wechsel der Windrichtung und -stärke mit der Höhe, durch den die Entstehung von Hurrikanen stark behindert werden kann.</ref> vom Mai nach und nach ab, was die Entwicklung von Hurrikanen begünstigt. Die Ozean-Temperaturen steigen stark an, ebenso die [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] und die Luftfeuchtigkeit. Statistisch ist der 10. September der Höhepunkt der Hurrikan-Saison (Abb. 3). Ab Oktober fördern starke Höhenwinde die Windscherung, und Luft- und Wassertemperaturen nehmen wieder ab. Als Folge geht auch die Hurrikan-Aktivität zurück.<ref name="NOAA 2016">NOAA (2016): [https://www.noaa.gov/stories/peak-of-hurricane-season-why-now The peak of the hurricane season – why now?]</ref>

Seit dem Jahr 2000 gab es im tropischen Atlantik drei Hurrikan-Saisons, in denen besonders viele und intensive Hurrikane auftraten, von denen einige starke Zerstörungen bewirkten: 2005, 2017 und 2020. In allen drei Fällen schwächte sich ein El Niño ab und es entwickelten sich fast gleichzeitig mit den Hurrikanen La-Niña-Bedingungen. Während eines El Niños bilden sich über dem Atlantik stärkere Westwinde in der Höhe und stärkere Passate, wodurch die vertikale Windscherung verstärkt und die Hurrikan-Aktivität unterdrückt wird. La Niña besitzt eine entgegengesetzte Wirkung: Über der Karibik und dem westlichen tropischen Atlantik bildet sich ein Hochdruckrücken in der Höhe, wodurch schwächere Winde und eine geringe Windscherung auftreten, was die Entfaltung von Hurrikanen begünstigt.<ref name="NOAA 2014">NOAA; Climate.gov (2014): [https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/impacts-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a-hurricane-season Impacts of El Niño and La Niña on the hurricane season]</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2005 ===
[[Datei:Hurricanes2005 tracking.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Hurrikan-Zugbahnen in der Hurrikan-Saison 2005. Lila: schwere Hurrikane (Kategorie 3-5), rot: schwächere Hurrikane (1 und 2), gelb: tropische Stürme; die eingerahmten Ziffern verweisen auf die einzelnen tropischen Wirbelstürme (Namen in den Kästchen).]]
Die Hurrikan-Saison 2005 ist in erster Linie mit dem Namen des Kategorie-5-Hurrikans '''Katrina''' verbunden (Abb. 1). Katrina traf Ende August 2005 zunächst auf den Süden Floridas und richtete dann starke Schäden im Mississippi-Delta und New Orleans an und forderte zahlreiche Todesopfer. Durch einen Dammbruch wurde New Orleans zu 80 % unter Wasser gesetzt und weitgehend unbewohnbar, 1836 Menschen verloren ihr Leben<ref name="Knabb 2011">Knabb, R.D; J.R. Rhome, D.P. Brown (2005/2011): [https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL122005_Katrina.pdf Tropical Cyclone Report, Hurricane Katrina]</ref> und der Sachschaden belief sich auf 125 Milliarden US-Dollar, womit Katrina zum teuersten Hurrikan der USA wurde.<ref name="Wikipedia 2020a">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Atlantic_hurricane_records List of Atlantic hurricane records]</ref> Katrina war zwar der teuerste, aber nicht der stärkste Sturm der Saison. Mit einem Zentraldruck von nur 882 hPa erwies sich Hurricane Wilma als der bis dahin stärkste je gemessene atlantische Hurrikan. Wilma traf vor allem die Küste der Halbinsel Yucatán (Mexiko) und zog anschließend über den Süden Floridas.<ref name="Wikipedia 2020c">Wikipedia (zuletzt geändert 2020): [https://de.wikipedia.org/wiki/Hurrikan_Wilma Hurrikan Wilma]</ref>

Insgesamt ging das Jahr 2005 in die Geschichte als das Jahr der bis dahin mit Abstand stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik ein, mit 28 benannten tropischen Wirbelstürmen (ab 64 km/h) und 15 Hurrikanen, wovon sieben der Kategorie 3-5 und vier der Kategorie 5 angehörten (Abb. 4).<ref name="Wikipedia 2020b">Wikipedia (2020): List of Atlantic hurricane season, https://en.wikipedia.org/wiki/2005_Atlantic_hurricane_season</ref><ref name="Wikipedia 2020a" /> Damit brach 2005 den Rekord von 1933, als 21 tropische Wirbelstürme über den tropischen Nordatlantik zogen. Die Gründe für die starke Hurrikan-Saison lagen vor allem in den außergewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen in der Karibik und dem tropischen Atlantischen Ozean, die mit bis zu 30 °C und mehr Rekordwerte erreichten (Abb. 1). Die Temperaturen im Atlantik lagen ca. 1 °C über dem langjährigen Mittel.<ref name="Beven 2008">Beven, J.L; L.A. Avila, E.S. Blake, et al. (2008): [https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/136/3/2007mwr2074.1.xml Atlantic Hurricane Season of 2005]. Monthly Weather Review. 136 (3): 1109–1173. doi:10.1175/2007MWR2074.1</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2017 ===
[[Datei:Hurricane-Harvey-rainfall.png|thumb|420 px|Abb. 5: Hurrikan Harvey: Gesamtniederschlag 25.-30.8.2017 in Inches (1 Inch = 25,4 mm).]]
Die atlantische Hurrikan-Saison 2017 war bestimmt durch zwei sehr starke Hurrikane der Kategorie 5 (Irma und Maria) und vier weitere Hurrikane der Kategorie 3 und 4 (Lee und Ophelia sowie Harvey und Jose). Insgesamt erreichten von 17 benannten tropischen Wirbelstürmen 10 die Stärke eines Hurrikans. Damit lag 2017 deutlich über dem Mittel der Jahre 1981-2010 mit 6,4 Hurrikanen und 2,7 schweren Hurrikanen, und das Jahr stand bei der Anzahl an schweren Hurrikanen an dritter Stelle der bis dahin erfolgten Messungen. Gemessen an dem ACE-Index, der die Hurrikan-Anzahl, ihre Lebensdauer und ihre Intensität berücksichtigt, übertraf 2017 den Mittelwert von 1981-2010 um das Doppelte. Daran waren vor allem die beiden Kategorie-5-Hurrkane Irma und Maria beteiligt.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/tropical-cyclones/201713 Hurricanes and tropical Storms]</ref>

[[Datei:Harvey SST Aug.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Meeresoberflächentemperaturen während Hurrikan Harvey im August 2017 in °C.]]
2017 war zudem mit 265 US$ die teuerste Hurrikan-Saison für die USA. Die Schäden gingen vor allem von den drei schweren Hurrikanen Harvey, Irma und Maria aus. Der Schaden durch den Hurrikan Harvey von 125 Mrd. US$ wurde in den USA nur durch Katrina im Jahr 2005 übertroffen. Die Zerstörungen von Sachwerten waren weniger durch die Windstärke des Kategorie-4-Hurrikans Harvey verursacht als durch die gewaltigen Regenfälle, die über die texanische Küstenstadt Houston und Umgebung niedergingen, als Harvey auf Land traf (Abb. 5). Die katastrophalen Überschwemmungen zerstörten 9000 Wohnstätten und beschädigten weitere 185 000.<ref name="Wang 2018">Wang, S.-Y. S., Zhao, L., Yoon, J.-H., Klotzbach, P., & Gillies, R. R. (2018). Quantitative attribution of climate effects on Hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environmental Research Letters, 13, 5. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabb85</ref> Aber auch Maria verursachte vor allem auf Puerto Rico und den US-amerikanischen Jungferninseln einen Schaden von über 90 Mrd. US$. Neben den hohen Sachschäden verloren mindestens 68 Menschen in Texas durch Harvey ihr Leben.<ref name="WMO 2018">WMO (2018): [https://wmo.int/media/wmo-hurricane-committee-reviews-devastating-2017-season-retires-names#:~:text=The%20extremely%20active%202017%20Atlantic,lives%20of%20millions%20were%20impacted. Hurricane Committee reviews devastating 2017 season]</ref>

Der Hurrikan '''Harvey''' wurde wegen seiner ungewöhnlich hohen Niederschläge Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei stand die Frage im Mittelpunkt, wie stark die globale Erwärmung daran beteiligt war. In der Nähe von Houston wurde ein Niederschlag von 1043 mm in drei Tagen gemessen, ein Ereignis, das nach Oldenborgh et al. (2017) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nur einmal in 9000 Jahren vorkommen sollte.<ref name="Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., et al (2017): Attribution of extreme rainfall from Hurricane Harvey, August 2017 Environ. Res. Lett. 12 124009</ref> Ein so hoher Niederschlag sei nach Modell-Berechnungen durch den anthropogenen Klimawandel drei Mal wahrscheinlicher geworden. Allgemein nehmen die Niederschläge allein durch die Erwärmung der Atmosphäre zu, weil der Wasserdampfgehalt der Luft nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung um 7% pro Grad Erwärmung steigt. Hurrikan Harvey hat dagegen durch die Wasserdampfzufuhr vom Meer nach Wang et al. (2018) eine Zunahme der Regenfälle um 20% erzeugt.<ref name="Wang 2018" />

Ein anderer Faktor, der durch die globale Erwärmung beeinflusst wird, ist die Wassertemperatur in den Entstehungsgebieten der Hurrikane. Der Wärmegehalt in der oberen Wasserschicht des Golfs von Mexiko erreichte 2017 Rekordwerte. Die [[Meeresoberflächentemperatur]] lag bei über 30 °C (Abb. 6). Im Zusammenspiel mit der stark erwärmten Atmosphäre führte das zu einer intensiven [[Verdunstung]]. In der Höhe kam es zu starken [[Kondensation|Kondensationsprozessen]] und ergiebigen Niederschlägen. Aufgrund der großen Ausdehnung von Harvey und seiner langsamen Vorwärtsbewegung kam es über mehrere Tage zu der Situation, dass Harvey z.T. über dem Meer lag und dort erhebliche Wassermassen durch Verdunstung aufnahm, die über einen anderen Teil des Hurrikans als heftige Niederschläge über dem Land niedergingen.<ref name="Trenberth 2018">Trenberth, K. E., Cheng, L., Jacobs, P., Zhang, Y., & Fasullo, J. (2018): Hurricane Harvey links to ocean heat content and climate change adaptation. Earth’s Future, 6, 730–744. https://doi.org/10.1029/2018EF000825</ref>

[[Datei:Hurricane Ophelia Ireland.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Ex-Hurrikan Ophelia über Irland am 16.10.2017]]
Ein weiterer besonderer Hurrikan der Saison 2017 war '''Ophelia''' (Abb. 7) Der Deutsche Wetterdienst nannte ihn einen "Hurrikan für die Geschichtsbücher".<ref name="DWD 2017">DWD (2017): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/10/15.html Ophelia - Ein Hurrikan für die Geschichtsbücher]</ref> Ophelia erreichte nicht nur als zehnter aufeinanderfolgender Hurrikan in einer Saison einen neuen Rekord in der Satellitenära, sondern entstand auch außergewöhnlich weit nordöstlich von den üblichen Hurrikan-Entstehungsgebieten im subtropischen Atlantik westlich der Azoren. Der ungewöhnliche Entstehungsort hatte zur Folge, dass Ophelia nicht mit den [[Passat|Passatwinden]] nach Westen driftete, sondern sich nach Nordosten Richtung Europa bewegte. Zunächst als außertropisches Tiefdruckgebiet entstanden, entwickelte sich Ophelia schnell zum Hurrikan der Kategorie 3, was in dieser Region in der Nähe der Azoren noch nie beobachtet wurde. Auf dem weiteren Weg Richtung Irland wandelte sich Ophelia zu einem außertropischen Orkantief mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h, richtete auf der irischen Insel starke Verwüstungen an und forderte dort drei Todesopfer.

Eine Ursache der starken Hurrikan-Saison war das Fehlen von [[ENSO|El-Niño-Bedingungen]] im tropischen Pazifik und die beginnende Entwicklung einer La Niña gegen Ende des Jahres. Dadurch gab es allenfalls schwache vertikale Scherwinde<ref name="Windscherung" />, wodurch günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hurrikanen im Atlantik vorlagen.<ref name="NOAA 2017" /> Andere natürliche Schwankungen spielten eine ebenso wichtige, wenn nicht sogar wichtigere Rolle. So wurden die hohen [[Meeresoberflächentemperatur|Meeresoberflächentemperaturen]] im Hauptentstehungsgebiet gerade der starken Hurrikane 2017 primär durch die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Wassertemperaturen über Jahre und Jahrzehnte im tropischen Atlantik.<ref name="Lim 2018">Lim, Y.K., S.D. Schubert, R. Kovach, et al. (2018): The Roles of Climate Change and Climate Variability in the 2017 Atlantic Hurricane Season. Sci Rep 8, 16172 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-34343-5</ref> Aber auch die Zunahme der [[Treibhausgase|anthropogenen Treibhausgase]] hat zu der höheren Meeresoberflächentemperatur beigetragen. Insgesamt wurde die erhöhte Aktivität starker Hurrikane 2017 nach Murakami et al. (2018) hauptsächlich durch die höhere Meeresoberflächentemperatur in der Hauptentwicklungsregion der Hurrikane verursacht, eher als durch die moderaten [[ENSO|La-Niña-Bedingungen]].<ref name="Murakami 2018">Murakami, H., E. Levin, T.L. Delworth, R. Gudgel, and P.-C. Hsu (2018): Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence. Science, 362, 794–799, https://doi.org/10.1126/science.aat6711.</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2020 ===

Nur drei Jahre nach der verheerenden Hurrikan-Saison 2017 erlebte der tropische Atlantik im Jahr 2020 ein neues Hurrikan-Rekordjahr, das in mancher Hinsicht auch 2005 noch übertraf. So gab es 2020 sogar 30 benannte Stürme, so viel wie nie seit Beginn der Beobachtungen, gegenüber 28 im Jahr 2005 und 17 in 2017. Das zweite Mal (nach 2005) musste in der Hurrikan-Zählung zur Benennung der tropischen Stürme auf das griechische Alphabet zurückgegriffen werden, weil die 21 Namen des lateinischen Alphabets nicht ausreichten. Das war bei 9 benannten Stürmen der Fall, gegenüber 7 im Jahr 2005. 13 Stürme erreichten die Stärke von Hurrikanen (Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 6 die von schweren Hurrikanen (Kategorie 3-5 mit Windgeschwindigkeiten ab 178 km/h). Zum ersten Mal entstanden mit Eta und Iota zwei schwere Hurrikane im November, dem letzten Monat der Hurrikan-Saison, Iota sogar als ein Hurrikan der Kategorie 5.<ref name="WMO 2020">WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

Die schweren Hurrikane Laura (Kategorie 4) und Eta (Kategorie 4) richteten wahrscheinlich mit 14,1 Mrd. US$ und 6,7 Mrd. US$ die stärksten Zerstörungen an. Betroffen waren vor allem die Antillen, die Halbinsel Yucatán und die südlichen Vereinigten Staaten. Laura fielen 77 und Eta 189 Menschen zum Opfer. Auch der späte Kategorie-5-Hurrikan Iota verursachte rund 60 Todesopfer. Insgesamt belief sich die Zahl der Toten auf über 400.<ref name="Wikipedia 2020">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Atlantic_hurricane_season 2020 Atlantic hurricane season]</ref> Die Daten sind jedoch als vorläufig anzusehen. Eine endgültige Auswertung dieser Hurrikan-Saison steht noch aus.

Als Gründe für die außergewöhnlich aktive Hurrikan-Saison 2020 wird von der amerikanischen Wetterbehörde NOAA die Atlantische Multidekaden Schwankung (AMO) genannt, die sich seit 1995 in einer warmen Phase befindet. Verbunden damit sind hohe Meeresoberflächentemperaturen und schwächere Windscherungen. An letzteren waren auch beginnende La-Niña-Bedingungen beteiligt. Eine andere Besonderheit sind außerdem Hurrikane, die sich einerseits sehr langsam vorwärtsbewegen und andererseits sehr schnell intensivieren und in den letzten Jahrzehnten zunehmend auftraten. Das traf 2020 außer auf Eta und Iota auch auf andere Hurrikane zu, die dadurch, dass sie längere Zeit mit hohen Sturmstärken am selben Ort verharrten, sehr starke Zerstörungen durch Winde, Sturmfluten und Niederschläge anrichteten. Bei diesem Phänomen weisen Experten auf den Einfluss des Klimawandels hin.<ref>Nach WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

[[Datei:AdjustedTCCount 1878-2008.png|thumb|420 px|Abb. 8: Jährliche tropische Wirbelstürme im tropischen N-Atlantik 1878-2010. Stürme von weniger als 2 Tagen wurden ausgelassen und Stürme, die vor der Satellitenbeobachtung nicht erfasst wurden, hinzugefügt (s. Text). Rote Linie: Jahresmittel, schwarze Linie: 5-Jahresmittel, blaue Linie: Durchschnitt der Periode 1878-2008 ]]
[[Datei:Hurricanes Storms1950-2019.jpg|thumb|420 px|Abb. 9: Benannte tropische Stürme, Hurrikane und starke (Kategorie 3-5) Hurrikane]]

==Änderung der Hurrikan-Aktivität==
Die historischen Daten über die Anzahl tropischer Wirbelstürme bzw. Hurrikane während des letzten Jahrhunderts zeigen einen deutlichen Aufwärtstrend, der mit der zunehmenden Meeresoberflächentemperatur korreliert ist. Überlagert wird dieser Trend einerseits von starken Schwankungen von Jahr zu Jahr, andererseits von deutlichen Dekaden-Schwankungen. So war die Zeit zwischen 1910 und 1930 ausgesprochen ruhig, während die Hurrikan-Aktivität in den 1940ern bis 1960ern deutlich zugenommen hat. Über den gesamten Zeitraum 1878-2006 wurde ein Trend von +3,84 Stürme pro 100 Jahre geschätzt. Beginnt man die Zählung bei 1900 ergibt sich sogar ein Trend von +6 Stürmen pro 100 Jahre.<ref name="Vecchi 2008">Vecchi, G. A. & Knutson, T. R. (2008): On estimates of historical North Atlantic tropical cyclone activity. Journal of Climate 21, 3580–3600</ref>

Ein erheblicher Teil der Zunahme der Sturmhäufigkeit ist jedoch künstlich bedingt durch eine Veränderung in den Beobachtungsmethoden. Vor 1944 wurden die Stürme durch Schiffe oder durch das Zählen der auf Land treffenden Stürme erfasst. Nach dem 2. Weltkrieg kamen Beobachtungen durch Flurzeuge und erst ab Ende der 1960er Jahre durch Satelliten hinzu. Auf den Schiffsrouten über den Atlantik wurden vor allem die kleineren Stürme von weniger als zwei Tagen Dauer nicht erfasst. Auch entgingen der Beobachtung von Schiffen und von Land zahlreiche Hurrikane auf hoher See. Diese und die kleineren Stürme gingen aber später in die flächendeckenden Satelliten-Daten ein, wodurch die Gesamtzahl der Hurrikane allein durch die neue Beobachtungsmethode zunahm. Nach einer Anpassung der Daten durch Hinzufügen der geschätzten „fehlenden“ Stürme zeigt die Gesamtzahl aller Hurrikane nur noch einen sehr geringen positiven Trend zwischen 1878 und 2006, der sich kaum von Null unterscheidet (Abb. 8). Eine leichte Abnahme zeigt sich bei den auf Land treffenden Hurrikanen in den USA, die historisch relativ gut dokumentiert sind.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): Global Warming and Hurricanes. An Overview of Current Research Results, https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/#wmo-expertteam-2010-assessment-of-tropical-cyclones-and-climate-change</ref>

Die korrigierten Daten zeigen Ende des 19. Jahrhunderts eine relativ hohe Anzahl an Hurrikanen, worauf bis ca. 1930 eine Abnahme folgt. Zwischen 1930 und den 1950er Jahren ist die Hurrikan-Anzahl wieder relativ hoch, bleibt aber dann zwischen 1960 und den 1980er Jahren unter dem Durchschnitt der Periode 1878-2008. Seit den 1990er Jahre folgt ein erneuter Anstieg der Zahl der Hurrikane. Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Murakami 2020">Murakami, H., T.L. Delworth, W. Cooke, M. Zhao, B. Xiang & P.-C. Hsu (2020): Detected climatic change in global distribution of tropical cyclones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(20), 10706–10714. https://doi.org/10.1073/pnas.1922500117</ref> der globalen Trends der Hurrikan-Zahl in den letzten vier Jahrzehnten zeigt für den Atlantik im Gegensatz etwa zum westlichen und östlichen Pazifik ebenfalls eine klare Zunahme. Die letzten 25 Jahre im tropischen Nordatlantik waren sowohl bei den tropischen Stürmen insgesamt wie bei den schwachen und starken Hurrikanen die aktivste Periode seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Auch die Intensität der Hurrikane und vor allem die Intensität der stärksten Hurrikane ab Kategorie 3 ("major hurricanes") haben zugenommen (Abb. 9).<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.6.3, 14.6.1</ref><ref name="Walsh 2016">Walsh, K. J., J. Mcbride, P. J. Klotzbach, S. Balachandran, S. J. Camargo, G. Holland, Th. R Knutson, J. Kossin, T-C Lee, A. Sobel & M. Sugi (2016): Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: ClimateChange, 7(1), DOI:10.1002/wcc.371.</ref>

==Die Ursachenfrage==
Die Zeitserie der Hurrikane zeigt starke jährliche und deutliche Dekadenschwankungen, jedoch keinen klaren langfristigen Trend, der mit dem der globalen Mitteltemperatur vergleichbar wäre. Es ist daher davon auszugehen, dass neben der globalen Erwärmung auch andere Ursachen für die langfristige Entwicklung der Hurrikan-Aktivität eine Rolle spielen. Die wichtigsten Faktoren, die tropische Hurrikane beeinflussen, sind bekannt. Günstige Bedingungen sind hohe Temperaturen in der oberen Ozeanschicht, eine instabile Atmosphäre (d.h. große Temperaturunterschiede zwischen unterer und höherer Atmosphäre) mit hohem Wasserdampfgehalt in der mittleren Troposphäre und schwache vertikale Scherwinde. Wie sich diese Faktoren verändern und welche dominieren, ist weniger bekannt. Und vor allem ist umstritten, welche Ursachen dafür in welchem Ausmaß anzunehmen sind. In Konkurrenz stehen dabei Klimaänderungen durch den Menschen durch anthropogene Treibhausgase und Aerosole sowie natürliche Schwankungen.

[[Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg|thumb|420 px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik 1900 bis 2020]]
===Meeresoberflächentemperatur===

Wie der Blick auf die starken Hurrikan-Saisons im 21. Jahrhundert gezeigt hat, war daran auch immer eine hohe Meeresoberflächentemperatur beteiligt. Die tropische Meeresoberflächentemperatur im Atlantik ist in den letzten 100 Jahren deutlich stärker angestiegen als in den anderen Ozeanen. Dabei lassen sich grob drei Phasen unterscheiden (Abb. 10): ein starker Anstieg von 1900 bis ca. 1940, dann ein leichter Abfall der Temperatur bis ca. 1980 und danach wieder ein deutlicher Anstieg. Wenn auch nicht die Anzahl, so kann nach Elsner et al. (2008) die Intensität tropischer Zyklonen auf eine steigende Wassertemperatur zurückgeführt werden. Höhere Wassertemperaturen fördern die Verdunstung und den Wasserdampfgehalt der darüber liegenden Atmosphäre und damit die Dynamik von Hurrikanen.
[[Datei:SST Golf von Mexiko.jpg|thumb|320 px|Abb. 11: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August]]

Blickt man auf den Verlauf der Temperaturänderung im Atlantik (Abb. 10) oder im Golf von Mexiko (Abb. 11), so fällt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Verlauf der globalen Mitteltemperatur auf. Letztere wird insgesamt auf den Anstieg anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre zurückgeführt. Allerdings ist die leichte Temperaturabnahme seit den 1950er bis zu den 1970er Jahren, die sich auch bei den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik wiederfindet, damit nicht zu erklären, da die Treibhausgaskonzentrationen kontinuierlich ansteigen. Diese Temperaturdelle wird von der Forschung durch die zunehmende Belastung der Atmosphäre durch [[Sulfataerosole]] infolge der schmutzigen Industrialisierung nach dem 2. Weltkrieg in den westlichen Industriestaaten erklärt. Die Luftreinhaltepolitik ab den 1980er Jahren habe dann zu einem Wiederanstieg der globalen Mitteltemperatur geführt. Auf diesem Hintergrund liegt es nahe, auch für die Abnahme der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik die Aerosolbelastung verantwortlich zu machen.

===Aerosole und Klimaschwankungen===
So führen Dunstone et al. (2013)<ref name="Dunstobe 2013">N. J. Dunstone, D. M. Smith, B. B. B. Booth, L. Hermanson, R. Eade (2013): Anthropogenic aerosol forcing of Atlantic tropical storms. Nat. Geosci. 6, 534–539</ref> kühlere Meeresoberflächentemperaturen und damit schwächere Perioden der Hurrikan-Aktivität in den 1970er und 1980er Jahren im Atlantik hauptsächlich auf eine zunehmende Aerosolkonzentration durch die Emissionen westlicher Industriestaaten zurück. Aerosole reflektieren Sonnenstrahlung und bewirken so eine Abkühlung der Atmosphäre wie der Wassertemperaturen der Ozeane. Die anschließenden wärmeren Wassertemperaturen und starken Hurrikan-Jahre werden mit der Luftreinhaltepolitik begründet. Auch für die nächsten Jahrzehnte sei mit einer Aerosol-Abnahme zu rechnen und daher mit entsprechend stärkeren Hurrikan-Aktivitäten. Die Bedeutung der Aerosole wird allerdings im Laufe des 21. Jahrhunderts zunehmend von der der Treibhausgase abgelöst. Spätere Untersuchungen haben den Aerosol-Einfluss auf die Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1970er Jahren auf ca. 25% quantifiziert.<ref name="Knutson 2019">Knutson, T., S.J. Camargo, J.C.L. Chan, et al. (2019): Tropical cyclones and climate change assessment: Part I. Detection and attribution. BAMS 100, 1987–2007</ref>

Da die Aerosolkonzentration über dem Nordatlantik auch nach 2005 weiter abgenommen habe, die Anzahl der starken Hurrikane aber nicht zugenommen, sondern zurückgegangen sei, halten Yan et al. (2018)<ref name="Yan 2018">Yan, Zhang, and Knutson (2018): The role of Atlantic overturning circulation in the recent decline of Atlantic major hurricane frequency, Nature Communications, 2018, 8, 1695, DOI: 10.1038/s41467-017-01377-8</ref> die Aerosol-These für unzutreffend. Sie sehen die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur über den Zeitraum 2005-2015 primär durch die [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation]] (AMOC) bestimmt. Sowohl Modellsimulationen wie Beobachtungen zeigten eine Abschwächung der Meeresoberflächenströmung vom Golf von Mexiko Richtung Nordatlantik, von der der Golf- und Nordatlantikstrom wichtige Teile sind. Das habe Auswirkungen sowohl auf die Meeresoberflächentemperatur als auch auf die Windscherung. Tatsächlich zeigt die Abb. unten, dass die natürlichen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Atlantik (der Atlantischen Multidekaden-Oszillation, AMO) weitgehend mit der Zahl der tropischen Wirbelstürme korrelieren. Die AMO wiederum wird nach Yan et al. (2017) wesentlich von der Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation beeinflusst.

Die Rolle der anthropogenen Aerosole für die Zunahme der tropischen Wirbelstürme seit 1980 bleibt allerdings weiterhin Gegenstand der Forschung. So wird in aktuellen Studien die gegensätzliche Entwicklung der Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik und westlichen Nordpazifik teilweise durch den unterschiedlichen Effekt anthropogener Aerosole begründet<ref name="Camargo 2023">Camargo, S.J., H. Murakami, N. Bloemendaal et al. (2023): [https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2023.10.001 An Update on the Influence of Natural Climate Variability and Anthropogenic Climate Change on Tropical Cyclones], Tropical Cyclone Research and Review</ref> und die atlantische Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1980er Jahren weitgehend durch die Abnahme der Aerosolbelastung infolge der Luftreinhaltepolitik in Europa und den USA erklärt. In Ost- und Südasien hat dagegen die Aerosolbelastung durch die anlaufende Industrialisierung seit den 1980er Jahren stark zugenommen, wodurch die Aktivität tropischer Wirbelstürme unterdrückt wurde,<ref name="Murakami 2022">Murakami, H. (2022): [https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9493 Substantial global influence of anthropogenic aerosols on tropical cyclones over the past 40 years]. Sci. Adv., 8, eabn9493</ref> da Aerosole einen abkühlenden Effekt besitzen und damit auch die Meeresoberflächentemperaturen verringern.

===Einfluss des Klimawandels?===
Eine einfache Beziehung besteht zwischen der Zunahme der Hurrikan-Zahl in den letzten 30-40 Jahren und dem Einfluss des Menschen auf das Klima jedenfalls nicht. Man muss davon ausgehen, dass die Veränderungen der Hurrikane-Aktivität durch eine Vielzahl von anthropogenen und natürlichen Faktoren bestimmt werden. Das gilt nicht nur für die bloße Anzahl von tropischen Wirbelstürmen im Nordatlantik, sondern auch für andere Faktoren. So wurde in letzter Zeit beobachtet, dass Hurrikane sich zunehmend schneller intensivieren. Hurrikane der Kategorie 1 haben sich etwa häufiger als früher in wenigen Tagen zu Hurrikanen der Kategorie 5 entwickelt. Auch der Anteil von starken Hurrikanen an allen Hurrikanen hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen.<ref name="Bhatia 2019">Bhatia, K. T. et al. (2019): Recent increases in tropical cyclone intensification rates. Nat. Commun. 10, 3942</ref> Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Kossin 2020">Kossin, J.P., K.R. Knapp, T.L. Olander, C.S. Velden (2020): Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, Proc Natl Acad Sci USA., https://doi.or/0.107/nas.1920849117</ref> über die letzten ca. 40 Jahre, bzw. des Satellitenzeitalters, stellt eine klare Veränderung zu einer größeren Intensität von Hurrikanen fest. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von schweren (Kategorie 3-5) Hurrikanen hat sich demnach global um 8%, im Nordatlantik sogar um 49% pro Jahrzehnt erhöht. Die Ursachen werden sowohl in natürlichen Schwankungen wie der [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|AMOC]] als auch in anthropogenen [[Aerosole|Aerosolen]] und [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] gesehen. Eine genaue Quantifizierung der jeweiligen Anteile sei jedoch nicht möglich. Zumindest ist es unwahrscheinlich, dass die Zunahme anthropogener Treibhausgase der dominierende Faktor ist. Im westlichen Nordpazifik, dem Hauptgebiet tropischer Zyklonen, seien keine signifikanten Änderungen des Auftretens schwerer tropischer Wirbelstürme festzustellen. Da die langlebigen und wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre gut durchmischt sind, müssten sie sich auch im westlichen Pazifik auswirken.<ref name="Kossin 2020" />

[[Datei:TC structure.jpg|thumb|420 px|Abb. 12: Ein Hurrikan beim Auftreffen auf Land. Ein Teil des Hurrikans liegt weiterhin über dem warmen Meer (orange). Die starke Verdunstung (Evaporation) lädt die Hurrikan-Luft mit Wasserdampf auf (dünne blaue Pfeile links). Die aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert und verursacht heftige Niederschläge (blaue dicke Pfeile und Tropfen rechts). Sturmfluten (Storm surge) und Niederschläge (Rainfall) führen zu Überschwemmungen (Flooding). ]]

Neben der Verstärkung von Hurrikanen spielen weitere Veränderungen bei der Frage nach einem anthropogenen Einfluss eine wichtige Rolle: die Verstärkung von Niederschlägen, die von Hurrikanen ausgehen, und die Verzögerung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land.<ref name="Kossin 2020" /> Als Beispiel für stärkere Niederschläge wurden u.a. die gewaltigen Niederschlagsmengen untersucht, die von Hurrikan Harvey 2017 über Houston niedergingen (s.o.). Damit in Verbindung wurden die hohen Ozeantemperaturen gebracht, die von manchen Autoren dem Klimawandel zugerechnet werden. Die Hurrikan-bedingten Niederschläge in der Region haben nach einigen Autoren durch die globale Erwärmung um bis zu 20% zugenommen. Andere fanden keine belastbaren Belege für einen anthropogenen Einfluss auf die Niederschlagszunahmen durch tropische Wirbelstürme.<ref name="Knutson 2019" /> Mit den höheren Niederschlägen in Verbindung steht eine beobachtete Verlangsamung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land. Normalerweise verlieren die Hurikane über Land schnell an Energie, da der Wasserdampfnachschub nachlässt. Nach Li & Chakraborty<ref name="Li 2020">Li, L.,& P. Chakraborty (2020): Slower decay of landfalling hurricanes in a warming world, Nature 587, 230-234, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2867-7</ref> hatte ein typischer Hurrikan in den 1960er Jahren beim Auftreffen auf Land innerhalb eines Tages 75% seiner Stärke verloren, gegenwärtig sind es nur noch 50%. Hauptgrund sei ein wärmerer Ozean und dadurch eine größere Wasserdampfmenge als Antrieb der Hurrikan-Intensität. Je mehr Wasserdampf ein Hurrikan aufgenommen hat, desto weniger verliert er an Stärke über Land. Die Folge sind höhere Niederschläge und heftigere Stürme über den betroffenen Landstrichen. Bei einem langsameren Hurrikan bleibt zudem ein Teil des Wirbelsturms auch nach dem Landfall länger über dem angrenzenden Meer und „tankt“ weiterhin Feuchtigkeit (Abb. 12).

==Einzelnachweise==
<references />

==Weblinks==
*Kasang, D. & F. Wachsmann (2018): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/wp-content/uploads/pdf/de/extremereignisse/warnsignal_klima-extremereignisse-kapitel-5_2.pdf Tropische Wirbelstürme unter besonderer Berücksichtigung von Hurrikanen.] In: Lozán, J.L., S.-W. Breckle, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (Hrsg.): Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 207-212. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.30.
*[https://scnat.ch/de/uuid/i/dc9f9b6a-f887-5934-b561-d0e76ea6597b-Verstärkt_die_globale_Erwärmung_Wirbelstürme Verstärkt die globale Erwärmung Wirbelstürme?] Climate Press Nr. 23

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]]
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264762/035fd2a5c1f5227daae4929745f0d711/2009-hurrikans-data.pdf '''globalen Daten'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane im Klimawandel] Wie beeinflusst der Klimawandel die Hurrikane im Nordatlantik? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane] Über den Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Ausbreitung bzw. Häufigkeit von Hurrikanen (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265474/5b509c88ee059ab5addf8d28421f5c77/2007-hurrikans-data.pdf Hurrikans] Wie ändert sich Anzahl und Stärke von Hurrikans? (Johanneum zu Lübeck, Lübeck)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265354/786fb201651b5dc750345dfb6be32bf0/2018-new-york-meeresspiegelanstieg-data.pdf Die Gefährdung New Yorks] Die Gefährdung New Yorks durch den Meeresspiegelanstieg und Hurrikane (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)

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==Literatur==
*Kasang, D. (2011): Tropische Wirbelstürme, in: Lozán, J.L., u.a. (Hrsg): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken, Hamburg 2011, 144-148; aktualisierte Fassung [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/die-meere/kapitel-3-6-tropische-wirbelstuerme/ online]

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{{#set:
ähnlich wie=Hitzewellen
|ähnlich wie=Außertropische Stürme
|Teil von=Tropische Wirbelstürme
|beeinflusst von=ENSO-Folgen: Nordamerika
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_778/ Tropischer Wirbelsturm] Lernmodul über die Entstehung tropischer Wirbelstürme
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Aktuelle Klimaänderungen, Erwärmung des Ozeans, ENSO-Folgen, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]

Hurrikane im Atlantik

2024-08-26T09:36:49Z

Anja: /* Die Hurrikan-Saison 2005 */

[[Datei:Katrina SST 27.8.2005.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Hurrikan Katrina am 27.8.2005. Meeresoberflächentemperaturen (SST vom 25.-27.8.2005) vor dem Auftreffen auf Land von Hurrikan Katrina.]]
Von allen Wetterextremen besitzen [[tropische Wirbelstürme]] die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im nördlichen Atlantik und östlichen Pazifik heißen sie Hurrikane, im [[Taifune im Nordwest-Pazifik|westlichen Pazifik Taifune]], im nördlichen Indischen Ozean Zyklone.

== Namen und Zugbahnen ==
Wie die [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebiete]] in den mittleren Breiten werden auch Hurrikane mit Vornamen versehen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen den Wetterdiensten und Behörden in verschiedenen Ländern und in der Schifffahrt. Seit 1953 werden alle Hurrikane im Atlantik nach einer [https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-risk-reduction/tropical-cyclones/Naming Liste] benannt, die von einem internationalen Komitee der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) erstellt wird. Auf der Liste stehen für jede Hurrikan-Saison 21 alphabetisch angeordnete weibliche und männliche Vornamen, die sich alle 6 Jahre wiederholen. Sollte es in einer Saison mehr als 21 Hurrikane geben, werden die folgenden nach griechischen Buchstaben benannt (Alpha, Beta, Gamma usw.). Das war bisher nur zweimal der Fall, 2005 und 2020.
[[Datei:Hurricane tracks september.jpg|thumb|420 px|Abb.2: Typische Zugbahnen von Hurrikanen im September]]

Die Hurrikane des Nordatlantiks bewegen sich auf Zugbahnen vom mittleren Atlantik oder der östlichen Karibik nach Westen und Norden Richtung Mittelamerika bzw. den Süden der USA. Im Südatlantik gibt es so gut wie keine Hurrikane, da dort zu geringe Meeresoberflächentemperaturen herrschen. Der Ursprung der atlantischen Hurrikane liegt zumeist in der [[Passat|Passatzone]] über dem äquatorialen Afrika, wo sich im tropischen Klima Gewitterzellen bilden, nach Westen driften und als kleine Tiefdruckgebiete den Atlantik erreichen. Vorläufer der Gewitterstörungen sind oft Luftströmungen über dem Golf von Aden, die über das äthiopische Hochland und dann über Westafrika Richtung Atlantik ziehen.<ref name="NASA 2004">[https://svs.gsfc.nasa.gov NASA] Scientific Visualization Studio (2004): [https://svs.gsfc.nasa.gov/2987/ Hurricane Isabel Genesis]</ref> Hurrikane selbst entstehen aus solchen Tiefs zumeist über dem mittleren und westlichen Atlantik oder der Karibik und dem Golf von Mexiko (Abb. 2).

== Hurrikan-Saison ==
[[Datei:Hurricanes tropical-storms.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Anzahl von Hurrikanen (gelb, ab 116 km/h) und Tropischen Stürmen (rot, 56-117 km/h) nach Jahreszeit in 100 Jahren.]]
Die offizielle Hurrikan-Saison im Nordatlantik reicht vom 1. Juni bis zum 30. November. Der Höhepunkt liegt zwischen Mitte August und Ende Oktober. Im Spätsommer ist die Differenz zwischen den Meeresoberflächentemperaturen und den Temperaturen in der oberen Troposphäre am größten, wodurch der Auftrieb der warmen Luft und die Kondensation in der Höhe verstärkt wird. Von Mitte August bis Mitte Oktober reicht der intensivste Teil der atlantischen Hurrikan-Saison, mit 87% der Tage mit [[Tropische Wirbelstürme#Klassifizierung|Hurrikanen der Kategorie]] 1 (mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 2 (ab 154 km/h) sowie 97% der Tage mit schweren Hurrikanen der Kategorien 3 (ab 178 km/h), 4 (ab 209 km/h) und 5 (ab 252 km/h). In dieser Zeit nimmt die starke Windscherung<ref name="Windscherung">Der Wechsel der Windrichtung und -stärke mit der Höhe, durch den die Entstehung von Hurrikanen stark behindert werden kann.</ref> vom Mai nach und nach ab, was die Entwicklung von Hurrikanen begünstigt. Die Ozean-Temperaturen steigen stark an, ebenso die [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] und die Luftfeuchtigkeit. Statistisch ist der 10. September der Höhepunkt der Hurrikan-Saison (Abb. 3). Ab Oktober fördern starke Höhenwinde die Windscherung, und Luft- und Wassertemperaturen nehmen wieder ab. Als Folge geht auch die Hurrikan-Aktivität zurück.<ref name="NOAA 2016">NOAA (2016): [https://www.noaa.gov/stories/peak-of-hurricane-season-why-now The peak of the hurricane season – why now?]</ref>

Seit dem Jahr 2000 gab es im tropischen Atlantik drei Hurrikan-Saisons, in denen besonders viele und intensive Hurrikane auftraten, von denen einige starke Zerstörungen bewirkten: 2005, 2017 und 2020. In allen drei Fällen schwächte sich ein El Niño ab und es entwickelten sich fast gleichzeitig mit den Hurrikanen La-Niña-Bedingungen. Während eines El Niños bilden sich über dem Atlantik stärkere Westwinde in der Höhe und stärkere Passate, wodurch die vertikale Windscherung verstärkt und die Hurrikan-Aktivität unterdrückt wird. La Niña besitzt eine entgegengesetzte Wirkung: Über der Karibik und dem westlichen tropischen Atlantik bildet sich ein Hochdruckrücken in der Höhe, wodurch schwächere Winde und eine geringe Windscherung auftreten, was die Entfaltung von Hurrikanen begünstigt.<ref name="NOAA 2014">NOAA; Climate.gov (2014): [https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/impacts-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a-hurricane-season Impacts of El Niño and La Niña on the hurricane season]</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2005 ===
[[Datei:Hurricanes2005 tracking.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Hurrikan-Zugbahnen in der Hurrikan-Saison 2005. Lila: schwere Hurrikane (Kategorie 3-5), rot: schwächere Hurrikane (1 und 2), gelb: tropische Stürme; die eingerahmten Ziffern verweisen auf die einzelnen tropischen Wirbelstürme (Namen in den Kästchen).]]
Die Hurrikan-Saison 2005 ist in erster Linie mit dem Namen des Kategorie-5-Hurrikans '''Katrina''' verbunden (Abb. 1). Katrina traf Ende August 2005 zunächst auf den Süden Floridas und richtete dann starke Schäden im Mississippi-Delta und New Orleans an und forderte zahlreiche Todesopfer. Durch einen Dammbruch wurde New Orleans zu 80 % unter Wasser gesetzt und weitgehend unbewohnbar, 1836 Menschen verloren ihr Leben<ref name="Knabb 2011">Knabb, R.D; J.R. Rhome, D.P. Brown (2005/2011): [https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL122005_Katrina.pdf Tropical Cyclone Report, Hurricane Katrina]</ref> und der Sachschaden belief sich auf 125 Milliarden US-Dollar, womit Katrina zum teuersten Hurrikan der USA wurde.<ref name="Wikipedia 2020a">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Atlantic_hurricane_records List of Atlantic hurricane records]</ref> Katrina war zwar der teuerste, aber nicht der stärkste Sturm der Saison. Mit einem Zentraldruck von nur 882 hPa erwies sich Hurricane Wilma als der bis dahin stärkste je gemessene atlantische Hurrikan. Wilma traf vor allem die Küste der Halbinsel Yucatán (Mexiko) und zog anschließend über den Süden Floridas.<ref name="Wikipedia 2020c">Wikipedia (zuletzt geändert 2020): [https://de.wikipedia.org/wiki/Hurrikan_Wilma Hurrikan Wilma]</ref>

Insgesamt ging das Jahr 2005 in die Geschichte als das Jahr der bis dahin mit Abstand stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik ein, mit 28 benannten tropischen Wirbelstürmen (ab 64 km/h) und 15 Hurrikanen, wovon sieben der Kategorie 3-5 und vier der Kategorie 5 angehörten (Abb. 4).<ref name="Wikipedia 2020b">Wikipedia (2020): List of Atlantic hurricane season, https://en.wikipedia.org/wiki/2005_Atlantic_hurricane_season</ref><ref name="Wikipedia 2020a" /> Damit brach 2005 den Rekord von 1933, als 21 tropische Wirbelstürme über den tropischen Nordatlantik zogen. Die Gründe für die starke Hurrikan-Saison lagen vor allem in den außergewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen in der Karibik und dem tropischen Atlantischen Ozean, die mit bis zu 30 °C und mehr Rekordwerte erreichten (Abb. 1). Die Temperaturen im Atlantik lagen ca. 1 °C über dem langjährigen Mittel.<ref name="Beven 2008">Beven, J.L; L.A. Avila, E.S. Blake, et al. (2008): [https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/136/3/2007mwr2074.1.xml Atlantic Hurricane Season of 2005]. Monthly Weather Review. 136 (3): 1109–1173. doi:10.1175/2007MWR2074.1</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2017 ===
[[Datei:Hurricane-Harvey-rainfall.png|thumb|420 px|Abb. 5: Hurrikan Harvey: Gesamtniederschlag 25.-30.8.2017 in Inches (1 Inch = 25,4 mm).]]
Die atlantische Hurrikan-Saison 2017 war bestimmt durch zwei sehr starke Hurrikane der Kategorie 5 (Irma und Maria) und vier weitere Hurrikane der Kategorie 3 und 4 (Lee und Ophelia sowie Harvey und Jose). Insgesamt erreichten von 17 benannten tropischen Wirbelstürmen 10 die Stärke eines Hurrikans. Damit lag 2017 deutlich über dem Mittel der Jahre 1981-2010 mit 6,4 Hurrikanen und 2,7 schweren Hurrikanen, und das Jahr stand bei der Anzahl an schweren Hurrikanen an dritter Stelle der bis dahin erfolgten Messungen. Gemessen an dem ACE-Index, der die Hurrikan-Anzahl, ihre Lebensdauer und ihre Intensität berücksichtigt, übertraf 2017 den Mittelwert von 1981-2010 um das Doppelte. Daran waren vor allem die beiden Kategorie-5-Hurrkane Irma und Maria beteiligt.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/tropical-cyclones/201713 Hurricanes and tropical Storms]</ref>

[[Datei:Harvey SST Aug.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Meeresoberflächentemperaturen während Hurrikan Harvey im August 2017 in °C.]]
2017 war zudem mit 265 US$ die teuerste Hurrikan-Saison für die USA. Die Schäden gingen vor allem von den drei schweren Hurrikanen Harvey, Irma und Maria aus. Der Schaden durch den Hurrikan Harvey von 125 Mrd. US$ wurde in den USA nur durch Katrina im Jahr 2005 übertroffen. Die Zerstörungen von Sachwerten waren weniger durch die Windstärke des Kategorie-4-Hurrikans Harvey verursacht als durch die gewaltigen Regenfälle, die über die texanische Küstenstadt Houston und Umgebung niedergingen, als Harvey auf Land traf (Abb. 5). Die katastrophalen Überschwemmungen zerstörten 9000 Wohnstätten und beschädigten weitere 185 000.<ref name="Wang 2018">Wang, S.-Y. S., Zhao, L., Yoon, J.-H., Klotzbach, P., & Gillies, R. R. (2018). Quantitative attribution of climate effects on Hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environmental Research Letters, 13, 5. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabb85</ref> Aber auch Maria verursachte vor allem auf Puerto Rico und den US-amerikanischen Jungferninseln einen Schaden von über 90 Mrd. US$. Neben den hohen Sachschäden verloren mindestens 68 Menschen in Texas durch Harvey ihr Leben.<ref name="WMO 2018">WMO (2018): [https://public.wmo.int/en/media/news/wmo-hurricane-committee-reviews-devastating-2017-season-retires-names Hurricane Committee reviews devastating 2017 season]</ref>

Der Hurrikan '''Harvey''' wurde wegen seiner ungewöhnlich hohen Niederschläge Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei stand die Frage im Mittelpunkt, wie stark die globale Erwärmung daran beteiligt war. In der Nähe von Houston wurde ein Niederschlag von 1043 mm in drei Tagen gemessen, ein Ereignis, das nach Oldenborgh et al. (2017) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nur einmal in 9000 Jahren vorkommen sollte.<ref name="Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., et al (2017): Attribution of extreme rainfall from Hurricane Harvey, August 2017 Environ. Res. Lett. 12 124009</ref> Ein so hoher Niederschlag sei nach Modell-Berechnungen durch den anthropogenen Klimawandel drei Mal wahrscheinlicher geworden. Allgemein nehmen die Niederschläge allein durch die Erwärmung der Atmosphäre zu, weil der Wasserdampfgehalt der Luft nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung um 7% pro Grad Erwärmung steigt. Hurrikan Harvey hat dagegen durch die Wasserdampfzufuhr vom Meer nach Wang et al. (2018) eine Zunahme der Regenfälle um 20% erzeugt.<ref name="Wang 2018" />

Ein anderer Faktor, der durch die globale Erwärmung beeinflusst wird, ist die Wassertemperatur in den Entstehungsgebieten der Hurrikane. Der Wärmegehalt in der oberen Wasserschicht des Golfs von Mexiko erreichte 2017 Rekordwerte. Die [[Meeresoberflächentemperatur]] lag bei über 30 °C (Abb. 6). Im Zusammenspiel mit der stark erwärmten Atmosphäre führte das zu einer intensiven [[Verdunstung]]. In der Höhe kam es zu starken [[Kondensation|Kondensationsprozessen]] und ergiebigen Niederschlägen. Aufgrund der großen Ausdehnung von Harvey und seiner langsamen Vorwärtsbewegung kam es über mehrere Tage zu der Situation, dass Harvey z.T. über dem Meer lag und dort erhebliche Wassermassen durch Verdunstung aufnahm, die über einen anderen Teil des Hurrikans als heftige Niederschläge über dem Land niedergingen.<ref name="Trenberth 2018">Trenberth, K. E., Cheng, L., Jacobs, P., Zhang, Y., & Fasullo, J. (2018): Hurricane Harvey links to ocean heat content and climate change adaptation. Earth’s Future, 6, 730–744. https://doi.org/10.1029/2018EF000825</ref>

[[Datei:Hurricane Ophelia Ireland.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Ex-Hurrikan Ophelia über Irland am 16.10.2017]]
Ein weiterer besonderer Hurrikan der Saison 2017 war '''Ophelia''' (Abb. 7) Der Deutsche Wetterdienst nannte ihn einen "Hurrikan für die Geschichtsbücher".<ref name="DWD 2017">DWD (2017): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/10/15.html Ophelia - Ein Hurrikan für die Geschichtsbücher]</ref> Ophelia erreichte nicht nur als zehnter aufeinanderfolgender Hurrikan in einer Saison einen neuen Rekord in der Satellitenära, sondern entstand auch außergewöhnlich weit nordöstlich von den üblichen Hurrikan-Entstehungsgebieten im subtropischen Atlantik westlich der Azoren. Der ungewöhnliche Entstehungsort hatte zur Folge, dass Ophelia nicht mit den [[Passat|Passatwinden]] nach Westen driftete, sondern sich nach Nordosten Richtung Europa bewegte. Zunächst als außertropisches Tiefdruckgebiet entstanden, entwickelte sich Ophelia schnell zum Hurrikan der Kategorie 3, was in dieser Region in der Nähe der Azoren noch nie beobachtet wurde. Auf dem weiteren Weg Richtung Irland wandelte sich Ophelia zu einem außertropischen Orkantief mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h, richtete auf der irischen Insel starke Verwüstungen an und forderte dort drei Todesopfer.

Eine Ursache der starken Hurrikan-Saison war das Fehlen von [[ENSO|El-Niño-Bedingungen]] im tropischen Pazifik und die beginnende Entwicklung einer La Niña gegen Ende des Jahres. Dadurch gab es allenfalls schwache vertikale Scherwinde<ref name="Windscherung" />, wodurch günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hurrikanen im Atlantik vorlagen.<ref name="NOAA 2017" /> Andere natürliche Schwankungen spielten eine ebenso wichtige, wenn nicht sogar wichtigere Rolle. So wurden die hohen [[Meeresoberflächentemperatur|Meeresoberflächentemperaturen]] im Hauptentstehungsgebiet gerade der starken Hurrikane 2017 primär durch die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Wassertemperaturen über Jahre und Jahrzehnte im tropischen Atlantik.<ref name="Lim 2018">Lim, Y.K., S.D. Schubert, R. Kovach, et al. (2018): The Roles of Climate Change and Climate Variability in the 2017 Atlantic Hurricane Season. Sci Rep 8, 16172 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-34343-5</ref> Aber auch die Zunahme der [[Treibhausgase|anthropogenen Treibhausgase]] hat zu der höheren Meeresoberflächentemperatur beigetragen. Insgesamt wurde die erhöhte Aktivität starker Hurrikane 2017 nach Murakami et al. (2018) hauptsächlich durch die höhere Meeresoberflächentemperatur in der Hauptentwicklungsregion der Hurrikane verursacht, eher als durch die moderaten [[ENSO|La-Niña-Bedingungen]].<ref name="Murakami 2018">Murakami, H., E. Levin, T.L. Delworth, R. Gudgel, and P.-C. Hsu (2018): Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence. Science, 362, 794–799, https://doi.org/10.1126/science.aat6711.</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2020 ===

Nur drei Jahre nach der verheerenden Hurrikan-Saison 2017 erlebte der tropische Atlantik im Jahr 2020 ein neues Hurrikan-Rekordjahr, das in mancher Hinsicht auch 2005 noch übertraf. So gab es 2020 sogar 30 benannte Stürme, so viel wie nie seit Beginn der Beobachtungen, gegenüber 28 im Jahr 2005 und 17 in 2017. Das zweite Mal (nach 2005) musste in der Hurrikan-Zählung zur Benennung der tropischen Stürme auf das griechische Alphabet zurückgegriffen werden, weil die 21 Namen des lateinischen Alphabets nicht ausreichten. Das war bei 9 benannten Stürmen der Fall, gegenüber 7 im Jahr 2005. 13 Stürme erreichten die Stärke von Hurrikanen (Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 6 die von schweren Hurrikanen (Kategorie 3-5 mit Windgeschwindigkeiten ab 178 km/h). Zum ersten Mal entstanden mit Eta und Iota zwei schwere Hurrikane im November, dem letzten Monat der Hurrikan-Saison, Iota sogar als ein Hurrikan der Kategorie 5.<ref name="WMO 2020">WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

Die schweren Hurrikane Laura (Kategorie 4) und Eta (Kategorie 4) richteten wahrscheinlich mit 14,1 Mrd. US$ und 6,7 Mrd. US$ die stärksten Zerstörungen an. Betroffen waren vor allem die Antillen, die Halbinsel Yucatán und die südlichen Vereinigten Staaten. Laura fielen 77 und Eta 189 Menschen zum Opfer. Auch der späte Kategorie-5-Hurrikan Iota verursachte rund 60 Todesopfer. Insgesamt belief sich die Zahl der Toten auf über 400.<ref name="Wikipedia 2020">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Atlantic_hurricane_season 2020 Atlantic hurricane season]</ref> Die Daten sind jedoch als vorläufig anzusehen. Eine endgültige Auswertung dieser Hurrikan-Saison steht noch aus.

Als Gründe für die außergewöhnlich aktive Hurrikan-Saison 2020 wird von der amerikanischen Wetterbehörde NOAA die Atlantische Multidekaden Schwankung (AMO) genannt, die sich seit 1995 in einer warmen Phase befindet. Verbunden damit sind hohe Meeresoberflächentemperaturen und schwächere Windscherungen. An letzteren waren auch beginnende La-Niña-Bedingungen beteiligt. Eine andere Besonderheit sind außerdem Hurrikane, die sich einerseits sehr langsam vorwärtsbewegen und andererseits sehr schnell intensivieren und in den letzten Jahrzehnten zunehmend auftraten. Das traf 2020 außer auf Eta und Iota auch auf andere Hurrikane zu, die dadurch, dass sie längere Zeit mit hohen Sturmstärken am selben Ort verharrten, sehr starke Zerstörungen durch Winde, Sturmfluten und Niederschläge anrichteten. Bei diesem Phänomen weisen Experten auf den Einfluss des Klimawandels hin.<ref>Nach WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

[[Datei:AdjustedTCCount 1878-2008.png|thumb|420 px|Abb. 8: Jährliche tropische Wirbelstürme im tropischen N-Atlantik 1878-2010. Stürme von weniger als 2 Tagen wurden ausgelassen und Stürme, die vor der Satellitenbeobachtung nicht erfasst wurden, hinzugefügt (s. Text). Rote Linie: Jahresmittel, schwarze Linie: 5-Jahresmittel, blaue Linie: Durchschnitt der Periode 1878-2008 ]]
[[Datei:Hurricanes Storms1950-2019.jpg|thumb|420 px|Abb. 9: Benannte tropische Stürme, Hurrikane und starke (Kategorie 3-5) Hurrikane]]

==Änderung der Hurrikan-Aktivität==
Die historischen Daten über die Anzahl tropischer Wirbelstürme bzw. Hurrikane während des letzten Jahrhunderts zeigen einen deutlichen Aufwärtstrend, der mit der zunehmenden Meeresoberflächentemperatur korreliert ist. Überlagert wird dieser Trend einerseits von starken Schwankungen von Jahr zu Jahr, andererseits von deutlichen Dekaden-Schwankungen. So war die Zeit zwischen 1910 und 1930 ausgesprochen ruhig, während die Hurrikan-Aktivität in den 1940ern bis 1960ern deutlich zugenommen hat. Über den gesamten Zeitraum 1878-2006 wurde ein Trend von +3,84 Stürme pro 100 Jahre geschätzt. Beginnt man die Zählung bei 1900 ergibt sich sogar ein Trend von +6 Stürmen pro 100 Jahre.<ref name="Vecchi 2008">Vecchi, G. A. & Knutson, T. R. (2008): On estimates of historical North Atlantic tropical cyclone activity. Journal of Climate 21, 3580–3600</ref>

Ein erheblicher Teil der Zunahme der Sturmhäufigkeit ist jedoch künstlich bedingt durch eine Veränderung in den Beobachtungsmethoden. Vor 1944 wurden die Stürme durch Schiffe oder durch das Zählen der auf Land treffenden Stürme erfasst. Nach dem 2. Weltkrieg kamen Beobachtungen durch Flurzeuge und erst ab Ende der 1960er Jahre durch Satelliten hinzu. Auf den Schiffsrouten über den Atlantik wurden vor allem die kleineren Stürme von weniger als zwei Tagen Dauer nicht erfasst. Auch entgingen der Beobachtung von Schiffen und von Land zahlreiche Hurrikane auf hoher See. Diese und die kleineren Stürme gingen aber später in die flächendeckenden Satelliten-Daten ein, wodurch die Gesamtzahl der Hurrikane allein durch die neue Beobachtungsmethode zunahm. Nach einer Anpassung der Daten durch Hinzufügen der geschätzten „fehlenden“ Stürme zeigt die Gesamtzahl aller Hurrikane nur noch einen sehr geringen positiven Trend zwischen 1878 und 2006, der sich kaum von Null unterscheidet (Abb. 8). Eine leichte Abnahme zeigt sich bei den auf Land treffenden Hurrikanen in den USA, die historisch relativ gut dokumentiert sind.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): Global Warming and Hurricanes. An Overview of Current Research Results, https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/#wmo-expertteam-2010-assessment-of-tropical-cyclones-and-climate-change</ref>

Die korrigierten Daten zeigen Ende des 19. Jahrhunderts eine relativ hohe Anzahl an Hurrikanen, worauf bis ca. 1930 eine Abnahme folgt. Zwischen 1930 und den 1950er Jahren ist die Hurrikan-Anzahl wieder relativ hoch, bleibt aber dann zwischen 1960 und den 1980er Jahren unter dem Durchschnitt der Periode 1878-2008. Seit den 1990er Jahre folgt ein erneuter Anstieg der Zahl der Hurrikane. Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Murakami 2020">Murakami, H., T.L. Delworth, W. Cooke, M. Zhao, B. Xiang & P.-C. Hsu (2020): Detected climatic change in global distribution of tropical cyclones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(20), 10706–10714. https://doi.org/10.1073/pnas.1922500117</ref> der globalen Trends der Hurrikan-Zahl in den letzten vier Jahrzehnten zeigt für den Atlantik im Gegensatz etwa zum westlichen und östlichen Pazifik ebenfalls eine klare Zunahme. Die letzten 25 Jahre im tropischen Nordatlantik waren sowohl bei den tropischen Stürmen insgesamt wie bei den schwachen und starken Hurrikanen die aktivste Periode seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Auch die Intensität der Hurrikane und vor allem die Intensität der stärksten Hurrikane ab Kategorie 3 ("major hurricanes") haben zugenommen (Abb. 9).<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.6.3, 14.6.1</ref><ref name="Walsh 2016">Walsh, K. J., J. Mcbride, P. J. Klotzbach, S. Balachandran, S. J. Camargo, G. Holland, Th. R Knutson, J. Kossin, T-C Lee, A. Sobel & M. Sugi (2016): Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: ClimateChange, 7(1), DOI:10.1002/wcc.371.</ref>

==Die Ursachenfrage==
Die Zeitserie der Hurrikane zeigt starke jährliche und deutliche Dekadenschwankungen, jedoch keinen klaren langfristigen Trend, der mit dem der globalen Mitteltemperatur vergleichbar wäre. Es ist daher davon auszugehen, dass neben der globalen Erwärmung auch andere Ursachen für die langfristige Entwicklung der Hurrikan-Aktivität eine Rolle spielen. Die wichtigsten Faktoren, die tropische Hurrikane beeinflussen, sind bekannt. Günstige Bedingungen sind hohe Temperaturen in der oberen Ozeanschicht, eine instabile Atmosphäre (d.h. große Temperaturunterschiede zwischen unterer und höherer Atmosphäre) mit hohem Wasserdampfgehalt in der mittleren Troposphäre und schwache vertikale Scherwinde. Wie sich diese Faktoren verändern und welche dominieren, ist weniger bekannt. Und vor allem ist umstritten, welche Ursachen dafür in welchem Ausmaß anzunehmen sind. In Konkurrenz stehen dabei Klimaänderungen durch den Menschen durch anthropogene Treibhausgase und Aerosole sowie natürliche Schwankungen.

[[Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg|thumb|420 px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik 1900 bis 2020]]
===Meeresoberflächentemperatur===

Wie der Blick auf die starken Hurrikan-Saisons im 21. Jahrhundert gezeigt hat, war daran auch immer eine hohe Meeresoberflächentemperatur beteiligt. Die tropische Meeresoberflächentemperatur im Atlantik ist in den letzten 100 Jahren deutlich stärker angestiegen als in den anderen Ozeanen. Dabei lassen sich grob drei Phasen unterscheiden (Abb. 10): ein starker Anstieg von 1900 bis ca. 1940, dann ein leichter Abfall der Temperatur bis ca. 1980 und danach wieder ein deutlicher Anstieg. Wenn auch nicht die Anzahl, so kann nach Elsner et al. (2008) die Intensität tropischer Zyklonen auf eine steigende Wassertemperatur zurückgeführt werden. Höhere Wassertemperaturen fördern die Verdunstung und den Wasserdampfgehalt der darüber liegenden Atmosphäre und damit die Dynamik von Hurrikanen.
[[Datei:SST Golf von Mexiko.jpg|thumb|320 px|Abb. 11: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August]]

Blickt man auf den Verlauf der Temperaturänderung im Atlantik (Abb. 10) oder im Golf von Mexiko (Abb. 11), so fällt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Verlauf der globalen Mitteltemperatur auf. Letztere wird insgesamt auf den Anstieg anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre zurückgeführt. Allerdings ist die leichte Temperaturabnahme seit den 1950er bis zu den 1970er Jahren, die sich auch bei den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik wiederfindet, damit nicht zu erklären, da die Treibhausgaskonzentrationen kontinuierlich ansteigen. Diese Temperaturdelle wird von der Forschung durch die zunehmende Belastung der Atmosphäre durch [[Sulfataerosole]] infolge der schmutzigen Industrialisierung nach dem 2. Weltkrieg in den westlichen Industriestaaten erklärt. Die Luftreinhaltepolitik ab den 1980er Jahren habe dann zu einem Wiederanstieg der globalen Mitteltemperatur geführt. Auf diesem Hintergrund liegt es nahe, auch für die Abnahme der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik die Aerosolbelastung verantwortlich zu machen.

===Aerosole und Klimaschwankungen===
So führen Dunstone et al. (2013)<ref name="Dunstobe 2013">N. J. Dunstone, D. M. Smith, B. B. B. Booth, L. Hermanson, R. Eade (2013): Anthropogenic aerosol forcing of Atlantic tropical storms. Nat. Geosci. 6, 534–539</ref> kühlere Meeresoberflächentemperaturen und damit schwächere Perioden der Hurrikan-Aktivität in den 1970er und 1980er Jahren im Atlantik hauptsächlich auf eine zunehmende Aerosolkonzentration durch die Emissionen westlicher Industriestaaten zurück. Aerosole reflektieren Sonnenstrahlung und bewirken so eine Abkühlung der Atmosphäre wie der Wassertemperaturen der Ozeane. Die anschließenden wärmeren Wassertemperaturen und starken Hurrikan-Jahre werden mit der Luftreinhaltepolitik begründet. Auch für die nächsten Jahrzehnte sei mit einer Aerosol-Abnahme zu rechnen und daher mit entsprechend stärkeren Hurrikan-Aktivitäten. Die Bedeutung der Aerosole wird allerdings im Laufe des 21. Jahrhunderts zunehmend von der der Treibhausgase abgelöst. Spätere Untersuchungen haben den Aerosol-Einfluss auf die Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1970er Jahren auf ca. 25% quantifiziert.<ref name="Knutson 2019">Knutson, T., S.J. Camargo, J.C.L. Chan, et al. (2019): Tropical cyclones and climate change assessment: Part I. Detection and attribution. BAMS 100, 1987–2007</ref>

Da die Aerosolkonzentration über dem Nordatlantik auch nach 2005 weiter abgenommen habe, die Anzahl der starken Hurrikane aber nicht zugenommen, sondern zurückgegangen sei, halten Yan et al. (2018)<ref name="Yan 2018">Yan, Zhang, and Knutson (2018): The role of Atlantic overturning circulation in the recent decline of Atlantic major hurricane frequency, Nature Communications, 2018, 8, 1695, DOI: 10.1038/s41467-017-01377-8</ref> die Aerosol-These für unzutreffend. Sie sehen die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur über den Zeitraum 2005-2015 primär durch die [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation]] (AMOC) bestimmt. Sowohl Modellsimulationen wie Beobachtungen zeigten eine Abschwächung der Meeresoberflächenströmung vom Golf von Mexiko Richtung Nordatlantik, von der der Golf- und Nordatlantikstrom wichtige Teile sind. Das habe Auswirkungen sowohl auf die Meeresoberflächentemperatur als auch auf die Windscherung. Tatsächlich zeigt die Abb. unten, dass die natürlichen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Atlantik (der Atlantischen Multidekaden-Oszillation, AMO) weitgehend mit der Zahl der tropischen Wirbelstürme korrelieren. Die AMO wiederum wird nach Yan et al. (2017) wesentlich von der Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation beeinflusst.

Die Rolle der anthropogenen Aerosole für die Zunahme der tropischen Wirbelstürme seit 1980 bleibt allerdings weiterhin Gegenstand der Forschung. So wird in aktuellen Studien die gegensätzliche Entwicklung der Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik und westlichen Nordpazifik teilweise durch den unterschiedlichen Effekt anthropogener Aerosole begründet<ref name="Camargo 2023">Camargo, S.J., H. Murakami, N. Bloemendaal et al. (2023): [https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2023.10.001 An Update on the Influence of Natural Climate Variability and Anthropogenic Climate Change on Tropical Cyclones], Tropical Cyclone Research and Review</ref> und die atlantische Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1980er Jahren weitgehend durch die Abnahme der Aerosolbelastung infolge der Luftreinhaltepolitik in Europa und den USA erklärt. In Ost- und Südasien hat dagegen die Aerosolbelastung durch die anlaufende Industrialisierung seit den 1980er Jahren stark zugenommen, wodurch die Aktivität tropischer Wirbelstürme unterdrückt wurde,<ref name="Murakami 2022">Murakami, H. (2022): [https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9493 Substantial global influence of anthropogenic aerosols on tropical cyclones over the past 40 years]. Sci. Adv., 8, eabn9493</ref> da Aerosole einen abkühlenden Effekt besitzen und damit auch die Meeresoberflächentemperaturen verringern.

===Einfluss des Klimawandels?===
Eine einfache Beziehung besteht zwischen der Zunahme der Hurrikan-Zahl in den letzten 30-40 Jahren und dem Einfluss des Menschen auf das Klima jedenfalls nicht. Man muss davon ausgehen, dass die Veränderungen der Hurrikane-Aktivität durch eine Vielzahl von anthropogenen und natürlichen Faktoren bestimmt werden. Das gilt nicht nur für die bloße Anzahl von tropischen Wirbelstürmen im Nordatlantik, sondern auch für andere Faktoren. So wurde in letzter Zeit beobachtet, dass Hurrikane sich zunehmend schneller intensivieren. Hurrikane der Kategorie 1 haben sich etwa häufiger als früher in wenigen Tagen zu Hurrikanen der Kategorie 5 entwickelt. Auch der Anteil von starken Hurrikanen an allen Hurrikanen hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen.<ref name="Bhatia 2019">Bhatia, K. T. et al. (2019): Recent increases in tropical cyclone intensification rates. Nat. Commun. 10, 3942</ref> Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Kossin 2020">Kossin, J.P., K.R. Knapp, T.L. Olander, C.S. Velden (2020): Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, Proc Natl Acad Sci USA., https://doi.or/0.107/nas.1920849117</ref> über die letzten ca. 40 Jahre, bzw. des Satellitenzeitalters, stellt eine klare Veränderung zu einer größeren Intensität von Hurrikanen fest. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von schweren (Kategorie 3-5) Hurrikanen hat sich demnach global um 8%, im Nordatlantik sogar um 49% pro Jahrzehnt erhöht. Die Ursachen werden sowohl in natürlichen Schwankungen wie der [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|AMOC]] als auch in anthropogenen [[Aerosole|Aerosolen]] und [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] gesehen. Eine genaue Quantifizierung der jeweiligen Anteile sei jedoch nicht möglich. Zumindest ist es unwahrscheinlich, dass die Zunahme anthropogener Treibhausgase der dominierende Faktor ist. Im westlichen Nordpazifik, dem Hauptgebiet tropischer Zyklonen, seien keine signifikanten Änderungen des Auftretens schwerer tropischer Wirbelstürme festzustellen. Da die langlebigen und wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre gut durchmischt sind, müssten sie sich auch im westlichen Pazifik auswirken.<ref name="Kossin 2020" />

[[Datei:TC structure.jpg|thumb|420 px|Abb. 12: Ein Hurrikan beim Auftreffen auf Land. Ein Teil des Hurrikans liegt weiterhin über dem warmen Meer (orange). Die starke Verdunstung (Evaporation) lädt die Hurrikan-Luft mit Wasserdampf auf (dünne blaue Pfeile links). Die aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert und verursacht heftige Niederschläge (blaue dicke Pfeile und Tropfen rechts). Sturmfluten (Storm surge) und Niederschläge (Rainfall) führen zu Überschwemmungen (Flooding). ]]

Neben der Verstärkung von Hurrikanen spielen weitere Veränderungen bei der Frage nach einem anthropogenen Einfluss eine wichtige Rolle: die Verstärkung von Niederschlägen, die von Hurrikanen ausgehen, und die Verzögerung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land.<ref name="Kossin 2020" /> Als Beispiel für stärkere Niederschläge wurden u.a. die gewaltigen Niederschlagsmengen untersucht, die von Hurrikan Harvey 2017 über Houston niedergingen (s.o.). Damit in Verbindung wurden die hohen Ozeantemperaturen gebracht, die von manchen Autoren dem Klimawandel zugerechnet werden. Die Hurrikan-bedingten Niederschläge in der Region haben nach einigen Autoren durch die globale Erwärmung um bis zu 20% zugenommen. Andere fanden keine belastbaren Belege für einen anthropogenen Einfluss auf die Niederschlagszunahmen durch tropische Wirbelstürme.<ref name="Knutson 2019" /> Mit den höheren Niederschlägen in Verbindung steht eine beobachtete Verlangsamung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land. Normalerweise verlieren die Hurikane über Land schnell an Energie, da der Wasserdampfnachschub nachlässt. Nach Li & Chakraborty<ref name="Li 2020">Li, L.,& P. Chakraborty (2020): Slower decay of landfalling hurricanes in a warming world, Nature 587, 230-234, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2867-7</ref> hatte ein typischer Hurrikan in den 1960er Jahren beim Auftreffen auf Land innerhalb eines Tages 75% seiner Stärke verloren, gegenwärtig sind es nur noch 50%. Hauptgrund sei ein wärmerer Ozean und dadurch eine größere Wasserdampfmenge als Antrieb der Hurrikan-Intensität. Je mehr Wasserdampf ein Hurrikan aufgenommen hat, desto weniger verliert er an Stärke über Land. Die Folge sind höhere Niederschläge und heftigere Stürme über den betroffenen Landstrichen. Bei einem langsameren Hurrikan bleibt zudem ein Teil des Wirbelsturms auch nach dem Landfall länger über dem angrenzenden Meer und „tankt“ weiterhin Feuchtigkeit (Abb. 12).

==Einzelnachweise==
<references />

==Weblinks==
*Kasang, D. & F. Wachsmann (2018): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/wp-content/uploads/pdf/de/extremereignisse/warnsignal_klima-extremereignisse-kapitel-5_2.pdf Tropische Wirbelstürme unter besonderer Berücksichtigung von Hurrikanen.] In: Lozán, J.L., S.-W. Breckle, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (Hrsg.): Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 207-212. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.30.
*[https://scnat.ch/de/uuid/i/dc9f9b6a-f887-5934-b561-d0e76ea6597b-Verstärkt_die_globale_Erwärmung_Wirbelstürme Verstärkt die globale Erwärmung Wirbelstürme?] Climate Press Nr. 23

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]]
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264762/035fd2a5c1f5227daae4929745f0d711/2009-hurrikans-data.pdf '''globalen Daten'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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Hier finden Sie eine [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane im Klimawandel] Wie beeinflusst der Klimawandel die Hurrikane im Nordatlantik? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane] Über den Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Ausbreitung bzw. Häufigkeit von Hurrikanen (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265474/5b509c88ee059ab5addf8d28421f5c77/2007-hurrikans-data.pdf Hurrikans] Wie ändert sich Anzahl und Stärke von Hurrikans? (Johanneum zu Lübeck, Lübeck)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265354/786fb201651b5dc750345dfb6be32bf0/2018-new-york-meeresspiegelanstieg-data.pdf Die Gefährdung New Yorks] Die Gefährdung New Yorks durch den Meeresspiegelanstieg und Hurrikane (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)

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==Literatur==
*Kasang, D. (2011): Tropische Wirbelstürme, in: Lozán, J.L., u.a. (Hrsg): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken, Hamburg 2011, 144-148; aktualisierte Fassung [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/die-meere/kapitel-3-6-tropische-wirbelstuerme/ online]

{{CC-Lizenz}}
{{#set:
ähnlich wie=Hitzewellen
|ähnlich wie=Außertropische Stürme
|Teil von=Tropische Wirbelstürme
|beeinflusst von=ENSO-Folgen: Nordamerika
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_778/ Tropischer Wirbelsturm] Lernmodul über die Entstehung tropischer Wirbelstürme
}}
<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Aktuelle Klimaänderungen, Erwärmung des Ozeans, ENSO-Folgen, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]

Hurrikane im Atlantik

2024-08-26T09:28:41Z

Anja: /* Namen und Zugbahnen */

[[Datei:Katrina SST 27.8.2005.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Hurrikan Katrina am 27.8.2005. Meeresoberflächentemperaturen (SST vom 25.-27.8.2005) vor dem Auftreffen auf Land von Hurrikan Katrina.]]
Von allen Wetterextremen besitzen [[tropische Wirbelstürme]] die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im nördlichen Atlantik und östlichen Pazifik heißen sie Hurrikane, im [[Taifune im Nordwest-Pazifik|westlichen Pazifik Taifune]], im nördlichen Indischen Ozean Zyklone.

== Namen und Zugbahnen ==
Wie die [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebiete]] in den mittleren Breiten werden auch Hurrikane mit Vornamen versehen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen den Wetterdiensten und Behörden in verschiedenen Ländern und in der Schifffahrt. Seit 1953 werden alle Hurrikane im Atlantik nach einer [https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-risk-reduction/tropical-cyclones/Naming Liste] benannt, die von einem internationalen Komitee der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) erstellt wird. Auf der Liste stehen für jede Hurrikan-Saison 21 alphabetisch angeordnete weibliche und männliche Vornamen, die sich alle 6 Jahre wiederholen. Sollte es in einer Saison mehr als 21 Hurrikane geben, werden die folgenden nach griechischen Buchstaben benannt (Alpha, Beta, Gamma usw.). Das war bisher nur zweimal der Fall, 2005 und 2020.
[[Datei:Hurricane tracks september.jpg|thumb|420 px|Abb.2: Typische Zugbahnen von Hurrikanen im September]]

Die Hurrikane des Nordatlantiks bewegen sich auf Zugbahnen vom mittleren Atlantik oder der östlichen Karibik nach Westen und Norden Richtung Mittelamerika bzw. den Süden der USA. Im Südatlantik gibt es so gut wie keine Hurrikane, da dort zu geringe Meeresoberflächentemperaturen herrschen. Der Ursprung der atlantischen Hurrikane liegt zumeist in der [[Passat|Passatzone]] über dem äquatorialen Afrika, wo sich im tropischen Klima Gewitterzellen bilden, nach Westen driften und als kleine Tiefdruckgebiete den Atlantik erreichen. Vorläufer der Gewitterstörungen sind oft Luftströmungen über dem Golf von Aden, die über das äthiopische Hochland und dann über Westafrika Richtung Atlantik ziehen.<ref name="NASA 2004">[https://svs.gsfc.nasa.gov NASA] Scientific Visualization Studio (2004): [https://svs.gsfc.nasa.gov/2987/ Hurricane Isabel Genesis]</ref> Hurrikane selbst entstehen aus solchen Tiefs zumeist über dem mittleren und westlichen Atlantik oder der Karibik und dem Golf von Mexiko (Abb. 2).

== Hurrikan-Saison ==
[[Datei:Hurricanes tropical-storms.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Anzahl von Hurrikanen (gelb, ab 116 km/h) und Tropischen Stürmen (rot, 56-117 km/h) nach Jahreszeit in 100 Jahren.]]
Die offizielle Hurrikan-Saison im Nordatlantik reicht vom 1. Juni bis zum 30. November. Der Höhepunkt liegt zwischen Mitte August und Ende Oktober. Im Spätsommer ist die Differenz zwischen den Meeresoberflächentemperaturen und den Temperaturen in der oberen Troposphäre am größten, wodurch der Auftrieb der warmen Luft und die Kondensation in der Höhe verstärkt wird. Von Mitte August bis Mitte Oktober reicht der intensivste Teil der atlantischen Hurrikan-Saison, mit 87% der Tage mit [[Tropische Wirbelstürme#Klassifizierung|Hurrikanen der Kategorie]] 1 (mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 2 (ab 154 km/h) sowie 97% der Tage mit schweren Hurrikanen der Kategorien 3 (ab 178 km/h), 4 (ab 209 km/h) und 5 (ab 252 km/h). In dieser Zeit nimmt die starke Windscherung<ref name="Windscherung">Der Wechsel der Windrichtung und -stärke mit der Höhe, durch den die Entstehung von Hurrikanen stark behindert werden kann.</ref> vom Mai nach und nach ab, was die Entwicklung von Hurrikanen begünstigt. Die Ozean-Temperaturen steigen stark an, ebenso die [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] und die Luftfeuchtigkeit. Statistisch ist der 10. September der Höhepunkt der Hurrikan-Saison (Abb. 3). Ab Oktober fördern starke Höhenwinde die Windscherung, und Luft- und Wassertemperaturen nehmen wieder ab. Als Folge geht auch die Hurrikan-Aktivität zurück.<ref name="NOAA 2016">NOAA (2016): [https://www.noaa.gov/stories/peak-of-hurricane-season-why-now The peak of the hurricane season – why now?]</ref>

Seit dem Jahr 2000 gab es im tropischen Atlantik drei Hurrikan-Saisons, in denen besonders viele und intensive Hurrikane auftraten, von denen einige starke Zerstörungen bewirkten: 2005, 2017 und 2020. In allen drei Fällen schwächte sich ein El Niño ab und es entwickelten sich fast gleichzeitig mit den Hurrikanen La-Niña-Bedingungen. Während eines El Niños bilden sich über dem Atlantik stärkere Westwinde in der Höhe und stärkere Passate, wodurch die vertikale Windscherung verstärkt und die Hurrikan-Aktivität unterdrückt wird. La Niña besitzt eine entgegengesetzte Wirkung: Über der Karibik und dem westlichen tropischen Atlantik bildet sich ein Hochdruckrücken in der Höhe, wodurch schwächere Winde und eine geringe Windscherung auftreten, was die Entfaltung von Hurrikanen begünstigt.<ref name="NOAA 2014">NOAA; Climate.gov (2014): [https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/impacts-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a-hurricane-season Impacts of El Niño and La Niña on the hurricane season]</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2005 ===
[[Datei:Hurricanes2005 tracking.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Hurrikan-Zugbahnen in der Hurrikan-Saison 2005. Lila: schwere Hurrikane (Kategorie 3-5), rot: schwächere Hurrikane (1 und 2), gelb: tropische Stürme; die eingerahmten Ziffern verweisen auf die einzelnen tropischen Wirbelstürme (Namen in den Kästchen).]]
Die Hurrikan-Saison 2005 ist in erster Linie mit dem Namen des Kategorie-5-Hurrikans '''Katrina''' verbunden (Abb. 1). Katrina traf Ende August 2005 zunächst auf den Süden Floridas und richtete dann starke Schäden im Mississippi-Delta und New Orleans an und forderte zahlreiche Todesopfer. Durch einen Dammbruch wurde New Orleans zu 80 % unter Wasser gesetzt und weitgehend unbewohnbar, 1836 Menschen verloren ihr Leben<ref name="Knabb 2011">Knabb, R.D; J.R. Rhome, D.P. Brown (2005/2011): [https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL122005_Katrina.pdf Tropical Cyclone Report, Hurricane Katrina]</ref> und der Sachschaden belief sich auf 125 Milliarden US-Dollar, womit Katrina zum teuersten Hurrikan der USA wurde.<ref name="Wikipedia 2020a">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Atlantic_hurricane_records List of Atlantic hurricane records]</ref> Katrina war zwar der teuerste, aber nicht der stärkste Sturm der Saison. Mit einem Zentraldruck von nur 882 hPa erwies sich Hurricane Wilma als der bis dahin stärkste je gemessene atlantische Hurrikan. Wilma traf vor allem die Küste der Halbinsel Yucatán (Mexiko) und zog anschließend über den Süden Floridas.<ref name="Wikipedia 2020c">Wikipedia (zuletzt geändert 2020): [https://de.wikipedia.org/wiki/Hurrikan_Wilma Hurrikan Wilma]</ref>

Insgesamt ging das Jahr 2005 in die Geschichte als das Jahr der bis dahin mit Abstand stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik ein, mit 28 benannten tropischen Wirbelstürmen (ab 64 km/h) und 15 Hurrikanen, wovon sieben der Kategorie 3-5 und vier der Kategorie 5 angehörten (Abb. 4).<ref name="Wikipedia 2020b">Wikipedia (2020): List of Atlantic hurricane season, https://en.wikipedia.org/wiki/2005_Atlantic_hurricane_season</ref><ref name="Wikipedia 2020a" /> Damit brach 2005 den Rekord von 1933, als 21 tropische Wirbelstürme über den tropischen Nordatlantik zogen. Die Gründe für die starke Hurrikan-Saison lagen vor allem in den außergewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen in der Karibik und dem tropischen Atlantischen Ozean, die mit bis zu 30 °C und mehr Rekordwerte erreichten (Abb. 1). Die Temperaturen im Atlantik lagen ca. 1 °C über dem langjährigen Mittel.<ref name="Beven 2008">Beven, J.L; L.A. Avila, E.S. Blake, et al. (2008): Atlantic Hurricane Season of 2005. Monthly Weather Review. 136 (3): 1109–1173. doi:10.1175/2007MWR2074.1</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2017 ===
[[Datei:Hurricane-Harvey-rainfall.png|thumb|420 px|Abb. 5: Hurrikan Harvey: Gesamtniederschlag 25.-30.8.2017 in Inches (1 Inch = 25,4 mm).]]
Die atlantische Hurrikan-Saison 2017 war bestimmt durch zwei sehr starke Hurrikane der Kategorie 5 (Irma und Maria) und vier weitere Hurrikane der Kategorie 3 und 4 (Lee und Ophelia sowie Harvey und Jose). Insgesamt erreichten von 17 benannten tropischen Wirbelstürmen 10 die Stärke eines Hurrikans. Damit lag 2017 deutlich über dem Mittel der Jahre 1981-2010 mit 6,4 Hurrikanen und 2,7 schweren Hurrikanen, und das Jahr stand bei der Anzahl an schweren Hurrikanen an dritter Stelle der bis dahin erfolgten Messungen. Gemessen an dem ACE-Index, der die Hurrikan-Anzahl, ihre Lebensdauer und ihre Intensität berücksichtigt, übertraf 2017 den Mittelwert von 1981-2010 um das Doppelte. Daran waren vor allem die beiden Kategorie-5-Hurrkane Irma und Maria beteiligt.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/tropical-cyclones/201713 Hurricanes and tropical Storms]</ref>

[[Datei:Harvey SST Aug.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Meeresoberflächentemperaturen während Hurrikan Harvey im August 2017 in °C.]]
2017 war zudem mit 265 US$ die teuerste Hurrikan-Saison für die USA. Die Schäden gingen vor allem von den drei schweren Hurrikanen Harvey, Irma und Maria aus. Der Schaden durch den Hurrikan Harvey von 125 Mrd. US$ wurde in den USA nur durch Katrina im Jahr 2005 übertroffen. Die Zerstörungen von Sachwerten waren weniger durch die Windstärke des Kategorie-4-Hurrikans Harvey verursacht als durch die gewaltigen Regenfälle, die über die texanische Küstenstadt Houston und Umgebung niedergingen, als Harvey auf Land traf (Abb. 5). Die katastrophalen Überschwemmungen zerstörten 9000 Wohnstätten und beschädigten weitere 185 000.<ref name="Wang 2018">Wang, S.-Y. S., Zhao, L., Yoon, J.-H., Klotzbach, P., & Gillies, R. R. (2018). Quantitative attribution of climate effects on Hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environmental Research Letters, 13, 5. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabb85</ref> Aber auch Maria verursachte vor allem auf Puerto Rico und den US-amerikanischen Jungferninseln einen Schaden von über 90 Mrd. US$. Neben den hohen Sachschäden verloren mindestens 68 Menschen in Texas durch Harvey ihr Leben.<ref name="WMO 2018">WMO (2018): [https://public.wmo.int/en/media/news/wmo-hurricane-committee-reviews-devastating-2017-season-retires-names Hurricane Committee reviews devastating 2017 season]</ref>

Der Hurrikan '''Harvey''' wurde wegen seiner ungewöhnlich hohen Niederschläge Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei stand die Frage im Mittelpunkt, wie stark die globale Erwärmung daran beteiligt war. In der Nähe von Houston wurde ein Niederschlag von 1043 mm in drei Tagen gemessen, ein Ereignis, das nach Oldenborgh et al. (2017) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nur einmal in 9000 Jahren vorkommen sollte.<ref name="Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., et al (2017): Attribution of extreme rainfall from Hurricane Harvey, August 2017 Environ. Res. Lett. 12 124009</ref> Ein so hoher Niederschlag sei nach Modell-Berechnungen durch den anthropogenen Klimawandel drei Mal wahrscheinlicher geworden. Allgemein nehmen die Niederschläge allein durch die Erwärmung der Atmosphäre zu, weil der Wasserdampfgehalt der Luft nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung um 7% pro Grad Erwärmung steigt. Hurrikan Harvey hat dagegen durch die Wasserdampfzufuhr vom Meer nach Wang et al. (2018) eine Zunahme der Regenfälle um 20% erzeugt.<ref name="Wang 2018" />

Ein anderer Faktor, der durch die globale Erwärmung beeinflusst wird, ist die Wassertemperatur in den Entstehungsgebieten der Hurrikane. Der Wärmegehalt in der oberen Wasserschicht des Golfs von Mexiko erreichte 2017 Rekordwerte. Die [[Meeresoberflächentemperatur]] lag bei über 30 °C (Abb. 6). Im Zusammenspiel mit der stark erwärmten Atmosphäre führte das zu einer intensiven [[Verdunstung]]. In der Höhe kam es zu starken [[Kondensation|Kondensationsprozessen]] und ergiebigen Niederschlägen. Aufgrund der großen Ausdehnung von Harvey und seiner langsamen Vorwärtsbewegung kam es über mehrere Tage zu der Situation, dass Harvey z.T. über dem Meer lag und dort erhebliche Wassermassen durch Verdunstung aufnahm, die über einen anderen Teil des Hurrikans als heftige Niederschläge über dem Land niedergingen.<ref name="Trenberth 2018">Trenberth, K. E., Cheng, L., Jacobs, P., Zhang, Y., & Fasullo, J. (2018): Hurricane Harvey links to ocean heat content and climate change adaptation. Earth’s Future, 6, 730–744. https://doi.org/10.1029/2018EF000825</ref>

[[Datei:Hurricane Ophelia Ireland.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Ex-Hurrikan Ophelia über Irland am 16.10.2017]]
Ein weiterer besonderer Hurrikan der Saison 2017 war '''Ophelia''' (Abb. 7) Der Deutsche Wetterdienst nannte ihn einen "Hurrikan für die Geschichtsbücher".<ref name="DWD 2017">DWD (2017): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/10/15.html Ophelia - Ein Hurrikan für die Geschichtsbücher]</ref> Ophelia erreichte nicht nur als zehnter aufeinanderfolgender Hurrikan in einer Saison einen neuen Rekord in der Satellitenära, sondern entstand auch außergewöhnlich weit nordöstlich von den üblichen Hurrikan-Entstehungsgebieten im subtropischen Atlantik westlich der Azoren. Der ungewöhnliche Entstehungsort hatte zur Folge, dass Ophelia nicht mit den [[Passat|Passatwinden]] nach Westen driftete, sondern sich nach Nordosten Richtung Europa bewegte. Zunächst als außertropisches Tiefdruckgebiet entstanden, entwickelte sich Ophelia schnell zum Hurrikan der Kategorie 3, was in dieser Region in der Nähe der Azoren noch nie beobachtet wurde. Auf dem weiteren Weg Richtung Irland wandelte sich Ophelia zu einem außertropischen Orkantief mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h, richtete auf der irischen Insel starke Verwüstungen an und forderte dort drei Todesopfer.

Eine Ursache der starken Hurrikan-Saison war das Fehlen von [[ENSO|El-Niño-Bedingungen]] im tropischen Pazifik und die beginnende Entwicklung einer La Niña gegen Ende des Jahres. Dadurch gab es allenfalls schwache vertikale Scherwinde<ref name="Windscherung" />, wodurch günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hurrikanen im Atlantik vorlagen.<ref name="NOAA 2017" /> Andere natürliche Schwankungen spielten eine ebenso wichtige, wenn nicht sogar wichtigere Rolle. So wurden die hohen [[Meeresoberflächentemperatur|Meeresoberflächentemperaturen]] im Hauptentstehungsgebiet gerade der starken Hurrikane 2017 primär durch die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Wassertemperaturen über Jahre und Jahrzehnte im tropischen Atlantik.<ref name="Lim 2018">Lim, Y.K., S.D. Schubert, R. Kovach, et al. (2018): The Roles of Climate Change and Climate Variability in the 2017 Atlantic Hurricane Season. Sci Rep 8, 16172 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-34343-5</ref> Aber auch die Zunahme der [[Treibhausgase|anthropogenen Treibhausgase]] hat zu der höheren Meeresoberflächentemperatur beigetragen. Insgesamt wurde die erhöhte Aktivität starker Hurrikane 2017 nach Murakami et al. (2018) hauptsächlich durch die höhere Meeresoberflächentemperatur in der Hauptentwicklungsregion der Hurrikane verursacht, eher als durch die moderaten [[ENSO|La-Niña-Bedingungen]].<ref name="Murakami 2018">Murakami, H., E. Levin, T.L. Delworth, R. Gudgel, and P.-C. Hsu (2018): Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence. Science, 362, 794–799, https://doi.org/10.1126/science.aat6711.</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2020 ===

Nur drei Jahre nach der verheerenden Hurrikan-Saison 2017 erlebte der tropische Atlantik im Jahr 2020 ein neues Hurrikan-Rekordjahr, das in mancher Hinsicht auch 2005 noch übertraf. So gab es 2020 sogar 30 benannte Stürme, so viel wie nie seit Beginn der Beobachtungen, gegenüber 28 im Jahr 2005 und 17 in 2017. Das zweite Mal (nach 2005) musste in der Hurrikan-Zählung zur Benennung der tropischen Stürme auf das griechische Alphabet zurückgegriffen werden, weil die 21 Namen des lateinischen Alphabets nicht ausreichten. Das war bei 9 benannten Stürmen der Fall, gegenüber 7 im Jahr 2005. 13 Stürme erreichten die Stärke von Hurrikanen (Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 6 die von schweren Hurrikanen (Kategorie 3-5 mit Windgeschwindigkeiten ab 178 km/h). Zum ersten Mal entstanden mit Eta und Iota zwei schwere Hurrikane im November, dem letzten Monat der Hurrikan-Saison, Iota sogar als ein Hurrikan der Kategorie 5.<ref name="WMO 2020">WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

Die schweren Hurrikane Laura (Kategorie 4) und Eta (Kategorie 4) richteten wahrscheinlich mit 14,1 Mrd. US$ und 6,7 Mrd. US$ die stärksten Zerstörungen an. Betroffen waren vor allem die Antillen, die Halbinsel Yucatán und die südlichen Vereinigten Staaten. Laura fielen 77 und Eta 189 Menschen zum Opfer. Auch der späte Kategorie-5-Hurrikan Iota verursachte rund 60 Todesopfer. Insgesamt belief sich die Zahl der Toten auf über 400.<ref name="Wikipedia 2020">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Atlantic_hurricane_season 2020 Atlantic hurricane season]</ref> Die Daten sind jedoch als vorläufig anzusehen. Eine endgültige Auswertung dieser Hurrikan-Saison steht noch aus.

Als Gründe für die außergewöhnlich aktive Hurrikan-Saison 2020 wird von der amerikanischen Wetterbehörde NOAA die Atlantische Multidekaden Schwankung (AMO) genannt, die sich seit 1995 in einer warmen Phase befindet. Verbunden damit sind hohe Meeresoberflächentemperaturen und schwächere Windscherungen. An letzteren waren auch beginnende La-Niña-Bedingungen beteiligt. Eine andere Besonderheit sind außerdem Hurrikane, die sich einerseits sehr langsam vorwärtsbewegen und andererseits sehr schnell intensivieren und in den letzten Jahrzehnten zunehmend auftraten. Das traf 2020 außer auf Eta und Iota auch auf andere Hurrikane zu, die dadurch, dass sie längere Zeit mit hohen Sturmstärken am selben Ort verharrten, sehr starke Zerstörungen durch Winde, Sturmfluten und Niederschläge anrichteten. Bei diesem Phänomen weisen Experten auf den Einfluss des Klimawandels hin.<ref>Nach WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

[[Datei:AdjustedTCCount 1878-2008.png|thumb|420 px|Abb. 8: Jährliche tropische Wirbelstürme im tropischen N-Atlantik 1878-2010. Stürme von weniger als 2 Tagen wurden ausgelassen und Stürme, die vor der Satellitenbeobachtung nicht erfasst wurden, hinzugefügt (s. Text). Rote Linie: Jahresmittel, schwarze Linie: 5-Jahresmittel, blaue Linie: Durchschnitt der Periode 1878-2008 ]]
[[Datei:Hurricanes Storms1950-2019.jpg|thumb|420 px|Abb. 9: Benannte tropische Stürme, Hurrikane und starke (Kategorie 3-5) Hurrikane]]

==Änderung der Hurrikan-Aktivität==
Die historischen Daten über die Anzahl tropischer Wirbelstürme bzw. Hurrikane während des letzten Jahrhunderts zeigen einen deutlichen Aufwärtstrend, der mit der zunehmenden Meeresoberflächentemperatur korreliert ist. Überlagert wird dieser Trend einerseits von starken Schwankungen von Jahr zu Jahr, andererseits von deutlichen Dekaden-Schwankungen. So war die Zeit zwischen 1910 und 1930 ausgesprochen ruhig, während die Hurrikan-Aktivität in den 1940ern bis 1960ern deutlich zugenommen hat. Über den gesamten Zeitraum 1878-2006 wurde ein Trend von +3,84 Stürme pro 100 Jahre geschätzt. Beginnt man die Zählung bei 1900 ergibt sich sogar ein Trend von +6 Stürmen pro 100 Jahre.<ref name="Vecchi 2008">Vecchi, G. A. & Knutson, T. R. (2008): On estimates of historical North Atlantic tropical cyclone activity. Journal of Climate 21, 3580–3600</ref>

Ein erheblicher Teil der Zunahme der Sturmhäufigkeit ist jedoch künstlich bedingt durch eine Veränderung in den Beobachtungsmethoden. Vor 1944 wurden die Stürme durch Schiffe oder durch das Zählen der auf Land treffenden Stürme erfasst. Nach dem 2. Weltkrieg kamen Beobachtungen durch Flurzeuge und erst ab Ende der 1960er Jahre durch Satelliten hinzu. Auf den Schiffsrouten über den Atlantik wurden vor allem die kleineren Stürme von weniger als zwei Tagen Dauer nicht erfasst. Auch entgingen der Beobachtung von Schiffen und von Land zahlreiche Hurrikane auf hoher See. Diese und die kleineren Stürme gingen aber später in die flächendeckenden Satelliten-Daten ein, wodurch die Gesamtzahl der Hurrikane allein durch die neue Beobachtungsmethode zunahm. Nach einer Anpassung der Daten durch Hinzufügen der geschätzten „fehlenden“ Stürme zeigt die Gesamtzahl aller Hurrikane nur noch einen sehr geringen positiven Trend zwischen 1878 und 2006, der sich kaum von Null unterscheidet (Abb. 8). Eine leichte Abnahme zeigt sich bei den auf Land treffenden Hurrikanen in den USA, die historisch relativ gut dokumentiert sind.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): Global Warming and Hurricanes. An Overview of Current Research Results, https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/#wmo-expertteam-2010-assessment-of-tropical-cyclones-and-climate-change</ref>

Die korrigierten Daten zeigen Ende des 19. Jahrhunderts eine relativ hohe Anzahl an Hurrikanen, worauf bis ca. 1930 eine Abnahme folgt. Zwischen 1930 und den 1950er Jahren ist die Hurrikan-Anzahl wieder relativ hoch, bleibt aber dann zwischen 1960 und den 1980er Jahren unter dem Durchschnitt der Periode 1878-2008. Seit den 1990er Jahre folgt ein erneuter Anstieg der Zahl der Hurrikane. Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Murakami 2020">Murakami, H., T.L. Delworth, W. Cooke, M. Zhao, B. Xiang & P.-C. Hsu (2020): Detected climatic change in global distribution of tropical cyclones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(20), 10706–10714. https://doi.org/10.1073/pnas.1922500117</ref> der globalen Trends der Hurrikan-Zahl in den letzten vier Jahrzehnten zeigt für den Atlantik im Gegensatz etwa zum westlichen und östlichen Pazifik ebenfalls eine klare Zunahme. Die letzten 25 Jahre im tropischen Nordatlantik waren sowohl bei den tropischen Stürmen insgesamt wie bei den schwachen und starken Hurrikanen die aktivste Periode seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Auch die Intensität der Hurrikane und vor allem die Intensität der stärksten Hurrikane ab Kategorie 3 ("major hurricanes") haben zugenommen (Abb. 9).<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.6.3, 14.6.1</ref><ref name="Walsh 2016">Walsh, K. J., J. Mcbride, P. J. Klotzbach, S. Balachandran, S. J. Camargo, G. Holland, Th. R Knutson, J. Kossin, T-C Lee, A. Sobel & M. Sugi (2016): Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: ClimateChange, 7(1), DOI:10.1002/wcc.371.</ref>

==Die Ursachenfrage==
Die Zeitserie der Hurrikane zeigt starke jährliche und deutliche Dekadenschwankungen, jedoch keinen klaren langfristigen Trend, der mit dem der globalen Mitteltemperatur vergleichbar wäre. Es ist daher davon auszugehen, dass neben der globalen Erwärmung auch andere Ursachen für die langfristige Entwicklung der Hurrikan-Aktivität eine Rolle spielen. Die wichtigsten Faktoren, die tropische Hurrikane beeinflussen, sind bekannt. Günstige Bedingungen sind hohe Temperaturen in der oberen Ozeanschicht, eine instabile Atmosphäre (d.h. große Temperaturunterschiede zwischen unterer und höherer Atmosphäre) mit hohem Wasserdampfgehalt in der mittleren Troposphäre und schwache vertikale Scherwinde. Wie sich diese Faktoren verändern und welche dominieren, ist weniger bekannt. Und vor allem ist umstritten, welche Ursachen dafür in welchem Ausmaß anzunehmen sind. In Konkurrenz stehen dabei Klimaänderungen durch den Menschen durch anthropogene Treibhausgase und Aerosole sowie natürliche Schwankungen.

[[Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg|thumb|420 px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik 1900 bis 2020]]
===Meeresoberflächentemperatur===

Wie der Blick auf die starken Hurrikan-Saisons im 21. Jahrhundert gezeigt hat, war daran auch immer eine hohe Meeresoberflächentemperatur beteiligt. Die tropische Meeresoberflächentemperatur im Atlantik ist in den letzten 100 Jahren deutlich stärker angestiegen als in den anderen Ozeanen. Dabei lassen sich grob drei Phasen unterscheiden (Abb. 10): ein starker Anstieg von 1900 bis ca. 1940, dann ein leichter Abfall der Temperatur bis ca. 1980 und danach wieder ein deutlicher Anstieg. Wenn auch nicht die Anzahl, so kann nach Elsner et al. (2008) die Intensität tropischer Zyklonen auf eine steigende Wassertemperatur zurückgeführt werden. Höhere Wassertemperaturen fördern die Verdunstung und den Wasserdampfgehalt der darüber liegenden Atmosphäre und damit die Dynamik von Hurrikanen.
[[Datei:SST Golf von Mexiko.jpg|thumb|320 px|Abb. 11: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August]]

Blickt man auf den Verlauf der Temperaturänderung im Atlantik (Abb. 10) oder im Golf von Mexiko (Abb. 11), so fällt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Verlauf der globalen Mitteltemperatur auf. Letztere wird insgesamt auf den Anstieg anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre zurückgeführt. Allerdings ist die leichte Temperaturabnahme seit den 1950er bis zu den 1970er Jahren, die sich auch bei den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik wiederfindet, damit nicht zu erklären, da die Treibhausgaskonzentrationen kontinuierlich ansteigen. Diese Temperaturdelle wird von der Forschung durch die zunehmende Belastung der Atmosphäre durch [[Sulfataerosole]] infolge der schmutzigen Industrialisierung nach dem 2. Weltkrieg in den westlichen Industriestaaten erklärt. Die Luftreinhaltepolitik ab den 1980er Jahren habe dann zu einem Wiederanstieg der globalen Mitteltemperatur geführt. Auf diesem Hintergrund liegt es nahe, auch für die Abnahme der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik die Aerosolbelastung verantwortlich zu machen.

===Aerosole und Klimaschwankungen===
So führen Dunstone et al. (2013)<ref name="Dunstobe 2013">N. J. Dunstone, D. M. Smith, B. B. B. Booth, L. Hermanson, R. Eade (2013): Anthropogenic aerosol forcing of Atlantic tropical storms. Nat. Geosci. 6, 534–539</ref> kühlere Meeresoberflächentemperaturen und damit schwächere Perioden der Hurrikan-Aktivität in den 1970er und 1980er Jahren im Atlantik hauptsächlich auf eine zunehmende Aerosolkonzentration durch die Emissionen westlicher Industriestaaten zurück. Aerosole reflektieren Sonnenstrahlung und bewirken so eine Abkühlung der Atmosphäre wie der Wassertemperaturen der Ozeane. Die anschließenden wärmeren Wassertemperaturen und starken Hurrikan-Jahre werden mit der Luftreinhaltepolitik begründet. Auch für die nächsten Jahrzehnte sei mit einer Aerosol-Abnahme zu rechnen und daher mit entsprechend stärkeren Hurrikan-Aktivitäten. Die Bedeutung der Aerosole wird allerdings im Laufe des 21. Jahrhunderts zunehmend von der der Treibhausgase abgelöst. Spätere Untersuchungen haben den Aerosol-Einfluss auf die Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1970er Jahren auf ca. 25% quantifiziert.<ref name="Knutson 2019">Knutson, T., S.J. Camargo, J.C.L. Chan, et al. (2019): Tropical cyclones and climate change assessment: Part I. Detection and attribution. BAMS 100, 1987–2007</ref>

Da die Aerosolkonzentration über dem Nordatlantik auch nach 2005 weiter abgenommen habe, die Anzahl der starken Hurrikane aber nicht zugenommen, sondern zurückgegangen sei, halten Yan et al. (2018)<ref name="Yan 2018">Yan, Zhang, and Knutson (2018): The role of Atlantic overturning circulation in the recent decline of Atlantic major hurricane frequency, Nature Communications, 2018, 8, 1695, DOI: 10.1038/s41467-017-01377-8</ref> die Aerosol-These für unzutreffend. Sie sehen die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur über den Zeitraum 2005-2015 primär durch die [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation]] (AMOC) bestimmt. Sowohl Modellsimulationen wie Beobachtungen zeigten eine Abschwächung der Meeresoberflächenströmung vom Golf von Mexiko Richtung Nordatlantik, von der der Golf- und Nordatlantikstrom wichtige Teile sind. Das habe Auswirkungen sowohl auf die Meeresoberflächentemperatur als auch auf die Windscherung. Tatsächlich zeigt die Abb. unten, dass die natürlichen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Atlantik (der Atlantischen Multidekaden-Oszillation, AMO) weitgehend mit der Zahl der tropischen Wirbelstürme korrelieren. Die AMO wiederum wird nach Yan et al. (2017) wesentlich von der Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation beeinflusst.

Die Rolle der anthropogenen Aerosole für die Zunahme der tropischen Wirbelstürme seit 1980 bleibt allerdings weiterhin Gegenstand der Forschung. So wird in aktuellen Studien die gegensätzliche Entwicklung der Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik und westlichen Nordpazifik teilweise durch den unterschiedlichen Effekt anthropogener Aerosole begründet<ref name="Camargo 2023">Camargo, S.J., H. Murakami, N. Bloemendaal et al. (2023): [https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2023.10.001 An Update on the Influence of Natural Climate Variability and Anthropogenic Climate Change on Tropical Cyclones], Tropical Cyclone Research and Review</ref> und die atlantische Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1980er Jahren weitgehend durch die Abnahme der Aerosolbelastung infolge der Luftreinhaltepolitik in Europa und den USA erklärt. In Ost- und Südasien hat dagegen die Aerosolbelastung durch die anlaufende Industrialisierung seit den 1980er Jahren stark zugenommen, wodurch die Aktivität tropischer Wirbelstürme unterdrückt wurde,<ref name="Murakami 2022">Murakami, H. (2022): [https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9493 Substantial global influence of anthropogenic aerosols on tropical cyclones over the past 40 years]. Sci. Adv., 8, eabn9493</ref> da Aerosole einen abkühlenden Effekt besitzen und damit auch die Meeresoberflächentemperaturen verringern.

===Einfluss des Klimawandels?===
Eine einfache Beziehung besteht zwischen der Zunahme der Hurrikan-Zahl in den letzten 30-40 Jahren und dem Einfluss des Menschen auf das Klima jedenfalls nicht. Man muss davon ausgehen, dass die Veränderungen der Hurrikane-Aktivität durch eine Vielzahl von anthropogenen und natürlichen Faktoren bestimmt werden. Das gilt nicht nur für die bloße Anzahl von tropischen Wirbelstürmen im Nordatlantik, sondern auch für andere Faktoren. So wurde in letzter Zeit beobachtet, dass Hurrikane sich zunehmend schneller intensivieren. Hurrikane der Kategorie 1 haben sich etwa häufiger als früher in wenigen Tagen zu Hurrikanen der Kategorie 5 entwickelt. Auch der Anteil von starken Hurrikanen an allen Hurrikanen hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen.<ref name="Bhatia 2019">Bhatia, K. T. et al. (2019): Recent increases in tropical cyclone intensification rates. Nat. Commun. 10, 3942</ref> Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Kossin 2020">Kossin, J.P., K.R. Knapp, T.L. Olander, C.S. Velden (2020): Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, Proc Natl Acad Sci USA., https://doi.or/0.107/nas.1920849117</ref> über die letzten ca. 40 Jahre, bzw. des Satellitenzeitalters, stellt eine klare Veränderung zu einer größeren Intensität von Hurrikanen fest. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von schweren (Kategorie 3-5) Hurrikanen hat sich demnach global um 8%, im Nordatlantik sogar um 49% pro Jahrzehnt erhöht. Die Ursachen werden sowohl in natürlichen Schwankungen wie der [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|AMOC]] als auch in anthropogenen [[Aerosole|Aerosolen]] und [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] gesehen. Eine genaue Quantifizierung der jeweiligen Anteile sei jedoch nicht möglich. Zumindest ist es unwahrscheinlich, dass die Zunahme anthropogener Treibhausgase der dominierende Faktor ist. Im westlichen Nordpazifik, dem Hauptgebiet tropischer Zyklonen, seien keine signifikanten Änderungen des Auftretens schwerer tropischer Wirbelstürme festzustellen. Da die langlebigen und wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre gut durchmischt sind, müssten sie sich auch im westlichen Pazifik auswirken.<ref name="Kossin 2020" />

[[Datei:TC structure.jpg|thumb|420 px|Abb. 12: Ein Hurrikan beim Auftreffen auf Land. Ein Teil des Hurrikans liegt weiterhin über dem warmen Meer (orange). Die starke Verdunstung (Evaporation) lädt die Hurrikan-Luft mit Wasserdampf auf (dünne blaue Pfeile links). Die aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert und verursacht heftige Niederschläge (blaue dicke Pfeile und Tropfen rechts). Sturmfluten (Storm surge) und Niederschläge (Rainfall) führen zu Überschwemmungen (Flooding). ]]

Neben der Verstärkung von Hurrikanen spielen weitere Veränderungen bei der Frage nach einem anthropogenen Einfluss eine wichtige Rolle: die Verstärkung von Niederschlägen, die von Hurrikanen ausgehen, und die Verzögerung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land.<ref name="Kossin 2020" /> Als Beispiel für stärkere Niederschläge wurden u.a. die gewaltigen Niederschlagsmengen untersucht, die von Hurrikan Harvey 2017 über Houston niedergingen (s.o.). Damit in Verbindung wurden die hohen Ozeantemperaturen gebracht, die von manchen Autoren dem Klimawandel zugerechnet werden. Die Hurrikan-bedingten Niederschläge in der Region haben nach einigen Autoren durch die globale Erwärmung um bis zu 20% zugenommen. Andere fanden keine belastbaren Belege für einen anthropogenen Einfluss auf die Niederschlagszunahmen durch tropische Wirbelstürme.<ref name="Knutson 2019" /> Mit den höheren Niederschlägen in Verbindung steht eine beobachtete Verlangsamung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land. Normalerweise verlieren die Hurikane über Land schnell an Energie, da der Wasserdampfnachschub nachlässt. Nach Li & Chakraborty<ref name="Li 2020">Li, L.,& P. Chakraborty (2020): Slower decay of landfalling hurricanes in a warming world, Nature 587, 230-234, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2867-7</ref> hatte ein typischer Hurrikan in den 1960er Jahren beim Auftreffen auf Land innerhalb eines Tages 75% seiner Stärke verloren, gegenwärtig sind es nur noch 50%. Hauptgrund sei ein wärmerer Ozean und dadurch eine größere Wasserdampfmenge als Antrieb der Hurrikan-Intensität. Je mehr Wasserdampf ein Hurrikan aufgenommen hat, desto weniger verliert er an Stärke über Land. Die Folge sind höhere Niederschläge und heftigere Stürme über den betroffenen Landstrichen. Bei einem langsameren Hurrikan bleibt zudem ein Teil des Wirbelsturms auch nach dem Landfall länger über dem angrenzenden Meer und „tankt“ weiterhin Feuchtigkeit (Abb. 12).

==Einzelnachweise==
<references />

==Weblinks==
*Kasang, D. & F. Wachsmann (2018): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/wp-content/uploads/pdf/de/extremereignisse/warnsignal_klima-extremereignisse-kapitel-5_2.pdf Tropische Wirbelstürme unter besonderer Berücksichtigung von Hurrikanen.] In: Lozán, J.L., S.-W. Breckle, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (Hrsg.): Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 207-212. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.30.
*[https://scnat.ch/de/uuid/i/dc9f9b6a-f887-5934-b561-d0e76ea6597b-Verstärkt_die_globale_Erwärmung_Wirbelstürme Verstärkt die globale Erwärmung Wirbelstürme?] Climate Press Nr. 23

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]]
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264762/035fd2a5c1f5227daae4929745f0d711/2009-hurrikans-data.pdf '''globalen Daten'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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Hier finden Sie eine [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane im Klimawandel] Wie beeinflusst der Klimawandel die Hurrikane im Nordatlantik? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane] Über den Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Ausbreitung bzw. Häufigkeit von Hurrikanen (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265474/5b509c88ee059ab5addf8d28421f5c77/2007-hurrikans-data.pdf Hurrikans] Wie ändert sich Anzahl und Stärke von Hurrikans? (Johanneum zu Lübeck, Lübeck)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265354/786fb201651b5dc750345dfb6be32bf0/2018-new-york-meeresspiegelanstieg-data.pdf Die Gefährdung New Yorks] Die Gefährdung New Yorks durch den Meeresspiegelanstieg und Hurrikane (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)

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==Literatur==
*Kasang, D. (2011): Tropische Wirbelstürme, in: Lozán, J.L., u.a. (Hrsg): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken, Hamburg 2011, 144-148; aktualisierte Fassung [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/die-meere/kapitel-3-6-tropische-wirbelstuerme/ online]

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{{#set:
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|ähnlich wie=Außertropische Stürme
|Teil von=Tropische Wirbelstürme
|beeinflusst von=ENSO-Folgen: Nordamerika
|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_778/ Tropischer Wirbelsturm] Lernmodul über die Entstehung tropischer Wirbelstürme
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Aktuelle Klimaänderungen, Erwärmung des Ozeans, ENSO-Folgen, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]

Hurrikane im Atlantik

2024-08-26T09:27:19Z

Anja: /* Namen und Zugbahnen */

[[Datei:Katrina SST 27.8.2005.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Hurrikan Katrina am 27.8.2005. Meeresoberflächentemperaturen (SST vom 25.-27.8.2005) vor dem Auftreffen auf Land von Hurrikan Katrina.]]
Von allen Wetterextremen besitzen [[tropische Wirbelstürme]] die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im nördlichen Atlantik und östlichen Pazifik heißen sie Hurrikane, im [[Taifune im Nordwest-Pazifik|westlichen Pazifik Taifune]], im nördlichen Indischen Ozean Zyklone.

== Namen und Zugbahnen ==
Wie die [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebiete]] in den mittleren Breiten werden auch Hurrikane mit Vornamen versehen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen den Wetterdiensten und Behörden in verschiedenen Ländern und in der Schifffahrt. Seit 1953 werden alle Hurrikane im Atlantik nach einer [https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-risk-reduction/tropical-cyclones/Naming Liste] benannt, die von einem internationalen Komitee der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) erstellt wird. Auf der Liste stehen für jede Hurrikan-Saison 21 alphabetisch angeordnete weibliche und männliche Vornamen, die sich alle 6 Jahre wiederholen. Sollte es in einer Saison mehr als 21 Hurrikane geben, werden die folgenden nach griechischen Buchstaben benannt (Alpha, Beta, Gamma usw.). Das war bisher nur zweimal der Fall, 2005 und 2020.
[[Datei:Hurricane tracks september.jpg|thumb|420 px|Abb.2: Typische Zugbahnen von Hurrikanen im September]]

Die Hurrikane des Nordatlantiks bewegen sich auf Zugbahnen vom mittleren Atlantik oder der östlichen Karibik nach Westen und Norden Richtung Mittelamerika bzw. den Süden der USA. Im Südatlantik gibt es so gut wie keine Hurrikane, da dort zu geringe Meeresoberflächentemperaturen herrschen. Der Ursprung der atlantischen Hurrikane liegt zumeist in der [[Passat|Passatzone]] über dem äquatorialen Afrika, wo sich im tropischen Klima Gewitterzellen bilden, nach Westen driften und als kleine Tiefdruckgebiete den Atlantik erreichen. Vorläufer der Gewitterstörungen sind oft Luftströmungen über dem Golf von Aden, die über das äthiopische Hochland und dann über Westafrika Richtung Atlantik ziehen.<ref name="NASA 2004">[https://svs.gsfc.nasa.gov/2987/ NASA] Scientific Visualization Studio (2004): [https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a002900/a002987/index.html Hurricane Isabel Genesis]</ref> Hurrikane selbst entstehen aus solchen Tiefs zumeist über dem mittleren und westlichen Atlantik oder der Karibik und dem Golf von Mexiko (Abb. 2).

== Hurrikan-Saison ==
[[Datei:Hurricanes tropical-storms.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Anzahl von Hurrikanen (gelb, ab 116 km/h) und Tropischen Stürmen (rot, 56-117 km/h) nach Jahreszeit in 100 Jahren.]]
Die offizielle Hurrikan-Saison im Nordatlantik reicht vom 1. Juni bis zum 30. November. Der Höhepunkt liegt zwischen Mitte August und Ende Oktober. Im Spätsommer ist die Differenz zwischen den Meeresoberflächentemperaturen und den Temperaturen in der oberen Troposphäre am größten, wodurch der Auftrieb der warmen Luft und die Kondensation in der Höhe verstärkt wird. Von Mitte August bis Mitte Oktober reicht der intensivste Teil der atlantischen Hurrikan-Saison, mit 87% der Tage mit [[Tropische Wirbelstürme#Klassifizierung|Hurrikanen der Kategorie]] 1 (mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 2 (ab 154 km/h) sowie 97% der Tage mit schweren Hurrikanen der Kategorien 3 (ab 178 km/h), 4 (ab 209 km/h) und 5 (ab 252 km/h). In dieser Zeit nimmt die starke Windscherung<ref name="Windscherung">Der Wechsel der Windrichtung und -stärke mit der Höhe, durch den die Entstehung von Hurrikanen stark behindert werden kann.</ref> vom Mai nach und nach ab, was die Entwicklung von Hurrikanen begünstigt. Die Ozean-Temperaturen steigen stark an, ebenso die [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] und die Luftfeuchtigkeit. Statistisch ist der 10. September der Höhepunkt der Hurrikan-Saison (Abb. 3). Ab Oktober fördern starke Höhenwinde die Windscherung, und Luft- und Wassertemperaturen nehmen wieder ab. Als Folge geht auch die Hurrikan-Aktivität zurück.<ref name="NOAA 2016">NOAA (2016): [https://www.noaa.gov/stories/peak-of-hurricane-season-why-now The peak of the hurricane season – why now?]</ref>

Seit dem Jahr 2000 gab es im tropischen Atlantik drei Hurrikan-Saisons, in denen besonders viele und intensive Hurrikane auftraten, von denen einige starke Zerstörungen bewirkten: 2005, 2017 und 2020. In allen drei Fällen schwächte sich ein El Niño ab und es entwickelten sich fast gleichzeitig mit den Hurrikanen La-Niña-Bedingungen. Während eines El Niños bilden sich über dem Atlantik stärkere Westwinde in der Höhe und stärkere Passate, wodurch die vertikale Windscherung verstärkt und die Hurrikan-Aktivität unterdrückt wird. La Niña besitzt eine entgegengesetzte Wirkung: Über der Karibik und dem westlichen tropischen Atlantik bildet sich ein Hochdruckrücken in der Höhe, wodurch schwächere Winde und eine geringe Windscherung auftreten, was die Entfaltung von Hurrikanen begünstigt.<ref name="NOAA 2014">NOAA; Climate.gov (2014): [https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/impacts-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a-hurricane-season Impacts of El Niño and La Niña on the hurricane season]</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2005 ===
[[Datei:Hurricanes2005 tracking.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Hurrikan-Zugbahnen in der Hurrikan-Saison 2005. Lila: schwere Hurrikane (Kategorie 3-5), rot: schwächere Hurrikane (1 und 2), gelb: tropische Stürme; die eingerahmten Ziffern verweisen auf die einzelnen tropischen Wirbelstürme (Namen in den Kästchen).]]
Die Hurrikan-Saison 2005 ist in erster Linie mit dem Namen des Kategorie-5-Hurrikans '''Katrina''' verbunden (Abb. 1). Katrina traf Ende August 2005 zunächst auf den Süden Floridas und richtete dann starke Schäden im Mississippi-Delta und New Orleans an und forderte zahlreiche Todesopfer. Durch einen Dammbruch wurde New Orleans zu 80 % unter Wasser gesetzt und weitgehend unbewohnbar, 1836 Menschen verloren ihr Leben<ref name="Knabb 2011">Knabb, R.D; J.R. Rhome, D.P. Brown (2005/2011): [https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL122005_Katrina.pdf Tropical Cyclone Report, Hurricane Katrina]</ref> und der Sachschaden belief sich auf 125 Milliarden US-Dollar, womit Katrina zum teuersten Hurrikan der USA wurde.<ref name="Wikipedia 2020a">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Atlantic_hurricane_records List of Atlantic hurricane records]</ref> Katrina war zwar der teuerste, aber nicht der stärkste Sturm der Saison. Mit einem Zentraldruck von nur 882 hPa erwies sich Hurricane Wilma als der bis dahin stärkste je gemessene atlantische Hurrikan. Wilma traf vor allem die Küste der Halbinsel Yucatán (Mexiko) und zog anschließend über den Süden Floridas.<ref name="Wikipedia 2020c">Wikipedia (zuletzt geändert 2020): [https://de.wikipedia.org/wiki/Hurrikan_Wilma Hurrikan Wilma]</ref>

Insgesamt ging das Jahr 2005 in die Geschichte als das Jahr der bis dahin mit Abstand stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik ein, mit 28 benannten tropischen Wirbelstürmen (ab 64 km/h) und 15 Hurrikanen, wovon sieben der Kategorie 3-5 und vier der Kategorie 5 angehörten (Abb. 4).<ref name="Wikipedia 2020b">Wikipedia (2020): List of Atlantic hurricane season, https://en.wikipedia.org/wiki/2005_Atlantic_hurricane_season</ref><ref name="Wikipedia 2020a" /> Damit brach 2005 den Rekord von 1933, als 21 tropische Wirbelstürme über den tropischen Nordatlantik zogen. Die Gründe für die starke Hurrikan-Saison lagen vor allem in den außergewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen in der Karibik und dem tropischen Atlantischen Ozean, die mit bis zu 30 °C und mehr Rekordwerte erreichten (Abb. 1). Die Temperaturen im Atlantik lagen ca. 1 °C über dem langjährigen Mittel.<ref name="Beven 2008">Beven, J.L; L.A. Avila, E.S. Blake, et al. (2008): Atlantic Hurricane Season of 2005. Monthly Weather Review. 136 (3): 1109–1173. doi:10.1175/2007MWR2074.1</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2017 ===
[[Datei:Hurricane-Harvey-rainfall.png|thumb|420 px|Abb. 5: Hurrikan Harvey: Gesamtniederschlag 25.-30.8.2017 in Inches (1 Inch = 25,4 mm).]]
Die atlantische Hurrikan-Saison 2017 war bestimmt durch zwei sehr starke Hurrikane der Kategorie 5 (Irma und Maria) und vier weitere Hurrikane der Kategorie 3 und 4 (Lee und Ophelia sowie Harvey und Jose). Insgesamt erreichten von 17 benannten tropischen Wirbelstürmen 10 die Stärke eines Hurrikans. Damit lag 2017 deutlich über dem Mittel der Jahre 1981-2010 mit 6,4 Hurrikanen und 2,7 schweren Hurrikanen, und das Jahr stand bei der Anzahl an schweren Hurrikanen an dritter Stelle der bis dahin erfolgten Messungen. Gemessen an dem ACE-Index, der die Hurrikan-Anzahl, ihre Lebensdauer und ihre Intensität berücksichtigt, übertraf 2017 den Mittelwert von 1981-2010 um das Doppelte. Daran waren vor allem die beiden Kategorie-5-Hurrkane Irma und Maria beteiligt.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/tropical-cyclones/201713 Hurricanes and tropical Storms]</ref>

[[Datei:Harvey SST Aug.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Meeresoberflächentemperaturen während Hurrikan Harvey im August 2017 in °C.]]
2017 war zudem mit 265 US$ die teuerste Hurrikan-Saison für die USA. Die Schäden gingen vor allem von den drei schweren Hurrikanen Harvey, Irma und Maria aus. Der Schaden durch den Hurrikan Harvey von 125 Mrd. US$ wurde in den USA nur durch Katrina im Jahr 2005 übertroffen. Die Zerstörungen von Sachwerten waren weniger durch die Windstärke des Kategorie-4-Hurrikans Harvey verursacht als durch die gewaltigen Regenfälle, die über die texanische Küstenstadt Houston und Umgebung niedergingen, als Harvey auf Land traf (Abb. 5). Die katastrophalen Überschwemmungen zerstörten 9000 Wohnstätten und beschädigten weitere 185 000.<ref name="Wang 2018">Wang, S.-Y. S., Zhao, L., Yoon, J.-H., Klotzbach, P., & Gillies, R. R. (2018). Quantitative attribution of climate effects on Hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environmental Research Letters, 13, 5. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabb85</ref> Aber auch Maria verursachte vor allem auf Puerto Rico und den US-amerikanischen Jungferninseln einen Schaden von über 90 Mrd. US$. Neben den hohen Sachschäden verloren mindestens 68 Menschen in Texas durch Harvey ihr Leben.<ref name="WMO 2018">WMO (2018): [https://public.wmo.int/en/media/news/wmo-hurricane-committee-reviews-devastating-2017-season-retires-names Hurricane Committee reviews devastating 2017 season]</ref>

Der Hurrikan '''Harvey''' wurde wegen seiner ungewöhnlich hohen Niederschläge Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei stand die Frage im Mittelpunkt, wie stark die globale Erwärmung daran beteiligt war. In der Nähe von Houston wurde ein Niederschlag von 1043 mm in drei Tagen gemessen, ein Ereignis, das nach Oldenborgh et al. (2017) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nur einmal in 9000 Jahren vorkommen sollte.<ref name="Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., et al (2017): Attribution of extreme rainfall from Hurricane Harvey, August 2017 Environ. Res. Lett. 12 124009</ref> Ein so hoher Niederschlag sei nach Modell-Berechnungen durch den anthropogenen Klimawandel drei Mal wahrscheinlicher geworden. Allgemein nehmen die Niederschläge allein durch die Erwärmung der Atmosphäre zu, weil der Wasserdampfgehalt der Luft nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung um 7% pro Grad Erwärmung steigt. Hurrikan Harvey hat dagegen durch die Wasserdampfzufuhr vom Meer nach Wang et al. (2018) eine Zunahme der Regenfälle um 20% erzeugt.<ref name="Wang 2018" />

Ein anderer Faktor, der durch die globale Erwärmung beeinflusst wird, ist die Wassertemperatur in den Entstehungsgebieten der Hurrikane. Der Wärmegehalt in der oberen Wasserschicht des Golfs von Mexiko erreichte 2017 Rekordwerte. Die [[Meeresoberflächentemperatur]] lag bei über 30 °C (Abb. 6). Im Zusammenspiel mit der stark erwärmten Atmosphäre führte das zu einer intensiven [[Verdunstung]]. In der Höhe kam es zu starken [[Kondensation|Kondensationsprozessen]] und ergiebigen Niederschlägen. Aufgrund der großen Ausdehnung von Harvey und seiner langsamen Vorwärtsbewegung kam es über mehrere Tage zu der Situation, dass Harvey z.T. über dem Meer lag und dort erhebliche Wassermassen durch Verdunstung aufnahm, die über einen anderen Teil des Hurrikans als heftige Niederschläge über dem Land niedergingen.<ref name="Trenberth 2018">Trenberth, K. E., Cheng, L., Jacobs, P., Zhang, Y., & Fasullo, J. (2018): Hurricane Harvey links to ocean heat content and climate change adaptation. Earth’s Future, 6, 730–744. https://doi.org/10.1029/2018EF000825</ref>

[[Datei:Hurricane Ophelia Ireland.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Ex-Hurrikan Ophelia über Irland am 16.10.2017]]
Ein weiterer besonderer Hurrikan der Saison 2017 war '''Ophelia''' (Abb. 7) Der Deutsche Wetterdienst nannte ihn einen "Hurrikan für die Geschichtsbücher".<ref name="DWD 2017">DWD (2017): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/10/15.html Ophelia - Ein Hurrikan für die Geschichtsbücher]</ref> Ophelia erreichte nicht nur als zehnter aufeinanderfolgender Hurrikan in einer Saison einen neuen Rekord in der Satellitenära, sondern entstand auch außergewöhnlich weit nordöstlich von den üblichen Hurrikan-Entstehungsgebieten im subtropischen Atlantik westlich der Azoren. Der ungewöhnliche Entstehungsort hatte zur Folge, dass Ophelia nicht mit den [[Passat|Passatwinden]] nach Westen driftete, sondern sich nach Nordosten Richtung Europa bewegte. Zunächst als außertropisches Tiefdruckgebiet entstanden, entwickelte sich Ophelia schnell zum Hurrikan der Kategorie 3, was in dieser Region in der Nähe der Azoren noch nie beobachtet wurde. Auf dem weiteren Weg Richtung Irland wandelte sich Ophelia zu einem außertropischen Orkantief mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h, richtete auf der irischen Insel starke Verwüstungen an und forderte dort drei Todesopfer.

Eine Ursache der starken Hurrikan-Saison war das Fehlen von [[ENSO|El-Niño-Bedingungen]] im tropischen Pazifik und die beginnende Entwicklung einer La Niña gegen Ende des Jahres. Dadurch gab es allenfalls schwache vertikale Scherwinde<ref name="Windscherung" />, wodurch günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hurrikanen im Atlantik vorlagen.<ref name="NOAA 2017" /> Andere natürliche Schwankungen spielten eine ebenso wichtige, wenn nicht sogar wichtigere Rolle. So wurden die hohen [[Meeresoberflächentemperatur|Meeresoberflächentemperaturen]] im Hauptentstehungsgebiet gerade der starken Hurrikane 2017 primär durch die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Wassertemperaturen über Jahre und Jahrzehnte im tropischen Atlantik.<ref name="Lim 2018">Lim, Y.K., S.D. Schubert, R. Kovach, et al. (2018): The Roles of Climate Change and Climate Variability in the 2017 Atlantic Hurricane Season. Sci Rep 8, 16172 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-34343-5</ref> Aber auch die Zunahme der [[Treibhausgase|anthropogenen Treibhausgase]] hat zu der höheren Meeresoberflächentemperatur beigetragen. Insgesamt wurde die erhöhte Aktivität starker Hurrikane 2017 nach Murakami et al. (2018) hauptsächlich durch die höhere Meeresoberflächentemperatur in der Hauptentwicklungsregion der Hurrikane verursacht, eher als durch die moderaten [[ENSO|La-Niña-Bedingungen]].<ref name="Murakami 2018">Murakami, H., E. Levin, T.L. Delworth, R. Gudgel, and P.-C. Hsu (2018): Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence. Science, 362, 794–799, https://doi.org/10.1126/science.aat6711.</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2020 ===

Nur drei Jahre nach der verheerenden Hurrikan-Saison 2017 erlebte der tropische Atlantik im Jahr 2020 ein neues Hurrikan-Rekordjahr, das in mancher Hinsicht auch 2005 noch übertraf. So gab es 2020 sogar 30 benannte Stürme, so viel wie nie seit Beginn der Beobachtungen, gegenüber 28 im Jahr 2005 und 17 in 2017. Das zweite Mal (nach 2005) musste in der Hurrikan-Zählung zur Benennung der tropischen Stürme auf das griechische Alphabet zurückgegriffen werden, weil die 21 Namen des lateinischen Alphabets nicht ausreichten. Das war bei 9 benannten Stürmen der Fall, gegenüber 7 im Jahr 2005. 13 Stürme erreichten die Stärke von Hurrikanen (Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 6 die von schweren Hurrikanen (Kategorie 3-5 mit Windgeschwindigkeiten ab 178 km/h). Zum ersten Mal entstanden mit Eta und Iota zwei schwere Hurrikane im November, dem letzten Monat der Hurrikan-Saison, Iota sogar als ein Hurrikan der Kategorie 5.<ref name="WMO 2020">WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

Die schweren Hurrikane Laura (Kategorie 4) und Eta (Kategorie 4) richteten wahrscheinlich mit 14,1 Mrd. US$ und 6,7 Mrd. US$ die stärksten Zerstörungen an. Betroffen waren vor allem die Antillen, die Halbinsel Yucatán und die südlichen Vereinigten Staaten. Laura fielen 77 und Eta 189 Menschen zum Opfer. Auch der späte Kategorie-5-Hurrikan Iota verursachte rund 60 Todesopfer. Insgesamt belief sich die Zahl der Toten auf über 400.<ref name="Wikipedia 2020">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Atlantic_hurricane_season 2020 Atlantic hurricane season]</ref> Die Daten sind jedoch als vorläufig anzusehen. Eine endgültige Auswertung dieser Hurrikan-Saison steht noch aus.

Als Gründe für die außergewöhnlich aktive Hurrikan-Saison 2020 wird von der amerikanischen Wetterbehörde NOAA die Atlantische Multidekaden Schwankung (AMO) genannt, die sich seit 1995 in einer warmen Phase befindet. Verbunden damit sind hohe Meeresoberflächentemperaturen und schwächere Windscherungen. An letzteren waren auch beginnende La-Niña-Bedingungen beteiligt. Eine andere Besonderheit sind außerdem Hurrikane, die sich einerseits sehr langsam vorwärtsbewegen und andererseits sehr schnell intensivieren und in den letzten Jahrzehnten zunehmend auftraten. Das traf 2020 außer auf Eta und Iota auch auf andere Hurrikane zu, die dadurch, dass sie längere Zeit mit hohen Sturmstärken am selben Ort verharrten, sehr starke Zerstörungen durch Winde, Sturmfluten und Niederschläge anrichteten. Bei diesem Phänomen weisen Experten auf den Einfluss des Klimawandels hin.<ref>Nach WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

[[Datei:AdjustedTCCount 1878-2008.png|thumb|420 px|Abb. 8: Jährliche tropische Wirbelstürme im tropischen N-Atlantik 1878-2010. Stürme von weniger als 2 Tagen wurden ausgelassen und Stürme, die vor der Satellitenbeobachtung nicht erfasst wurden, hinzugefügt (s. Text). Rote Linie: Jahresmittel, schwarze Linie: 5-Jahresmittel, blaue Linie: Durchschnitt der Periode 1878-2008 ]]
[[Datei:Hurricanes Storms1950-2019.jpg|thumb|420 px|Abb. 9: Benannte tropische Stürme, Hurrikane und starke (Kategorie 3-5) Hurrikane]]

==Änderung der Hurrikan-Aktivität==
Die historischen Daten über die Anzahl tropischer Wirbelstürme bzw. Hurrikane während des letzten Jahrhunderts zeigen einen deutlichen Aufwärtstrend, der mit der zunehmenden Meeresoberflächentemperatur korreliert ist. Überlagert wird dieser Trend einerseits von starken Schwankungen von Jahr zu Jahr, andererseits von deutlichen Dekaden-Schwankungen. So war die Zeit zwischen 1910 und 1930 ausgesprochen ruhig, während die Hurrikan-Aktivität in den 1940ern bis 1960ern deutlich zugenommen hat. Über den gesamten Zeitraum 1878-2006 wurde ein Trend von +3,84 Stürme pro 100 Jahre geschätzt. Beginnt man die Zählung bei 1900 ergibt sich sogar ein Trend von +6 Stürmen pro 100 Jahre.<ref name="Vecchi 2008">Vecchi, G. A. & Knutson, T. R. (2008): On estimates of historical North Atlantic tropical cyclone activity. Journal of Climate 21, 3580–3600</ref>

Ein erheblicher Teil der Zunahme der Sturmhäufigkeit ist jedoch künstlich bedingt durch eine Veränderung in den Beobachtungsmethoden. Vor 1944 wurden die Stürme durch Schiffe oder durch das Zählen der auf Land treffenden Stürme erfasst. Nach dem 2. Weltkrieg kamen Beobachtungen durch Flurzeuge und erst ab Ende der 1960er Jahre durch Satelliten hinzu. Auf den Schiffsrouten über den Atlantik wurden vor allem die kleineren Stürme von weniger als zwei Tagen Dauer nicht erfasst. Auch entgingen der Beobachtung von Schiffen und von Land zahlreiche Hurrikane auf hoher See. Diese und die kleineren Stürme gingen aber später in die flächendeckenden Satelliten-Daten ein, wodurch die Gesamtzahl der Hurrikane allein durch die neue Beobachtungsmethode zunahm. Nach einer Anpassung der Daten durch Hinzufügen der geschätzten „fehlenden“ Stürme zeigt die Gesamtzahl aller Hurrikane nur noch einen sehr geringen positiven Trend zwischen 1878 und 2006, der sich kaum von Null unterscheidet (Abb. 8). Eine leichte Abnahme zeigt sich bei den auf Land treffenden Hurrikanen in den USA, die historisch relativ gut dokumentiert sind.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): Global Warming and Hurricanes. An Overview of Current Research Results, https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/#wmo-expertteam-2010-assessment-of-tropical-cyclones-and-climate-change</ref>

Die korrigierten Daten zeigen Ende des 19. Jahrhunderts eine relativ hohe Anzahl an Hurrikanen, worauf bis ca. 1930 eine Abnahme folgt. Zwischen 1930 und den 1950er Jahren ist die Hurrikan-Anzahl wieder relativ hoch, bleibt aber dann zwischen 1960 und den 1980er Jahren unter dem Durchschnitt der Periode 1878-2008. Seit den 1990er Jahre folgt ein erneuter Anstieg der Zahl der Hurrikane. Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Murakami 2020">Murakami, H., T.L. Delworth, W. Cooke, M. Zhao, B. Xiang & P.-C. Hsu (2020): Detected climatic change in global distribution of tropical cyclones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(20), 10706–10714. https://doi.org/10.1073/pnas.1922500117</ref> der globalen Trends der Hurrikan-Zahl in den letzten vier Jahrzehnten zeigt für den Atlantik im Gegensatz etwa zum westlichen und östlichen Pazifik ebenfalls eine klare Zunahme. Die letzten 25 Jahre im tropischen Nordatlantik waren sowohl bei den tropischen Stürmen insgesamt wie bei den schwachen und starken Hurrikanen die aktivste Periode seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Auch die Intensität der Hurrikane und vor allem die Intensität der stärksten Hurrikane ab Kategorie 3 ("major hurricanes") haben zugenommen (Abb. 9).<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.6.3, 14.6.1</ref><ref name="Walsh 2016">Walsh, K. J., J. Mcbride, P. J. Klotzbach, S. Balachandran, S. J. Camargo, G. Holland, Th. R Knutson, J. Kossin, T-C Lee, A. Sobel & M. Sugi (2016): Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: ClimateChange, 7(1), DOI:10.1002/wcc.371.</ref>

==Die Ursachenfrage==
Die Zeitserie der Hurrikane zeigt starke jährliche und deutliche Dekadenschwankungen, jedoch keinen klaren langfristigen Trend, der mit dem der globalen Mitteltemperatur vergleichbar wäre. Es ist daher davon auszugehen, dass neben der globalen Erwärmung auch andere Ursachen für die langfristige Entwicklung der Hurrikan-Aktivität eine Rolle spielen. Die wichtigsten Faktoren, die tropische Hurrikane beeinflussen, sind bekannt. Günstige Bedingungen sind hohe Temperaturen in der oberen Ozeanschicht, eine instabile Atmosphäre (d.h. große Temperaturunterschiede zwischen unterer und höherer Atmosphäre) mit hohem Wasserdampfgehalt in der mittleren Troposphäre und schwache vertikale Scherwinde. Wie sich diese Faktoren verändern und welche dominieren, ist weniger bekannt. Und vor allem ist umstritten, welche Ursachen dafür in welchem Ausmaß anzunehmen sind. In Konkurrenz stehen dabei Klimaänderungen durch den Menschen durch anthropogene Treibhausgase und Aerosole sowie natürliche Schwankungen.

[[Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg|thumb|420 px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik 1900 bis 2020]]
===Meeresoberflächentemperatur===

Wie der Blick auf die starken Hurrikan-Saisons im 21. Jahrhundert gezeigt hat, war daran auch immer eine hohe Meeresoberflächentemperatur beteiligt. Die tropische Meeresoberflächentemperatur im Atlantik ist in den letzten 100 Jahren deutlich stärker angestiegen als in den anderen Ozeanen. Dabei lassen sich grob drei Phasen unterscheiden (Abb. 10): ein starker Anstieg von 1900 bis ca. 1940, dann ein leichter Abfall der Temperatur bis ca. 1980 und danach wieder ein deutlicher Anstieg. Wenn auch nicht die Anzahl, so kann nach Elsner et al. (2008) die Intensität tropischer Zyklonen auf eine steigende Wassertemperatur zurückgeführt werden. Höhere Wassertemperaturen fördern die Verdunstung und den Wasserdampfgehalt der darüber liegenden Atmosphäre und damit die Dynamik von Hurrikanen.
[[Datei:SST Golf von Mexiko.jpg|thumb|320 px|Abb. 11: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August]]

Blickt man auf den Verlauf der Temperaturänderung im Atlantik (Abb. 10) oder im Golf von Mexiko (Abb. 11), so fällt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Verlauf der globalen Mitteltemperatur auf. Letztere wird insgesamt auf den Anstieg anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre zurückgeführt. Allerdings ist die leichte Temperaturabnahme seit den 1950er bis zu den 1970er Jahren, die sich auch bei den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik wiederfindet, damit nicht zu erklären, da die Treibhausgaskonzentrationen kontinuierlich ansteigen. Diese Temperaturdelle wird von der Forschung durch die zunehmende Belastung der Atmosphäre durch [[Sulfataerosole]] infolge der schmutzigen Industrialisierung nach dem 2. Weltkrieg in den westlichen Industriestaaten erklärt. Die Luftreinhaltepolitik ab den 1980er Jahren habe dann zu einem Wiederanstieg der globalen Mitteltemperatur geführt. Auf diesem Hintergrund liegt es nahe, auch für die Abnahme der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik die Aerosolbelastung verantwortlich zu machen.

===Aerosole und Klimaschwankungen===
So führen Dunstone et al. (2013)<ref name="Dunstobe 2013">N. J. Dunstone, D. M. Smith, B. B. B. Booth, L. Hermanson, R. Eade (2013): Anthropogenic aerosol forcing of Atlantic tropical storms. Nat. Geosci. 6, 534–539</ref> kühlere Meeresoberflächentemperaturen und damit schwächere Perioden der Hurrikan-Aktivität in den 1970er und 1980er Jahren im Atlantik hauptsächlich auf eine zunehmende Aerosolkonzentration durch die Emissionen westlicher Industriestaaten zurück. Aerosole reflektieren Sonnenstrahlung und bewirken so eine Abkühlung der Atmosphäre wie der Wassertemperaturen der Ozeane. Die anschließenden wärmeren Wassertemperaturen und starken Hurrikan-Jahre werden mit der Luftreinhaltepolitik begründet. Auch für die nächsten Jahrzehnte sei mit einer Aerosol-Abnahme zu rechnen und daher mit entsprechend stärkeren Hurrikan-Aktivitäten. Die Bedeutung der Aerosole wird allerdings im Laufe des 21. Jahrhunderts zunehmend von der der Treibhausgase abgelöst. Spätere Untersuchungen haben den Aerosol-Einfluss auf die Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1970er Jahren auf ca. 25% quantifiziert.<ref name="Knutson 2019">Knutson, T., S.J. Camargo, J.C.L. Chan, et al. (2019): Tropical cyclones and climate change assessment: Part I. Detection and attribution. BAMS 100, 1987–2007</ref>

Da die Aerosolkonzentration über dem Nordatlantik auch nach 2005 weiter abgenommen habe, die Anzahl der starken Hurrikane aber nicht zugenommen, sondern zurückgegangen sei, halten Yan et al. (2018)<ref name="Yan 2018">Yan, Zhang, and Knutson (2018): The role of Atlantic overturning circulation in the recent decline of Atlantic major hurricane frequency, Nature Communications, 2018, 8, 1695, DOI: 10.1038/s41467-017-01377-8</ref> die Aerosol-These für unzutreffend. Sie sehen die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur über den Zeitraum 2005-2015 primär durch die [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation]] (AMOC) bestimmt. Sowohl Modellsimulationen wie Beobachtungen zeigten eine Abschwächung der Meeresoberflächenströmung vom Golf von Mexiko Richtung Nordatlantik, von der der Golf- und Nordatlantikstrom wichtige Teile sind. Das habe Auswirkungen sowohl auf die Meeresoberflächentemperatur als auch auf die Windscherung. Tatsächlich zeigt die Abb. unten, dass die natürlichen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Atlantik (der Atlantischen Multidekaden-Oszillation, AMO) weitgehend mit der Zahl der tropischen Wirbelstürme korrelieren. Die AMO wiederum wird nach Yan et al. (2017) wesentlich von der Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation beeinflusst.

Die Rolle der anthropogenen Aerosole für die Zunahme der tropischen Wirbelstürme seit 1980 bleibt allerdings weiterhin Gegenstand der Forschung. So wird in aktuellen Studien die gegensätzliche Entwicklung der Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik und westlichen Nordpazifik teilweise durch den unterschiedlichen Effekt anthropogener Aerosole begründet<ref name="Camargo 2023">Camargo, S.J., H. Murakami, N. Bloemendaal et al. (2023): [https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2023.10.001 An Update on the Influence of Natural Climate Variability and Anthropogenic Climate Change on Tropical Cyclones], Tropical Cyclone Research and Review</ref> und die atlantische Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1980er Jahren weitgehend durch die Abnahme der Aerosolbelastung infolge der Luftreinhaltepolitik in Europa und den USA erklärt. In Ost- und Südasien hat dagegen die Aerosolbelastung durch die anlaufende Industrialisierung seit den 1980er Jahren stark zugenommen, wodurch die Aktivität tropischer Wirbelstürme unterdrückt wurde,<ref name="Murakami 2022">Murakami, H. (2022): [https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9493 Substantial global influence of anthropogenic aerosols on tropical cyclones over the past 40 years]. Sci. Adv., 8, eabn9493</ref> da Aerosole einen abkühlenden Effekt besitzen und damit auch die Meeresoberflächentemperaturen verringern.

===Einfluss des Klimawandels?===
Eine einfache Beziehung besteht zwischen der Zunahme der Hurrikan-Zahl in den letzten 30-40 Jahren und dem Einfluss des Menschen auf das Klima jedenfalls nicht. Man muss davon ausgehen, dass die Veränderungen der Hurrikane-Aktivität durch eine Vielzahl von anthropogenen und natürlichen Faktoren bestimmt werden. Das gilt nicht nur für die bloße Anzahl von tropischen Wirbelstürmen im Nordatlantik, sondern auch für andere Faktoren. So wurde in letzter Zeit beobachtet, dass Hurrikane sich zunehmend schneller intensivieren. Hurrikane der Kategorie 1 haben sich etwa häufiger als früher in wenigen Tagen zu Hurrikanen der Kategorie 5 entwickelt. Auch der Anteil von starken Hurrikanen an allen Hurrikanen hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen.<ref name="Bhatia 2019">Bhatia, K. T. et al. (2019): Recent increases in tropical cyclone intensification rates. Nat. Commun. 10, 3942</ref> Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Kossin 2020">Kossin, J.P., K.R. Knapp, T.L. Olander, C.S. Velden (2020): Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, Proc Natl Acad Sci USA., https://doi.or/0.107/nas.1920849117</ref> über die letzten ca. 40 Jahre, bzw. des Satellitenzeitalters, stellt eine klare Veränderung zu einer größeren Intensität von Hurrikanen fest. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von schweren (Kategorie 3-5) Hurrikanen hat sich demnach global um 8%, im Nordatlantik sogar um 49% pro Jahrzehnt erhöht. Die Ursachen werden sowohl in natürlichen Schwankungen wie der [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|AMOC]] als auch in anthropogenen [[Aerosole|Aerosolen]] und [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] gesehen. Eine genaue Quantifizierung der jeweiligen Anteile sei jedoch nicht möglich. Zumindest ist es unwahrscheinlich, dass die Zunahme anthropogener Treibhausgase der dominierende Faktor ist. Im westlichen Nordpazifik, dem Hauptgebiet tropischer Zyklonen, seien keine signifikanten Änderungen des Auftretens schwerer tropischer Wirbelstürme festzustellen. Da die langlebigen und wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre gut durchmischt sind, müssten sie sich auch im westlichen Pazifik auswirken.<ref name="Kossin 2020" />

[[Datei:TC structure.jpg|thumb|420 px|Abb. 12: Ein Hurrikan beim Auftreffen auf Land. Ein Teil des Hurrikans liegt weiterhin über dem warmen Meer (orange). Die starke Verdunstung (Evaporation) lädt die Hurrikan-Luft mit Wasserdampf auf (dünne blaue Pfeile links). Die aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert und verursacht heftige Niederschläge (blaue dicke Pfeile und Tropfen rechts). Sturmfluten (Storm surge) und Niederschläge (Rainfall) führen zu Überschwemmungen (Flooding). ]]

Neben der Verstärkung von Hurrikanen spielen weitere Veränderungen bei der Frage nach einem anthropogenen Einfluss eine wichtige Rolle: die Verstärkung von Niederschlägen, die von Hurrikanen ausgehen, und die Verzögerung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land.<ref name="Kossin 2020" /> Als Beispiel für stärkere Niederschläge wurden u.a. die gewaltigen Niederschlagsmengen untersucht, die von Hurrikan Harvey 2017 über Houston niedergingen (s.o.). Damit in Verbindung wurden die hohen Ozeantemperaturen gebracht, die von manchen Autoren dem Klimawandel zugerechnet werden. Die Hurrikan-bedingten Niederschläge in der Region haben nach einigen Autoren durch die globale Erwärmung um bis zu 20% zugenommen. Andere fanden keine belastbaren Belege für einen anthropogenen Einfluss auf die Niederschlagszunahmen durch tropische Wirbelstürme.<ref name="Knutson 2019" /> Mit den höheren Niederschlägen in Verbindung steht eine beobachtete Verlangsamung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land. Normalerweise verlieren die Hurikane über Land schnell an Energie, da der Wasserdampfnachschub nachlässt. Nach Li & Chakraborty<ref name="Li 2020">Li, L.,& P. Chakraborty (2020): Slower decay of landfalling hurricanes in a warming world, Nature 587, 230-234, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2867-7</ref> hatte ein typischer Hurrikan in den 1960er Jahren beim Auftreffen auf Land innerhalb eines Tages 75% seiner Stärke verloren, gegenwärtig sind es nur noch 50%. Hauptgrund sei ein wärmerer Ozean und dadurch eine größere Wasserdampfmenge als Antrieb der Hurrikan-Intensität. Je mehr Wasserdampf ein Hurrikan aufgenommen hat, desto weniger verliert er an Stärke über Land. Die Folge sind höhere Niederschläge und heftigere Stürme über den betroffenen Landstrichen. Bei einem langsameren Hurrikan bleibt zudem ein Teil des Wirbelsturms auch nach dem Landfall länger über dem angrenzenden Meer und „tankt“ weiterhin Feuchtigkeit (Abb. 12).

==Einzelnachweise==
<references />

==Weblinks==
*Kasang, D. & F. Wachsmann (2018): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/wp-content/uploads/pdf/de/extremereignisse/warnsignal_klima-extremereignisse-kapitel-5_2.pdf Tropische Wirbelstürme unter besonderer Berücksichtigung von Hurrikanen.] In: Lozán, J.L., S.-W. Breckle, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (Hrsg.): Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 207-212. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.30.
*[https://scnat.ch/de/uuid/i/dc9f9b6a-f887-5934-b561-d0e76ea6597b-Verstärkt_die_globale_Erwärmung_Wirbelstürme Verstärkt die globale Erwärmung Wirbelstürme?] Climate Press Nr. 23

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]]
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264762/035fd2a5c1f5227daae4929745f0d711/2009-hurrikans-data.pdf '''globalen Daten'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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Hier finden Sie eine [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane im Klimawandel] Wie beeinflusst der Klimawandel die Hurrikane im Nordatlantik? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane] Über den Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Ausbreitung bzw. Häufigkeit von Hurrikanen (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265474/5b509c88ee059ab5addf8d28421f5c77/2007-hurrikans-data.pdf Hurrikans] Wie ändert sich Anzahl und Stärke von Hurrikans? (Johanneum zu Lübeck, Lübeck)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265354/786fb201651b5dc750345dfb6be32bf0/2018-new-york-meeresspiegelanstieg-data.pdf Die Gefährdung New Yorks] Die Gefährdung New Yorks durch den Meeresspiegelanstieg und Hurrikane (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)

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==Literatur==
*Kasang, D. (2011): Tropische Wirbelstürme, in: Lozán, J.L., u.a. (Hrsg): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken, Hamburg 2011, 144-148; aktualisierte Fassung [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/die-meere/kapitel-3-6-tropische-wirbelstuerme/ online]

{{CC-Lizenz}}
{{#set:
ähnlich wie=Hitzewellen
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Aktuelle Klimaänderungen, Erwärmung des Ozeans, ENSO-Folgen, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]

Hurrikane im Atlantik

2024-08-26T09:24:06Z

Anja: /* Weblinks */

[[Datei:Katrina SST 27.8.2005.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Hurrikan Katrina am 27.8.2005. Meeresoberflächentemperaturen (SST vom 25.-27.8.2005) vor dem Auftreffen auf Land von Hurrikan Katrina.]]
Von allen Wetterextremen besitzen [[tropische Wirbelstürme]] die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im nördlichen Atlantik und östlichen Pazifik heißen sie Hurrikane, im [[Taifune im Nordwest-Pazifik|westlichen Pazifik Taifune]], im nördlichen Indischen Ozean Zyklone.

== Namen und Zugbahnen ==
Wie die [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebiete]] in den mittleren Breiten werden auch Hurrikane mit Vornamen versehen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen den Wetterdiensten und Behörden in verschiedenen Ländern und in der Schifffahrt. Seit 1953 werden alle Hurrikane im Atlantik nach einer [https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-risk-reduction/tropical-cyclones/Naming Liste] benannt, die von einem internationalen Komitee der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) erstellt wird. Auf der Liste stehen für jede Hurrikan-Saison 21 alphabetisch angeordnete weibliche und männliche Vornamen, die sich alle 6 Jahre wiederholen. Sollte es in einer Saison mehr als 21 Hurrikane geben, werden die folgenden nach griechischen Buchstaben benannt (Alpha, Beta, Gamma usw.). Das war bisher nur zweimal der Fall, 2005 und 2020.
[[Datei:Hurricane tracks september.jpg|thumb|420 px|Abb.2: Typische Zugbahnen von Hurrikanen im September]]

Die Hurrikane des Nordatlantiks bewegen sich auf Zugbahnen vom mittleren Atlantik oder der östlichen Karibik nach Westen und Norden Richtung Mittelamerika bzw. den Süden der USA. Im Südatlantik gibt es so gut wie keine Hurrikane, da dort zu geringe Meeresoberflächentemperaturen herrschen. Der Ursprung der atlantischen Hurrikane liegt zumeist in der [[Passat|Passatzone]] über dem äquatorialen Afrika, wo sich im tropischen Klima Gewitterzellen bilden, nach Westen driften und als kleine Tiefdruckgebiete den Atlantik erreichen. Vorläufer der Gewitterstörungen sind oft Luftströmungen über dem Golf von Aden, die über das äthiopische Hochland und dann über Westafrika Richtung Atlantik ziehen.<ref name="NASA 2004">NASA Scientific Visualization Studio (2004): [https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a002900/a002987/index.html Hurricane Isabel Genesis]</ref> Hurrikane selbst entstehen aus solchen Tiefs zumeist über dem mittleren und westlichen Atlantik oder der Karibik und dem Golf von Mexiko (Abb. 2).

== Hurrikan-Saison ==
[[Datei:Hurricanes tropical-storms.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Anzahl von Hurrikanen (gelb, ab 116 km/h) und Tropischen Stürmen (rot, 56-117 km/h) nach Jahreszeit in 100 Jahren.]]
Die offizielle Hurrikan-Saison im Nordatlantik reicht vom 1. Juni bis zum 30. November. Der Höhepunkt liegt zwischen Mitte August und Ende Oktober. Im Spätsommer ist die Differenz zwischen den Meeresoberflächentemperaturen und den Temperaturen in der oberen Troposphäre am größten, wodurch der Auftrieb der warmen Luft und die Kondensation in der Höhe verstärkt wird. Von Mitte August bis Mitte Oktober reicht der intensivste Teil der atlantischen Hurrikan-Saison, mit 87% der Tage mit [[Tropische Wirbelstürme#Klassifizierung|Hurrikanen der Kategorie]] 1 (mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 2 (ab 154 km/h) sowie 97% der Tage mit schweren Hurrikanen der Kategorien 3 (ab 178 km/h), 4 (ab 209 km/h) und 5 (ab 252 km/h). In dieser Zeit nimmt die starke Windscherung<ref name="Windscherung">Der Wechsel der Windrichtung und -stärke mit der Höhe, durch den die Entstehung von Hurrikanen stark behindert werden kann.</ref> vom Mai nach und nach ab, was die Entwicklung von Hurrikanen begünstigt. Die Ozean-Temperaturen steigen stark an, ebenso die [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] und die Luftfeuchtigkeit. Statistisch ist der 10. September der Höhepunkt der Hurrikan-Saison (Abb. 3). Ab Oktober fördern starke Höhenwinde die Windscherung, und Luft- und Wassertemperaturen nehmen wieder ab. Als Folge geht auch die Hurrikan-Aktivität zurück.<ref name="NOAA 2016">NOAA (2016): [https://www.noaa.gov/stories/peak-of-hurricane-season-why-now The peak of the hurricane season – why now?]</ref>

Seit dem Jahr 2000 gab es im tropischen Atlantik drei Hurrikan-Saisons, in denen besonders viele und intensive Hurrikane auftraten, von denen einige starke Zerstörungen bewirkten: 2005, 2017 und 2020. In allen drei Fällen schwächte sich ein El Niño ab und es entwickelten sich fast gleichzeitig mit den Hurrikanen La-Niña-Bedingungen. Während eines El Niños bilden sich über dem Atlantik stärkere Westwinde in der Höhe und stärkere Passate, wodurch die vertikale Windscherung verstärkt und die Hurrikan-Aktivität unterdrückt wird. La Niña besitzt eine entgegengesetzte Wirkung: Über der Karibik und dem westlichen tropischen Atlantik bildet sich ein Hochdruckrücken in der Höhe, wodurch schwächere Winde und eine geringe Windscherung auftreten, was die Entfaltung von Hurrikanen begünstigt.<ref name="NOAA 2014">NOAA; Climate.gov (2014): [https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/impacts-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a-hurricane-season Impacts of El Niño and La Niña on the hurricane season]</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2005 ===
[[Datei:Hurricanes2005 tracking.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Hurrikan-Zugbahnen in der Hurrikan-Saison 2005. Lila: schwere Hurrikane (Kategorie 3-5), rot: schwächere Hurrikane (1 und 2), gelb: tropische Stürme; die eingerahmten Ziffern verweisen auf die einzelnen tropischen Wirbelstürme (Namen in den Kästchen).]]
Die Hurrikan-Saison 2005 ist in erster Linie mit dem Namen des Kategorie-5-Hurrikans '''Katrina''' verbunden (Abb. 1). Katrina traf Ende August 2005 zunächst auf den Süden Floridas und richtete dann starke Schäden im Mississippi-Delta und New Orleans an und forderte zahlreiche Todesopfer. Durch einen Dammbruch wurde New Orleans zu 80 % unter Wasser gesetzt und weitgehend unbewohnbar, 1836 Menschen verloren ihr Leben<ref name="Knabb 2011">Knabb, R.D; J.R. Rhome, D.P. Brown (2005/2011): [https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL122005_Katrina.pdf Tropical Cyclone Report, Hurricane Katrina]</ref> und der Sachschaden belief sich auf 125 Milliarden US-Dollar, womit Katrina zum teuersten Hurrikan der USA wurde.<ref name="Wikipedia 2020a">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Atlantic_hurricane_records List of Atlantic hurricane records]</ref> Katrina war zwar der teuerste, aber nicht der stärkste Sturm der Saison. Mit einem Zentraldruck von nur 882 hPa erwies sich Hurricane Wilma als der bis dahin stärkste je gemessene atlantische Hurrikan. Wilma traf vor allem die Küste der Halbinsel Yucatán (Mexiko) und zog anschließend über den Süden Floridas.<ref name="Wikipedia 2020c">Wikipedia (zuletzt geändert 2020): [https://de.wikipedia.org/wiki/Hurrikan_Wilma Hurrikan Wilma]</ref>

Insgesamt ging das Jahr 2005 in die Geschichte als das Jahr der bis dahin mit Abstand stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik ein, mit 28 benannten tropischen Wirbelstürmen (ab 64 km/h) und 15 Hurrikanen, wovon sieben der Kategorie 3-5 und vier der Kategorie 5 angehörten (Abb. 4).<ref name="Wikipedia 2020b">Wikipedia (2020): List of Atlantic hurricane season, https://en.wikipedia.org/wiki/2005_Atlantic_hurricane_season</ref><ref name="Wikipedia 2020a" /> Damit brach 2005 den Rekord von 1933, als 21 tropische Wirbelstürme über den tropischen Nordatlantik zogen. Die Gründe für die starke Hurrikan-Saison lagen vor allem in den außergewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen in der Karibik und dem tropischen Atlantischen Ozean, die mit bis zu 30 °C und mehr Rekordwerte erreichten (Abb. 1). Die Temperaturen im Atlantik lagen ca. 1 °C über dem langjährigen Mittel.<ref name="Beven 2008">Beven, J.L; L.A. Avila, E.S. Blake, et al. (2008): Atlantic Hurricane Season of 2005. Monthly Weather Review. 136 (3): 1109–1173. doi:10.1175/2007MWR2074.1</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2017 ===
[[Datei:Hurricane-Harvey-rainfall.png|thumb|420 px|Abb. 5: Hurrikan Harvey: Gesamtniederschlag 25.-30.8.2017 in Inches (1 Inch = 25,4 mm).]]
Die atlantische Hurrikan-Saison 2017 war bestimmt durch zwei sehr starke Hurrikane der Kategorie 5 (Irma und Maria) und vier weitere Hurrikane der Kategorie 3 und 4 (Lee und Ophelia sowie Harvey und Jose). Insgesamt erreichten von 17 benannten tropischen Wirbelstürmen 10 die Stärke eines Hurrikans. Damit lag 2017 deutlich über dem Mittel der Jahre 1981-2010 mit 6,4 Hurrikanen und 2,7 schweren Hurrikanen, und das Jahr stand bei der Anzahl an schweren Hurrikanen an dritter Stelle der bis dahin erfolgten Messungen. Gemessen an dem ACE-Index, der die Hurrikan-Anzahl, ihre Lebensdauer und ihre Intensität berücksichtigt, übertraf 2017 den Mittelwert von 1981-2010 um das Doppelte. Daran waren vor allem die beiden Kategorie-5-Hurrkane Irma und Maria beteiligt.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/tropical-cyclones/201713 Hurricanes and tropical Storms]</ref>

[[Datei:Harvey SST Aug.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Meeresoberflächentemperaturen während Hurrikan Harvey im August 2017 in °C.]]
2017 war zudem mit 265 US$ die teuerste Hurrikan-Saison für die USA. Die Schäden gingen vor allem von den drei schweren Hurrikanen Harvey, Irma und Maria aus. Der Schaden durch den Hurrikan Harvey von 125 Mrd. US$ wurde in den USA nur durch Katrina im Jahr 2005 übertroffen. Die Zerstörungen von Sachwerten waren weniger durch die Windstärke des Kategorie-4-Hurrikans Harvey verursacht als durch die gewaltigen Regenfälle, die über die texanische Küstenstadt Houston und Umgebung niedergingen, als Harvey auf Land traf (Abb. 5). Die katastrophalen Überschwemmungen zerstörten 9000 Wohnstätten und beschädigten weitere 185 000.<ref name="Wang 2018">Wang, S.-Y. S., Zhao, L., Yoon, J.-H., Klotzbach, P., & Gillies, R. R. (2018). Quantitative attribution of climate effects on Hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environmental Research Letters, 13, 5. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabb85</ref> Aber auch Maria verursachte vor allem auf Puerto Rico und den US-amerikanischen Jungferninseln einen Schaden von über 90 Mrd. US$. Neben den hohen Sachschäden verloren mindestens 68 Menschen in Texas durch Harvey ihr Leben.<ref name="WMO 2018">WMO (2018): [https://public.wmo.int/en/media/news/wmo-hurricane-committee-reviews-devastating-2017-season-retires-names Hurricane Committee reviews devastating 2017 season]</ref>

Der Hurrikan '''Harvey''' wurde wegen seiner ungewöhnlich hohen Niederschläge Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei stand die Frage im Mittelpunkt, wie stark die globale Erwärmung daran beteiligt war. In der Nähe von Houston wurde ein Niederschlag von 1043 mm in drei Tagen gemessen, ein Ereignis, das nach Oldenborgh et al. (2017) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nur einmal in 9000 Jahren vorkommen sollte.<ref name="Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., et al (2017): Attribution of extreme rainfall from Hurricane Harvey, August 2017 Environ. Res. Lett. 12 124009</ref> Ein so hoher Niederschlag sei nach Modell-Berechnungen durch den anthropogenen Klimawandel drei Mal wahrscheinlicher geworden. Allgemein nehmen die Niederschläge allein durch die Erwärmung der Atmosphäre zu, weil der Wasserdampfgehalt der Luft nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung um 7% pro Grad Erwärmung steigt. Hurrikan Harvey hat dagegen durch die Wasserdampfzufuhr vom Meer nach Wang et al. (2018) eine Zunahme der Regenfälle um 20% erzeugt.<ref name="Wang 2018" />

Ein anderer Faktor, der durch die globale Erwärmung beeinflusst wird, ist die Wassertemperatur in den Entstehungsgebieten der Hurrikane. Der Wärmegehalt in der oberen Wasserschicht des Golfs von Mexiko erreichte 2017 Rekordwerte. Die [[Meeresoberflächentemperatur]] lag bei über 30 °C (Abb. 6). Im Zusammenspiel mit der stark erwärmten Atmosphäre führte das zu einer intensiven [[Verdunstung]]. In der Höhe kam es zu starken [[Kondensation|Kondensationsprozessen]] und ergiebigen Niederschlägen. Aufgrund der großen Ausdehnung von Harvey und seiner langsamen Vorwärtsbewegung kam es über mehrere Tage zu der Situation, dass Harvey z.T. über dem Meer lag und dort erhebliche Wassermassen durch Verdunstung aufnahm, die über einen anderen Teil des Hurrikans als heftige Niederschläge über dem Land niedergingen.<ref name="Trenberth 2018">Trenberth, K. E., Cheng, L., Jacobs, P., Zhang, Y., & Fasullo, J. (2018): Hurricane Harvey links to ocean heat content and climate change adaptation. Earth’s Future, 6, 730–744. https://doi.org/10.1029/2018EF000825</ref>

[[Datei:Hurricane Ophelia Ireland.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Ex-Hurrikan Ophelia über Irland am 16.10.2017]]
Ein weiterer besonderer Hurrikan der Saison 2017 war '''Ophelia''' (Abb. 7) Der Deutsche Wetterdienst nannte ihn einen "Hurrikan für die Geschichtsbücher".<ref name="DWD 2017">DWD (2017): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/10/15.html Ophelia - Ein Hurrikan für die Geschichtsbücher]</ref> Ophelia erreichte nicht nur als zehnter aufeinanderfolgender Hurrikan in einer Saison einen neuen Rekord in der Satellitenära, sondern entstand auch außergewöhnlich weit nordöstlich von den üblichen Hurrikan-Entstehungsgebieten im subtropischen Atlantik westlich der Azoren. Der ungewöhnliche Entstehungsort hatte zur Folge, dass Ophelia nicht mit den [[Passat|Passatwinden]] nach Westen driftete, sondern sich nach Nordosten Richtung Europa bewegte. Zunächst als außertropisches Tiefdruckgebiet entstanden, entwickelte sich Ophelia schnell zum Hurrikan der Kategorie 3, was in dieser Region in der Nähe der Azoren noch nie beobachtet wurde. Auf dem weiteren Weg Richtung Irland wandelte sich Ophelia zu einem außertropischen Orkantief mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h, richtete auf der irischen Insel starke Verwüstungen an und forderte dort drei Todesopfer.

Eine Ursache der starken Hurrikan-Saison war das Fehlen von [[ENSO|El-Niño-Bedingungen]] im tropischen Pazifik und die beginnende Entwicklung einer La Niña gegen Ende des Jahres. Dadurch gab es allenfalls schwache vertikale Scherwinde<ref name="Windscherung" />, wodurch günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hurrikanen im Atlantik vorlagen.<ref name="NOAA 2017" /> Andere natürliche Schwankungen spielten eine ebenso wichtige, wenn nicht sogar wichtigere Rolle. So wurden die hohen [[Meeresoberflächentemperatur|Meeresoberflächentemperaturen]] im Hauptentstehungsgebiet gerade der starken Hurrikane 2017 primär durch die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Wassertemperaturen über Jahre und Jahrzehnte im tropischen Atlantik.<ref name="Lim 2018">Lim, Y.K., S.D. Schubert, R. Kovach, et al. (2018): The Roles of Climate Change and Climate Variability in the 2017 Atlantic Hurricane Season. Sci Rep 8, 16172 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-34343-5</ref> Aber auch die Zunahme der [[Treibhausgase|anthropogenen Treibhausgase]] hat zu der höheren Meeresoberflächentemperatur beigetragen. Insgesamt wurde die erhöhte Aktivität starker Hurrikane 2017 nach Murakami et al. (2018) hauptsächlich durch die höhere Meeresoberflächentemperatur in der Hauptentwicklungsregion der Hurrikane verursacht, eher als durch die moderaten [[ENSO|La-Niña-Bedingungen]].<ref name="Murakami 2018">Murakami, H., E. Levin, T.L. Delworth, R. Gudgel, and P.-C. Hsu (2018): Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence. Science, 362, 794–799, https://doi.org/10.1126/science.aat6711.</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2020 ===

Nur drei Jahre nach der verheerenden Hurrikan-Saison 2017 erlebte der tropische Atlantik im Jahr 2020 ein neues Hurrikan-Rekordjahr, das in mancher Hinsicht auch 2005 noch übertraf. So gab es 2020 sogar 30 benannte Stürme, so viel wie nie seit Beginn der Beobachtungen, gegenüber 28 im Jahr 2005 und 17 in 2017. Das zweite Mal (nach 2005) musste in der Hurrikan-Zählung zur Benennung der tropischen Stürme auf das griechische Alphabet zurückgegriffen werden, weil die 21 Namen des lateinischen Alphabets nicht ausreichten. Das war bei 9 benannten Stürmen der Fall, gegenüber 7 im Jahr 2005. 13 Stürme erreichten die Stärke von Hurrikanen (Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 6 die von schweren Hurrikanen (Kategorie 3-5 mit Windgeschwindigkeiten ab 178 km/h). Zum ersten Mal entstanden mit Eta und Iota zwei schwere Hurrikane im November, dem letzten Monat der Hurrikan-Saison, Iota sogar als ein Hurrikan der Kategorie 5.<ref name="WMO 2020">WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

Die schweren Hurrikane Laura (Kategorie 4) und Eta (Kategorie 4) richteten wahrscheinlich mit 14,1 Mrd. US$ und 6,7 Mrd. US$ die stärksten Zerstörungen an. Betroffen waren vor allem die Antillen, die Halbinsel Yucatán und die südlichen Vereinigten Staaten. Laura fielen 77 und Eta 189 Menschen zum Opfer. Auch der späte Kategorie-5-Hurrikan Iota verursachte rund 60 Todesopfer. Insgesamt belief sich die Zahl der Toten auf über 400.<ref name="Wikipedia 2020">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Atlantic_hurricane_season 2020 Atlantic hurricane season]</ref> Die Daten sind jedoch als vorläufig anzusehen. Eine endgültige Auswertung dieser Hurrikan-Saison steht noch aus.

Als Gründe für die außergewöhnlich aktive Hurrikan-Saison 2020 wird von der amerikanischen Wetterbehörde NOAA die Atlantische Multidekaden Schwankung (AMO) genannt, die sich seit 1995 in einer warmen Phase befindet. Verbunden damit sind hohe Meeresoberflächentemperaturen und schwächere Windscherungen. An letzteren waren auch beginnende La-Niña-Bedingungen beteiligt. Eine andere Besonderheit sind außerdem Hurrikane, die sich einerseits sehr langsam vorwärtsbewegen und andererseits sehr schnell intensivieren und in den letzten Jahrzehnten zunehmend auftraten. Das traf 2020 außer auf Eta und Iota auch auf andere Hurrikane zu, die dadurch, dass sie längere Zeit mit hohen Sturmstärken am selben Ort verharrten, sehr starke Zerstörungen durch Winde, Sturmfluten und Niederschläge anrichteten. Bei diesem Phänomen weisen Experten auf den Einfluss des Klimawandels hin.<ref>Nach WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

[[Datei:AdjustedTCCount 1878-2008.png|thumb|420 px|Abb. 8: Jährliche tropische Wirbelstürme im tropischen N-Atlantik 1878-2010. Stürme von weniger als 2 Tagen wurden ausgelassen und Stürme, die vor der Satellitenbeobachtung nicht erfasst wurden, hinzugefügt (s. Text). Rote Linie: Jahresmittel, schwarze Linie: 5-Jahresmittel, blaue Linie: Durchschnitt der Periode 1878-2008 ]]
[[Datei:Hurricanes Storms1950-2019.jpg|thumb|420 px|Abb. 9: Benannte tropische Stürme, Hurrikane und starke (Kategorie 3-5) Hurrikane]]

==Änderung der Hurrikan-Aktivität==
Die historischen Daten über die Anzahl tropischer Wirbelstürme bzw. Hurrikane während des letzten Jahrhunderts zeigen einen deutlichen Aufwärtstrend, der mit der zunehmenden Meeresoberflächentemperatur korreliert ist. Überlagert wird dieser Trend einerseits von starken Schwankungen von Jahr zu Jahr, andererseits von deutlichen Dekaden-Schwankungen. So war die Zeit zwischen 1910 und 1930 ausgesprochen ruhig, während die Hurrikan-Aktivität in den 1940ern bis 1960ern deutlich zugenommen hat. Über den gesamten Zeitraum 1878-2006 wurde ein Trend von +3,84 Stürme pro 100 Jahre geschätzt. Beginnt man die Zählung bei 1900 ergibt sich sogar ein Trend von +6 Stürmen pro 100 Jahre.<ref name="Vecchi 2008">Vecchi, G. A. & Knutson, T. R. (2008): On estimates of historical North Atlantic tropical cyclone activity. Journal of Climate 21, 3580–3600</ref>

Ein erheblicher Teil der Zunahme der Sturmhäufigkeit ist jedoch künstlich bedingt durch eine Veränderung in den Beobachtungsmethoden. Vor 1944 wurden die Stürme durch Schiffe oder durch das Zählen der auf Land treffenden Stürme erfasst. Nach dem 2. Weltkrieg kamen Beobachtungen durch Flurzeuge und erst ab Ende der 1960er Jahre durch Satelliten hinzu. Auf den Schiffsrouten über den Atlantik wurden vor allem die kleineren Stürme von weniger als zwei Tagen Dauer nicht erfasst. Auch entgingen der Beobachtung von Schiffen und von Land zahlreiche Hurrikane auf hoher See. Diese und die kleineren Stürme gingen aber später in die flächendeckenden Satelliten-Daten ein, wodurch die Gesamtzahl der Hurrikane allein durch die neue Beobachtungsmethode zunahm. Nach einer Anpassung der Daten durch Hinzufügen der geschätzten „fehlenden“ Stürme zeigt die Gesamtzahl aller Hurrikane nur noch einen sehr geringen positiven Trend zwischen 1878 und 2006, der sich kaum von Null unterscheidet (Abb. 8). Eine leichte Abnahme zeigt sich bei den auf Land treffenden Hurrikanen in den USA, die historisch relativ gut dokumentiert sind.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): Global Warming and Hurricanes. An Overview of Current Research Results, https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/#wmo-expertteam-2010-assessment-of-tropical-cyclones-and-climate-change</ref>

Die korrigierten Daten zeigen Ende des 19. Jahrhunderts eine relativ hohe Anzahl an Hurrikanen, worauf bis ca. 1930 eine Abnahme folgt. Zwischen 1930 und den 1950er Jahren ist die Hurrikan-Anzahl wieder relativ hoch, bleibt aber dann zwischen 1960 und den 1980er Jahren unter dem Durchschnitt der Periode 1878-2008. Seit den 1990er Jahre folgt ein erneuter Anstieg der Zahl der Hurrikane. Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Murakami 2020">Murakami, H., T.L. Delworth, W. Cooke, M. Zhao, B. Xiang & P.-C. Hsu (2020): Detected climatic change in global distribution of tropical cyclones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(20), 10706–10714. https://doi.org/10.1073/pnas.1922500117</ref> der globalen Trends der Hurrikan-Zahl in den letzten vier Jahrzehnten zeigt für den Atlantik im Gegensatz etwa zum westlichen und östlichen Pazifik ebenfalls eine klare Zunahme. Die letzten 25 Jahre im tropischen Nordatlantik waren sowohl bei den tropischen Stürmen insgesamt wie bei den schwachen und starken Hurrikanen die aktivste Periode seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Auch die Intensität der Hurrikane und vor allem die Intensität der stärksten Hurrikane ab Kategorie 3 ("major hurricanes") haben zugenommen (Abb. 9).<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.6.3, 14.6.1</ref><ref name="Walsh 2016">Walsh, K. J., J. Mcbride, P. J. Klotzbach, S. Balachandran, S. J. Camargo, G. Holland, Th. R Knutson, J. Kossin, T-C Lee, A. Sobel & M. Sugi (2016): Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: ClimateChange, 7(1), DOI:10.1002/wcc.371.</ref>

==Die Ursachenfrage==
Die Zeitserie der Hurrikane zeigt starke jährliche und deutliche Dekadenschwankungen, jedoch keinen klaren langfristigen Trend, der mit dem der globalen Mitteltemperatur vergleichbar wäre. Es ist daher davon auszugehen, dass neben der globalen Erwärmung auch andere Ursachen für die langfristige Entwicklung der Hurrikan-Aktivität eine Rolle spielen. Die wichtigsten Faktoren, die tropische Hurrikane beeinflussen, sind bekannt. Günstige Bedingungen sind hohe Temperaturen in der oberen Ozeanschicht, eine instabile Atmosphäre (d.h. große Temperaturunterschiede zwischen unterer und höherer Atmosphäre) mit hohem Wasserdampfgehalt in der mittleren Troposphäre und schwache vertikale Scherwinde. Wie sich diese Faktoren verändern und welche dominieren, ist weniger bekannt. Und vor allem ist umstritten, welche Ursachen dafür in welchem Ausmaß anzunehmen sind. In Konkurrenz stehen dabei Klimaänderungen durch den Menschen durch anthropogene Treibhausgase und Aerosole sowie natürliche Schwankungen.

[[Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg|thumb|420 px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik 1900 bis 2020]]
===Meeresoberflächentemperatur===

Wie der Blick auf die starken Hurrikan-Saisons im 21. Jahrhundert gezeigt hat, war daran auch immer eine hohe Meeresoberflächentemperatur beteiligt. Die tropische Meeresoberflächentemperatur im Atlantik ist in den letzten 100 Jahren deutlich stärker angestiegen als in den anderen Ozeanen. Dabei lassen sich grob drei Phasen unterscheiden (Abb. 10): ein starker Anstieg von 1900 bis ca. 1940, dann ein leichter Abfall der Temperatur bis ca. 1980 und danach wieder ein deutlicher Anstieg. Wenn auch nicht die Anzahl, so kann nach Elsner et al. (2008) die Intensität tropischer Zyklonen auf eine steigende Wassertemperatur zurückgeführt werden. Höhere Wassertemperaturen fördern die Verdunstung und den Wasserdampfgehalt der darüber liegenden Atmosphäre und damit die Dynamik von Hurrikanen.
[[Datei:SST Golf von Mexiko.jpg|thumb|320 px|Abb. 11: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August]]

Blickt man auf den Verlauf der Temperaturänderung im Atlantik (Abb. 10) oder im Golf von Mexiko (Abb. 11), so fällt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Verlauf der globalen Mitteltemperatur auf. Letztere wird insgesamt auf den Anstieg anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre zurückgeführt. Allerdings ist die leichte Temperaturabnahme seit den 1950er bis zu den 1970er Jahren, die sich auch bei den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik wiederfindet, damit nicht zu erklären, da die Treibhausgaskonzentrationen kontinuierlich ansteigen. Diese Temperaturdelle wird von der Forschung durch die zunehmende Belastung der Atmosphäre durch [[Sulfataerosole]] infolge der schmutzigen Industrialisierung nach dem 2. Weltkrieg in den westlichen Industriestaaten erklärt. Die Luftreinhaltepolitik ab den 1980er Jahren habe dann zu einem Wiederanstieg der globalen Mitteltemperatur geführt. Auf diesem Hintergrund liegt es nahe, auch für die Abnahme der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik die Aerosolbelastung verantwortlich zu machen.

===Aerosole und Klimaschwankungen===
So führen Dunstone et al. (2013)<ref name="Dunstobe 2013">N. J. Dunstone, D. M. Smith, B. B. B. Booth, L. Hermanson, R. Eade (2013): Anthropogenic aerosol forcing of Atlantic tropical storms. Nat. Geosci. 6, 534–539</ref> kühlere Meeresoberflächentemperaturen und damit schwächere Perioden der Hurrikan-Aktivität in den 1970er und 1980er Jahren im Atlantik hauptsächlich auf eine zunehmende Aerosolkonzentration durch die Emissionen westlicher Industriestaaten zurück. Aerosole reflektieren Sonnenstrahlung und bewirken so eine Abkühlung der Atmosphäre wie der Wassertemperaturen der Ozeane. Die anschließenden wärmeren Wassertemperaturen und starken Hurrikan-Jahre werden mit der Luftreinhaltepolitik begründet. Auch für die nächsten Jahrzehnte sei mit einer Aerosol-Abnahme zu rechnen und daher mit entsprechend stärkeren Hurrikan-Aktivitäten. Die Bedeutung der Aerosole wird allerdings im Laufe des 21. Jahrhunderts zunehmend von der der Treibhausgase abgelöst. Spätere Untersuchungen haben den Aerosol-Einfluss auf die Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1970er Jahren auf ca. 25% quantifiziert.<ref name="Knutson 2019">Knutson, T., S.J. Camargo, J.C.L. Chan, et al. (2019): Tropical cyclones and climate change assessment: Part I. Detection and attribution. BAMS 100, 1987–2007</ref>

Da die Aerosolkonzentration über dem Nordatlantik auch nach 2005 weiter abgenommen habe, die Anzahl der starken Hurrikane aber nicht zugenommen, sondern zurückgegangen sei, halten Yan et al. (2018)<ref name="Yan 2018">Yan, Zhang, and Knutson (2018): The role of Atlantic overturning circulation in the recent decline of Atlantic major hurricane frequency, Nature Communications, 2018, 8, 1695, DOI: 10.1038/s41467-017-01377-8</ref> die Aerosol-These für unzutreffend. Sie sehen die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur über den Zeitraum 2005-2015 primär durch die [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation]] (AMOC) bestimmt. Sowohl Modellsimulationen wie Beobachtungen zeigten eine Abschwächung der Meeresoberflächenströmung vom Golf von Mexiko Richtung Nordatlantik, von der der Golf- und Nordatlantikstrom wichtige Teile sind. Das habe Auswirkungen sowohl auf die Meeresoberflächentemperatur als auch auf die Windscherung. Tatsächlich zeigt die Abb. unten, dass die natürlichen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Atlantik (der Atlantischen Multidekaden-Oszillation, AMO) weitgehend mit der Zahl der tropischen Wirbelstürme korrelieren. Die AMO wiederum wird nach Yan et al. (2017) wesentlich von der Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation beeinflusst.

Die Rolle der anthropogenen Aerosole für die Zunahme der tropischen Wirbelstürme seit 1980 bleibt allerdings weiterhin Gegenstand der Forschung. So wird in aktuellen Studien die gegensätzliche Entwicklung der Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik und westlichen Nordpazifik teilweise durch den unterschiedlichen Effekt anthropogener Aerosole begründet<ref name="Camargo 2023">Camargo, S.J., H. Murakami, N. Bloemendaal et al. (2023): [https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2023.10.001 An Update on the Influence of Natural Climate Variability and Anthropogenic Climate Change on Tropical Cyclones], Tropical Cyclone Research and Review</ref> und die atlantische Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1980er Jahren weitgehend durch die Abnahme der Aerosolbelastung infolge der Luftreinhaltepolitik in Europa und den USA erklärt. In Ost- und Südasien hat dagegen die Aerosolbelastung durch die anlaufende Industrialisierung seit den 1980er Jahren stark zugenommen, wodurch die Aktivität tropischer Wirbelstürme unterdrückt wurde,<ref name="Murakami 2022">Murakami, H. (2022): [https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9493 Substantial global influence of anthropogenic aerosols on tropical cyclones over the past 40 years]. Sci. Adv., 8, eabn9493</ref> da Aerosole einen abkühlenden Effekt besitzen und damit auch die Meeresoberflächentemperaturen verringern.

===Einfluss des Klimawandels?===
Eine einfache Beziehung besteht zwischen der Zunahme der Hurrikan-Zahl in den letzten 30-40 Jahren und dem Einfluss des Menschen auf das Klima jedenfalls nicht. Man muss davon ausgehen, dass die Veränderungen der Hurrikane-Aktivität durch eine Vielzahl von anthropogenen und natürlichen Faktoren bestimmt werden. Das gilt nicht nur für die bloße Anzahl von tropischen Wirbelstürmen im Nordatlantik, sondern auch für andere Faktoren. So wurde in letzter Zeit beobachtet, dass Hurrikane sich zunehmend schneller intensivieren. Hurrikane der Kategorie 1 haben sich etwa häufiger als früher in wenigen Tagen zu Hurrikanen der Kategorie 5 entwickelt. Auch der Anteil von starken Hurrikanen an allen Hurrikanen hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen.<ref name="Bhatia 2019">Bhatia, K. T. et al. (2019): Recent increases in tropical cyclone intensification rates. Nat. Commun. 10, 3942</ref> Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Kossin 2020">Kossin, J.P., K.R. Knapp, T.L. Olander, C.S. Velden (2020): Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, Proc Natl Acad Sci USA., https://doi.or/0.107/nas.1920849117</ref> über die letzten ca. 40 Jahre, bzw. des Satellitenzeitalters, stellt eine klare Veränderung zu einer größeren Intensität von Hurrikanen fest. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von schweren (Kategorie 3-5) Hurrikanen hat sich demnach global um 8%, im Nordatlantik sogar um 49% pro Jahrzehnt erhöht. Die Ursachen werden sowohl in natürlichen Schwankungen wie der [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|AMOC]] als auch in anthropogenen [[Aerosole|Aerosolen]] und [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] gesehen. Eine genaue Quantifizierung der jeweiligen Anteile sei jedoch nicht möglich. Zumindest ist es unwahrscheinlich, dass die Zunahme anthropogener Treibhausgase der dominierende Faktor ist. Im westlichen Nordpazifik, dem Hauptgebiet tropischer Zyklonen, seien keine signifikanten Änderungen des Auftretens schwerer tropischer Wirbelstürme festzustellen. Da die langlebigen und wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre gut durchmischt sind, müssten sie sich auch im westlichen Pazifik auswirken.<ref name="Kossin 2020" />

[[Datei:TC structure.jpg|thumb|420 px|Abb. 12: Ein Hurrikan beim Auftreffen auf Land. Ein Teil des Hurrikans liegt weiterhin über dem warmen Meer (orange). Die starke Verdunstung (Evaporation) lädt die Hurrikan-Luft mit Wasserdampf auf (dünne blaue Pfeile links). Die aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert und verursacht heftige Niederschläge (blaue dicke Pfeile und Tropfen rechts). Sturmfluten (Storm surge) und Niederschläge (Rainfall) führen zu Überschwemmungen (Flooding). ]]

Neben der Verstärkung von Hurrikanen spielen weitere Veränderungen bei der Frage nach einem anthropogenen Einfluss eine wichtige Rolle: die Verstärkung von Niederschlägen, die von Hurrikanen ausgehen, und die Verzögerung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land.<ref name="Kossin 2020" /> Als Beispiel für stärkere Niederschläge wurden u.a. die gewaltigen Niederschlagsmengen untersucht, die von Hurrikan Harvey 2017 über Houston niedergingen (s.o.). Damit in Verbindung wurden die hohen Ozeantemperaturen gebracht, die von manchen Autoren dem Klimawandel zugerechnet werden. Die Hurrikan-bedingten Niederschläge in der Region haben nach einigen Autoren durch die globale Erwärmung um bis zu 20% zugenommen. Andere fanden keine belastbaren Belege für einen anthropogenen Einfluss auf die Niederschlagszunahmen durch tropische Wirbelstürme.<ref name="Knutson 2019" /> Mit den höheren Niederschlägen in Verbindung steht eine beobachtete Verlangsamung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land. Normalerweise verlieren die Hurikane über Land schnell an Energie, da der Wasserdampfnachschub nachlässt. Nach Li & Chakraborty<ref name="Li 2020">Li, L.,& P. Chakraborty (2020): Slower decay of landfalling hurricanes in a warming world, Nature 587, 230-234, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2867-7</ref> hatte ein typischer Hurrikan in den 1960er Jahren beim Auftreffen auf Land innerhalb eines Tages 75% seiner Stärke verloren, gegenwärtig sind es nur noch 50%. Hauptgrund sei ein wärmerer Ozean und dadurch eine größere Wasserdampfmenge als Antrieb der Hurrikan-Intensität. Je mehr Wasserdampf ein Hurrikan aufgenommen hat, desto weniger verliert er an Stärke über Land. Die Folge sind höhere Niederschläge und heftigere Stürme über den betroffenen Landstrichen. Bei einem langsameren Hurrikan bleibt zudem ein Teil des Wirbelsturms auch nach dem Landfall länger über dem angrenzenden Meer und „tankt“ weiterhin Feuchtigkeit (Abb. 12).

==Einzelnachweise==
<references />

==Weblinks==
*Kasang, D. & F. Wachsmann (2018): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/wp-content/uploads/pdf/de/extremereignisse/warnsignal_klima-extremereignisse-kapitel-5_2.pdf Tropische Wirbelstürme unter besonderer Berücksichtigung von Hurrikanen.] In: Lozán, J.L., S.-W. Breckle, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (Hrsg.): Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 207-212. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.30.
*[https://scnat.ch/de/uuid/i/dc9f9b6a-f887-5934-b561-d0e76ea6597b-Verstärkt_die_globale_Erwärmung_Wirbelstürme Verstärkt die globale Erwärmung Wirbelstürme?] Climate Press Nr. 23

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]]
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264762/035fd2a5c1f5227daae4929745f0d711/2009-hurrikans-data.pdf '''globalen Daten'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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Hier finden Sie eine [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/daten-zum-klimawandel/daten-zu-klimaprojektionen/arbeitsanweisungen-panoply-263990 '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane im Klimawandel] Wie beeinflusst der Klimawandel die Hurrikane im Nordatlantik? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane] Über den Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Ausbreitung bzw. Häufigkeit von Hurrikanen (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265474/5b509c88ee059ab5addf8d28421f5c77/2007-hurrikans-data.pdf Hurrikans] Wie ändert sich Anzahl und Stärke von Hurrikans? (Johanneum zu Lübeck, Lübeck)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265354/786fb201651b5dc750345dfb6be32bf0/2018-new-york-meeresspiegelanstieg-data.pdf Die Gefährdung New Yorks] Die Gefährdung New Yorks durch den Meeresspiegelanstieg und Hurrikane (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)

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==Literatur==
*Kasang, D. (2011): Tropische Wirbelstürme, in: Lozán, J.L., u.a. (Hrsg): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken, Hamburg 2011, 144-148; aktualisierte Fassung [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/die-meere/kapitel-3-6-tropische-wirbelstuerme/ online]

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{{#set:
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|ähnlich wie=Außertropische Stürme
|Teil von=Tropische Wirbelstürme
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|Unterrichtsmaterial=[http://www.webgeo.de/k_778/ Tropischer Wirbelsturm] Lernmodul über die Entstehung tropischer Wirbelstürme
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Aktuelle Klimaänderungen, Erwärmung des Ozeans, ENSO-Folgen, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]

Hurrikane im Atlantik

2024-08-26T09:22:26Z

Anja: /* Weblinks */

[[Datei:Katrina SST 27.8.2005.jpg|thumb|520 px|Abb. 1: Hurrikan Katrina am 27.8.2005. Meeresoberflächentemperaturen (SST vom 25.-27.8.2005) vor dem Auftreffen auf Land von Hurrikan Katrina.]]
Von allen Wetterextremen besitzen [[tropische Wirbelstürme]] die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im nördlichen Atlantik und östlichen Pazifik heißen sie Hurrikane, im [[Taifune im Nordwest-Pazifik|westlichen Pazifik Taifune]], im nördlichen Indischen Ozean Zyklone.

== Namen und Zugbahnen ==
Wie die [[Tiefdruckgebiet|Tiefdruckgebiete]] in den mittleren Breiten werden auch Hurrikane mit Vornamen versehen. Dies vereinfacht die Kommunikation zwischen den Wetterdiensten und Behörden in verschiedenen Ländern und in der Schifffahrt. Seit 1953 werden alle Hurrikane im Atlantik nach einer [https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-risk-reduction/tropical-cyclones/Naming Liste] benannt, die von einem internationalen Komitee der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) erstellt wird. Auf der Liste stehen für jede Hurrikan-Saison 21 alphabetisch angeordnete weibliche und männliche Vornamen, die sich alle 6 Jahre wiederholen. Sollte es in einer Saison mehr als 21 Hurrikane geben, werden die folgenden nach griechischen Buchstaben benannt (Alpha, Beta, Gamma usw.). Das war bisher nur zweimal der Fall, 2005 und 2020.
[[Datei:Hurricane tracks september.jpg|thumb|420 px|Abb.2: Typische Zugbahnen von Hurrikanen im September]]

Die Hurrikane des Nordatlantiks bewegen sich auf Zugbahnen vom mittleren Atlantik oder der östlichen Karibik nach Westen und Norden Richtung Mittelamerika bzw. den Süden der USA. Im Südatlantik gibt es so gut wie keine Hurrikane, da dort zu geringe Meeresoberflächentemperaturen herrschen. Der Ursprung der atlantischen Hurrikane liegt zumeist in der [[Passat|Passatzone]] über dem äquatorialen Afrika, wo sich im tropischen Klima Gewitterzellen bilden, nach Westen driften und als kleine Tiefdruckgebiete den Atlantik erreichen. Vorläufer der Gewitterstörungen sind oft Luftströmungen über dem Golf von Aden, die über das äthiopische Hochland und dann über Westafrika Richtung Atlantik ziehen.<ref name="NASA 2004">NASA Scientific Visualization Studio (2004): [https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a002900/a002987/index.html Hurricane Isabel Genesis]</ref> Hurrikane selbst entstehen aus solchen Tiefs zumeist über dem mittleren und westlichen Atlantik oder der Karibik und dem Golf von Mexiko (Abb. 2).

== Hurrikan-Saison ==
[[Datei:Hurricanes tropical-storms.jpg|thumb|420 px|Abb. 3: Anzahl von Hurrikanen (gelb, ab 116 km/h) und Tropischen Stürmen (rot, 56-117 km/h) nach Jahreszeit in 100 Jahren.]]
Die offizielle Hurrikan-Saison im Nordatlantik reicht vom 1. Juni bis zum 30. November. Der Höhepunkt liegt zwischen Mitte August und Ende Oktober. Im Spätsommer ist die Differenz zwischen den Meeresoberflächentemperaturen und den Temperaturen in der oberen Troposphäre am größten, wodurch der Auftrieb der warmen Luft und die Kondensation in der Höhe verstärkt wird. Von Mitte August bis Mitte Oktober reicht der intensivste Teil der atlantischen Hurrikan-Saison, mit 87% der Tage mit [[Tropische Wirbelstürme#Klassifizierung|Hurrikanen der Kategorie]] 1 (mit Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 2 (ab 154 km/h) sowie 97% der Tage mit schweren Hurrikanen der Kategorien 3 (ab 178 km/h), 4 (ab 209 km/h) und 5 (ab 252 km/h). In dieser Zeit nimmt die starke Windscherung<ref name="Windscherung">Der Wechsel der Windrichtung und -stärke mit der Höhe, durch den die Entstehung von Hurrikanen stark behindert werden kann.</ref> vom Mai nach und nach ab, was die Entwicklung von Hurrikanen begünstigt. Die Ozean-Temperaturen steigen stark an, ebenso die [[Lufttemperatur|Lufttemperaturen]] und die Luftfeuchtigkeit. Statistisch ist der 10. September der Höhepunkt der Hurrikan-Saison (Abb. 3). Ab Oktober fördern starke Höhenwinde die Windscherung, und Luft- und Wassertemperaturen nehmen wieder ab. Als Folge geht auch die Hurrikan-Aktivität zurück.<ref name="NOAA 2016">NOAA (2016): [https://www.noaa.gov/stories/peak-of-hurricane-season-why-now The peak of the hurricane season – why now?]</ref>

Seit dem Jahr 2000 gab es im tropischen Atlantik drei Hurrikan-Saisons, in denen besonders viele und intensive Hurrikane auftraten, von denen einige starke Zerstörungen bewirkten: 2005, 2017 und 2020. In allen drei Fällen schwächte sich ein El Niño ab und es entwickelten sich fast gleichzeitig mit den Hurrikanen La-Niña-Bedingungen. Während eines El Niños bilden sich über dem Atlantik stärkere Westwinde in der Höhe und stärkere Passate, wodurch die vertikale Windscherung verstärkt und die Hurrikan-Aktivität unterdrückt wird. La Niña besitzt eine entgegengesetzte Wirkung: Über der Karibik und dem westlichen tropischen Atlantik bildet sich ein Hochdruckrücken in der Höhe, wodurch schwächere Winde und eine geringe Windscherung auftreten, was die Entfaltung von Hurrikanen begünstigt.<ref name="NOAA 2014">NOAA; Climate.gov (2014): [https://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/impacts-el-ni%C3%B1o-and-la-ni%C3%B1a-hurricane-season Impacts of El Niño and La Niña on the hurricane season]</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2005 ===
[[Datei:Hurricanes2005 tracking.jpg|thumb|420 px|Abb. 4: Hurrikan-Zugbahnen in der Hurrikan-Saison 2005. Lila: schwere Hurrikane (Kategorie 3-5), rot: schwächere Hurrikane (1 und 2), gelb: tropische Stürme; die eingerahmten Ziffern verweisen auf die einzelnen tropischen Wirbelstürme (Namen in den Kästchen).]]
Die Hurrikan-Saison 2005 ist in erster Linie mit dem Namen des Kategorie-5-Hurrikans '''Katrina''' verbunden (Abb. 1). Katrina traf Ende August 2005 zunächst auf den Süden Floridas und richtete dann starke Schäden im Mississippi-Delta und New Orleans an und forderte zahlreiche Todesopfer. Durch einen Dammbruch wurde New Orleans zu 80 % unter Wasser gesetzt und weitgehend unbewohnbar, 1836 Menschen verloren ihr Leben<ref name="Knabb 2011">Knabb, R.D; J.R. Rhome, D.P. Brown (2005/2011): [https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL122005_Katrina.pdf Tropical Cyclone Report, Hurricane Katrina]</ref> und der Sachschaden belief sich auf 125 Milliarden US-Dollar, womit Katrina zum teuersten Hurrikan der USA wurde.<ref name="Wikipedia 2020a">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Atlantic_hurricane_records List of Atlantic hurricane records]</ref> Katrina war zwar der teuerste, aber nicht der stärkste Sturm der Saison. Mit einem Zentraldruck von nur 882 hPa erwies sich Hurricane Wilma als der bis dahin stärkste je gemessene atlantische Hurrikan. Wilma traf vor allem die Küste der Halbinsel Yucatán (Mexiko) und zog anschließend über den Süden Floridas.<ref name="Wikipedia 2020c">Wikipedia (zuletzt geändert 2020): [https://de.wikipedia.org/wiki/Hurrikan_Wilma Hurrikan Wilma]</ref>

Insgesamt ging das Jahr 2005 in die Geschichte als das Jahr der bis dahin mit Abstand stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik ein, mit 28 benannten tropischen Wirbelstürmen (ab 64 km/h) und 15 Hurrikanen, wovon sieben der Kategorie 3-5 und vier der Kategorie 5 angehörten (Abb. 4).<ref name="Wikipedia 2020b">Wikipedia (2020): List of Atlantic hurricane season, https://en.wikipedia.org/wiki/2005_Atlantic_hurricane_season</ref><ref name="Wikipedia 2020a" /> Damit brach 2005 den Rekord von 1933, als 21 tropische Wirbelstürme über den tropischen Nordatlantik zogen. Die Gründe für die starke Hurrikan-Saison lagen vor allem in den außergewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperaturen in der Karibik und dem tropischen Atlantischen Ozean, die mit bis zu 30 °C und mehr Rekordwerte erreichten (Abb. 1). Die Temperaturen im Atlantik lagen ca. 1 °C über dem langjährigen Mittel.<ref name="Beven 2008">Beven, J.L; L.A. Avila, E.S. Blake, et al. (2008): Atlantic Hurricane Season of 2005. Monthly Weather Review. 136 (3): 1109–1173. doi:10.1175/2007MWR2074.1</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2017 ===
[[Datei:Hurricane-Harvey-rainfall.png|thumb|420 px|Abb. 5: Hurrikan Harvey: Gesamtniederschlag 25.-30.8.2017 in Inches (1 Inch = 25,4 mm).]]
Die atlantische Hurrikan-Saison 2017 war bestimmt durch zwei sehr starke Hurrikane der Kategorie 5 (Irma und Maria) und vier weitere Hurrikane der Kategorie 3 und 4 (Lee und Ophelia sowie Harvey und Jose). Insgesamt erreichten von 17 benannten tropischen Wirbelstürmen 10 die Stärke eines Hurrikans. Damit lag 2017 deutlich über dem Mittel der Jahre 1981-2010 mit 6,4 Hurrikanen und 2,7 schweren Hurrikanen, und das Jahr stand bei der Anzahl an schweren Hurrikanen an dritter Stelle der bis dahin erfolgten Messungen. Gemessen an dem ACE-Index, der die Hurrikan-Anzahl, ihre Lebensdauer und ihre Intensität berücksichtigt, übertraf 2017 den Mittelwert von 1981-2010 um das Doppelte. Daran waren vor allem die beiden Kategorie-5-Hurrkane Irma und Maria beteiligt.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/tropical-cyclones/201713 Hurricanes and tropical Storms]</ref>

[[Datei:Harvey SST Aug.jpg|thumb|420 px|Abb. 6: Meeresoberflächentemperaturen während Hurrikan Harvey im August 2017 in °C.]]
2017 war zudem mit 265 US$ die teuerste Hurrikan-Saison für die USA. Die Schäden gingen vor allem von den drei schweren Hurrikanen Harvey, Irma und Maria aus. Der Schaden durch den Hurrikan Harvey von 125 Mrd. US$ wurde in den USA nur durch Katrina im Jahr 2005 übertroffen. Die Zerstörungen von Sachwerten waren weniger durch die Windstärke des Kategorie-4-Hurrikans Harvey verursacht als durch die gewaltigen Regenfälle, die über die texanische Küstenstadt Houston und Umgebung niedergingen, als Harvey auf Land traf (Abb. 5). Die katastrophalen Überschwemmungen zerstörten 9000 Wohnstätten und beschädigten weitere 185 000.<ref name="Wang 2018">Wang, S.-Y. S., Zhao, L., Yoon, J.-H., Klotzbach, P., & Gillies, R. R. (2018). Quantitative attribution of climate effects on Hurricane Harvey’s extreme rainfall in Texas. Environmental Research Letters, 13, 5. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aabb85</ref> Aber auch Maria verursachte vor allem auf Puerto Rico und den US-amerikanischen Jungferninseln einen Schaden von über 90 Mrd. US$. Neben den hohen Sachschäden verloren mindestens 68 Menschen in Texas durch Harvey ihr Leben.<ref name="WMO 2018">WMO (2018): [https://public.wmo.int/en/media/news/wmo-hurricane-committee-reviews-devastating-2017-season-retires-names Hurricane Committee reviews devastating 2017 season]</ref>

Der Hurrikan '''Harvey''' wurde wegen seiner ungewöhnlich hohen Niederschläge Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei stand die Frage im Mittelpunkt, wie stark die globale Erwärmung daran beteiligt war. In der Nähe von Houston wurde ein Niederschlag von 1043 mm in drei Tagen gemessen, ein Ereignis, das nach Oldenborgh et al. (2017) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nur einmal in 9000 Jahren vorkommen sollte.<ref name="Oldenborgh 2017">van Oldenborgh, G.J., et al (2017): Attribution of extreme rainfall from Hurricane Harvey, August 2017 Environ. Res. Lett. 12 124009</ref> Ein so hoher Niederschlag sei nach Modell-Berechnungen durch den anthropogenen Klimawandel drei Mal wahrscheinlicher geworden. Allgemein nehmen die Niederschläge allein durch die Erwärmung der Atmosphäre zu, weil der Wasserdampfgehalt der Luft nach der Clausius-Clapeyron-Gleichung um 7% pro Grad Erwärmung steigt. Hurrikan Harvey hat dagegen durch die Wasserdampfzufuhr vom Meer nach Wang et al. (2018) eine Zunahme der Regenfälle um 20% erzeugt.<ref name="Wang 2018" />

Ein anderer Faktor, der durch die globale Erwärmung beeinflusst wird, ist die Wassertemperatur in den Entstehungsgebieten der Hurrikane. Der Wärmegehalt in der oberen Wasserschicht des Golfs von Mexiko erreichte 2017 Rekordwerte. Die [[Meeresoberflächentemperatur]] lag bei über 30 °C (Abb. 6). Im Zusammenspiel mit der stark erwärmten Atmosphäre führte das zu einer intensiven [[Verdunstung]]. In der Höhe kam es zu starken [[Kondensation|Kondensationsprozessen]] und ergiebigen Niederschlägen. Aufgrund der großen Ausdehnung von Harvey und seiner langsamen Vorwärtsbewegung kam es über mehrere Tage zu der Situation, dass Harvey z.T. über dem Meer lag und dort erhebliche Wassermassen durch Verdunstung aufnahm, die über einen anderen Teil des Hurrikans als heftige Niederschläge über dem Land niedergingen.<ref name="Trenberth 2018">Trenberth, K. E., Cheng, L., Jacobs, P., Zhang, Y., & Fasullo, J. (2018): Hurricane Harvey links to ocean heat content and climate change adaptation. Earth’s Future, 6, 730–744. https://doi.org/10.1029/2018EF000825</ref>

[[Datei:Hurricane Ophelia Ireland.jpg|thumb|420 px|Abb. 7: Ex-Hurrikan Ophelia über Irland am 16.10.2017]]
Ein weiterer besonderer Hurrikan der Saison 2017 war '''Ophelia''' (Abb. 7) Der Deutsche Wetterdienst nannte ihn einen "Hurrikan für die Geschichtsbücher".<ref name="DWD 2017">DWD (2017): [https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2017/10/15.html Ophelia - Ein Hurrikan für die Geschichtsbücher]</ref> Ophelia erreichte nicht nur als zehnter aufeinanderfolgender Hurrikan in einer Saison einen neuen Rekord in der Satellitenära, sondern entstand auch außergewöhnlich weit nordöstlich von den üblichen Hurrikan-Entstehungsgebieten im subtropischen Atlantik westlich der Azoren. Der ungewöhnliche Entstehungsort hatte zur Folge, dass Ophelia nicht mit den [[Passat|Passatwinden]] nach Westen driftete, sondern sich nach Nordosten Richtung Europa bewegte. Zunächst als außertropisches Tiefdruckgebiet entstanden, entwickelte sich Ophelia schnell zum Hurrikan der Kategorie 3, was in dieser Region in der Nähe der Azoren noch nie beobachtet wurde. Auf dem weiteren Weg Richtung Irland wandelte sich Ophelia zu einem außertropischen Orkantief mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 150 km/h, richtete auf der irischen Insel starke Verwüstungen an und forderte dort drei Todesopfer.

Eine Ursache der starken Hurrikan-Saison war das Fehlen von [[ENSO|El-Niño-Bedingungen]] im tropischen Pazifik und die beginnende Entwicklung einer La Niña gegen Ende des Jahres. Dadurch gab es allenfalls schwache vertikale Scherwinde<ref name="Windscherung" />, wodurch günstige Bedingungen für die Entwicklung von Hurrikanen im Atlantik vorlagen.<ref name="NOAA 2017" /> Andere natürliche Schwankungen spielten eine ebenso wichtige, wenn nicht sogar wichtigere Rolle. So wurden die hohen [[Meeresoberflächentemperatur|Meeresoberflächentemperaturen]] im Hauptentstehungsgebiet gerade der starken Hurrikane 2017 primär durch die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) beeinflusst. Dabei handelt es sich um Schwankungen der Wassertemperaturen über Jahre und Jahrzehnte im tropischen Atlantik.<ref name="Lim 2018">Lim, Y.K., S.D. Schubert, R. Kovach, et al. (2018): The Roles of Climate Change and Climate Variability in the 2017 Atlantic Hurricane Season. Sci Rep 8, 16172 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-34343-5</ref> Aber auch die Zunahme der [[Treibhausgase|anthropogenen Treibhausgase]] hat zu der höheren Meeresoberflächentemperatur beigetragen. Insgesamt wurde die erhöhte Aktivität starker Hurrikane 2017 nach Murakami et al. (2018) hauptsächlich durch die höhere Meeresoberflächentemperatur in der Hauptentwicklungsregion der Hurrikane verursacht, eher als durch die moderaten [[ENSO|La-Niña-Bedingungen]].<ref name="Murakami 2018">Murakami, H., E. Levin, T.L. Delworth, R. Gudgel, and P.-C. Hsu (2018): Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence. Science, 362, 794–799, https://doi.org/10.1126/science.aat6711.</ref>

=== Die Hurrikan-Saison 2020 ===

Nur drei Jahre nach der verheerenden Hurrikan-Saison 2017 erlebte der tropische Atlantik im Jahr 2020 ein neues Hurrikan-Rekordjahr, das in mancher Hinsicht auch 2005 noch übertraf. So gab es 2020 sogar 30 benannte Stürme, so viel wie nie seit Beginn der Beobachtungen, gegenüber 28 im Jahr 2005 und 17 in 2017. Das zweite Mal (nach 2005) musste in der Hurrikan-Zählung zur Benennung der tropischen Stürme auf das griechische Alphabet zurückgegriffen werden, weil die 21 Namen des lateinischen Alphabets nicht ausreichten. Das war bei 9 benannten Stürmen der Fall, gegenüber 7 im Jahr 2005. 13 Stürme erreichten die Stärke von Hurrikanen (Windgeschwindigkeiten ab 117 km/h) und 6 die von schweren Hurrikanen (Kategorie 3-5 mit Windgeschwindigkeiten ab 178 km/h). Zum ersten Mal entstanden mit Eta und Iota zwei schwere Hurrikane im November, dem letzten Monat der Hurrikan-Saison, Iota sogar als ein Hurrikan der Kategorie 5.<ref name="WMO 2020">WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

Die schweren Hurrikane Laura (Kategorie 4) und Eta (Kategorie 4) richteten wahrscheinlich mit 14,1 Mrd. US$ und 6,7 Mrd. US$ die stärksten Zerstörungen an. Betroffen waren vor allem die Antillen, die Halbinsel Yucatán und die südlichen Vereinigten Staaten. Laura fielen 77 und Eta 189 Menschen zum Opfer. Auch der späte Kategorie-5-Hurrikan Iota verursachte rund 60 Todesopfer. Insgesamt belief sich die Zahl der Toten auf über 400.<ref name="Wikipedia 2020">Wikipedia (2020): [https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Atlantic_hurricane_season 2020 Atlantic hurricane season]</ref> Die Daten sind jedoch als vorläufig anzusehen. Eine endgültige Auswertung dieser Hurrikan-Saison steht noch aus.

Als Gründe für die außergewöhnlich aktive Hurrikan-Saison 2020 wird von der amerikanischen Wetterbehörde NOAA die Atlantische Multidekaden Schwankung (AMO) genannt, die sich seit 1995 in einer warmen Phase befindet. Verbunden damit sind hohe Meeresoberflächentemperaturen und schwächere Windscherungen. An letzteren waren auch beginnende La-Niña-Bedingungen beteiligt. Eine andere Besonderheit sind außerdem Hurrikane, die sich einerseits sehr langsam vorwärtsbewegen und andererseits sehr schnell intensivieren und in den letzten Jahrzehnten zunehmend auftraten. Das traf 2020 außer auf Eta und Iota auch auf andere Hurrikane zu, die dadurch, dass sie längere Zeit mit hohen Sturmstärken am selben Ort verharrten, sehr starke Zerstörungen durch Winde, Sturmfluten und Niederschläge anrichteten. Bei diesem Phänomen weisen Experten auf den Einfluss des Klimawandels hin.<ref>Nach WMO (2020): [https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-atlantic-hurricane-season-ends Record-braking Atlantic hurricane season ends]</ref>

[[Datei:AdjustedTCCount 1878-2008.png|thumb|420 px|Abb. 8: Jährliche tropische Wirbelstürme im tropischen N-Atlantik 1878-2010. Stürme von weniger als 2 Tagen wurden ausgelassen und Stürme, die vor der Satellitenbeobachtung nicht erfasst wurden, hinzugefügt (s. Text). Rote Linie: Jahresmittel, schwarze Linie: 5-Jahresmittel, blaue Linie: Durchschnitt der Periode 1878-2008 ]]
[[Datei:Hurricanes Storms1950-2019.jpg|thumb|420 px|Abb. 9: Benannte tropische Stürme, Hurrikane und starke (Kategorie 3-5) Hurrikane]]

==Änderung der Hurrikan-Aktivität==
Die historischen Daten über die Anzahl tropischer Wirbelstürme bzw. Hurrikane während des letzten Jahrhunderts zeigen einen deutlichen Aufwärtstrend, der mit der zunehmenden Meeresoberflächentemperatur korreliert ist. Überlagert wird dieser Trend einerseits von starken Schwankungen von Jahr zu Jahr, andererseits von deutlichen Dekaden-Schwankungen. So war die Zeit zwischen 1910 und 1930 ausgesprochen ruhig, während die Hurrikan-Aktivität in den 1940ern bis 1960ern deutlich zugenommen hat. Über den gesamten Zeitraum 1878-2006 wurde ein Trend von +3,84 Stürme pro 100 Jahre geschätzt. Beginnt man die Zählung bei 1900 ergibt sich sogar ein Trend von +6 Stürmen pro 100 Jahre.<ref name="Vecchi 2008">Vecchi, G. A. & Knutson, T. R. (2008): On estimates of historical North Atlantic tropical cyclone activity. Journal of Climate 21, 3580–3600</ref>

Ein erheblicher Teil der Zunahme der Sturmhäufigkeit ist jedoch künstlich bedingt durch eine Veränderung in den Beobachtungsmethoden. Vor 1944 wurden die Stürme durch Schiffe oder durch das Zählen der auf Land treffenden Stürme erfasst. Nach dem 2. Weltkrieg kamen Beobachtungen durch Flurzeuge und erst ab Ende der 1960er Jahre durch Satelliten hinzu. Auf den Schiffsrouten über den Atlantik wurden vor allem die kleineren Stürme von weniger als zwei Tagen Dauer nicht erfasst. Auch entgingen der Beobachtung von Schiffen und von Land zahlreiche Hurrikane auf hoher See. Diese und die kleineren Stürme gingen aber später in die flächendeckenden Satelliten-Daten ein, wodurch die Gesamtzahl der Hurrikane allein durch die neue Beobachtungsmethode zunahm. Nach einer Anpassung der Daten durch Hinzufügen der geschätzten „fehlenden“ Stürme zeigt die Gesamtzahl aller Hurrikane nur noch einen sehr geringen positiven Trend zwischen 1878 und 2006, der sich kaum von Null unterscheidet (Abb. 8). Eine leichte Abnahme zeigt sich bei den auf Land treffenden Hurrikanen in den USA, die historisch relativ gut dokumentiert sind.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): Global Warming and Hurricanes. An Overview of Current Research Results, https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/#wmo-expertteam-2010-assessment-of-tropical-cyclones-and-climate-change</ref>

Die korrigierten Daten zeigen Ende des 19. Jahrhunderts eine relativ hohe Anzahl an Hurrikanen, worauf bis ca. 1930 eine Abnahme folgt. Zwischen 1930 und den 1950er Jahren ist die Hurrikan-Anzahl wieder relativ hoch, bleibt aber dann zwischen 1960 und den 1980er Jahren unter dem Durchschnitt der Periode 1878-2008. Seit den 1990er Jahre folgt ein erneuter Anstieg der Zahl der Hurrikane. Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Murakami 2020">Murakami, H., T.L. Delworth, W. Cooke, M. Zhao, B. Xiang & P.-C. Hsu (2020): Detected climatic change in global distribution of tropical cyclones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117(20), 10706–10714. https://doi.org/10.1073/pnas.1922500117</ref> der globalen Trends der Hurrikan-Zahl in den letzten vier Jahrzehnten zeigt für den Atlantik im Gegensatz etwa zum westlichen und östlichen Pazifik ebenfalls eine klare Zunahme. Die letzten 25 Jahre im tropischen Nordatlantik waren sowohl bei den tropischen Stürmen insgesamt wie bei den schwachen und starken Hurrikanen die aktivste Periode seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Auch die Intensität der Hurrikane und vor allem die Intensität der stärksten Hurrikane ab Kategorie 3 ("major hurricanes") haben zugenommen (Abb. 9).<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.6.3, 14.6.1</ref><ref name="Walsh 2016">Walsh, K. J., J. Mcbride, P. J. Klotzbach, S. Balachandran, S. J. Camargo, G. Holland, Th. R Knutson, J. Kossin, T-C Lee, A. Sobel & M. Sugi (2016): Tropical cyclones and climate change. Wiley Interdisciplinary Reviews: ClimateChange, 7(1), DOI:10.1002/wcc.371.</ref>

==Die Ursachenfrage==
Die Zeitserie der Hurrikane zeigt starke jährliche und deutliche Dekadenschwankungen, jedoch keinen klaren langfristigen Trend, der mit dem der globalen Mitteltemperatur vergleichbar wäre. Es ist daher davon auszugehen, dass neben der globalen Erwärmung auch andere Ursachen für die langfristige Entwicklung der Hurrikan-Aktivität eine Rolle spielen. Die wichtigsten Faktoren, die tropische Hurrikane beeinflussen, sind bekannt. Günstige Bedingungen sind hohe Temperaturen in der oberen Ozeanschicht, eine instabile Atmosphäre (d.h. große Temperaturunterschiede zwischen unterer und höherer Atmosphäre) mit hohem Wasserdampfgehalt in der mittleren Troposphäre und schwache vertikale Scherwinde. Wie sich diese Faktoren verändern und welche dominieren, ist weniger bekannt. Und vor allem ist umstritten, welche Ursachen dafür in welchem Ausmaß anzunehmen sind. In Konkurrenz stehen dabei Klimaänderungen durch den Menschen durch anthropogene Treibhausgase und Aerosole sowie natürliche Schwankungen.

[[Datei:Atlantic Ocean temp1900-2020.jpg|thumb|420 px|Abb. 10: Änderung der Meeresoberflächentemperaturen im Atlantik 1900 bis 2020]]
===Meeresoberflächentemperatur===

Wie der Blick auf die starken Hurrikan-Saisons im 21. Jahrhundert gezeigt hat, war daran auch immer eine hohe Meeresoberflächentemperatur beteiligt. Die tropische Meeresoberflächentemperatur im Atlantik ist in den letzten 100 Jahren deutlich stärker angestiegen als in den anderen Ozeanen. Dabei lassen sich grob drei Phasen unterscheiden (Abb. 10): ein starker Anstieg von 1900 bis ca. 1940, dann ein leichter Abfall der Temperatur bis ca. 1980 und danach wieder ein deutlicher Anstieg. Wenn auch nicht die Anzahl, so kann nach Elsner et al. (2008) die Intensität tropischer Zyklonen auf eine steigende Wassertemperatur zurückgeführt werden. Höhere Wassertemperaturen fördern die Verdunstung und den Wasserdampfgehalt der darüber liegenden Atmosphäre und damit die Dynamik von Hurrikanen.
[[Datei:SST Golf von Mexiko.jpg|thumb|320 px|Abb. 11: Änderung der Meeresoberflächentemperatur im Golf von Mexiko im August]]

Blickt man auf den Verlauf der Temperaturänderung im Atlantik (Abb. 10) oder im Golf von Mexiko (Abb. 11), so fällt eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Verlauf der globalen Mitteltemperatur auf. Letztere wird insgesamt auf den Anstieg anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre zurückgeführt. Allerdings ist die leichte Temperaturabnahme seit den 1950er bis zu den 1970er Jahren, die sich auch bei den Meeresoberflächentemperaturen im tropischen Atlantik wiederfindet, damit nicht zu erklären, da die Treibhausgaskonzentrationen kontinuierlich ansteigen. Diese Temperaturdelle wird von der Forschung durch die zunehmende Belastung der Atmosphäre durch [[Sulfataerosole]] infolge der schmutzigen Industrialisierung nach dem 2. Weltkrieg in den westlichen Industriestaaten erklärt. Die Luftreinhaltepolitik ab den 1980er Jahren habe dann zu einem Wiederanstieg der globalen Mitteltemperatur geführt. Auf diesem Hintergrund liegt es nahe, auch für die Abnahme der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Nordatlantik die Aerosolbelastung verantwortlich zu machen.

===Aerosole und Klimaschwankungen===
So führen Dunstone et al. (2013)<ref name="Dunstobe 2013">N. J. Dunstone, D. M. Smith, B. B. B. Booth, L. Hermanson, R. Eade (2013): Anthropogenic aerosol forcing of Atlantic tropical storms. Nat. Geosci. 6, 534–539</ref> kühlere Meeresoberflächentemperaturen und damit schwächere Perioden der Hurrikan-Aktivität in den 1970er und 1980er Jahren im Atlantik hauptsächlich auf eine zunehmende Aerosolkonzentration durch die Emissionen westlicher Industriestaaten zurück. Aerosole reflektieren Sonnenstrahlung und bewirken so eine Abkühlung der Atmosphäre wie der Wassertemperaturen der Ozeane. Die anschließenden wärmeren Wassertemperaturen und starken Hurrikan-Jahre werden mit der Luftreinhaltepolitik begründet. Auch für die nächsten Jahrzehnte sei mit einer Aerosol-Abnahme zu rechnen und daher mit entsprechend stärkeren Hurrikan-Aktivitäten. Die Bedeutung der Aerosole wird allerdings im Laufe des 21. Jahrhunderts zunehmend von der der Treibhausgase abgelöst. Spätere Untersuchungen haben den Aerosol-Einfluss auf die Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1970er Jahren auf ca. 25% quantifiziert.<ref name="Knutson 2019">Knutson, T., S.J. Camargo, J.C.L. Chan, et al. (2019): Tropical cyclones and climate change assessment: Part I. Detection and attribution. BAMS 100, 1987–2007</ref>

Da die Aerosolkonzentration über dem Nordatlantik auch nach 2005 weiter abgenommen habe, die Anzahl der starken Hurrikane aber nicht zugenommen, sondern zurückgegangen sei, halten Yan et al. (2018)<ref name="Yan 2018">Yan, Zhang, and Knutson (2018): The role of Atlantic overturning circulation in the recent decline of Atlantic major hurricane frequency, Nature Communications, 2018, 8, 1695, DOI: 10.1038/s41467-017-01377-8</ref> die Aerosol-These für unzutreffend. Sie sehen die Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur über den Zeitraum 2005-2015 primär durch die [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation]] (AMOC) bestimmt. Sowohl Modellsimulationen wie Beobachtungen zeigten eine Abschwächung der Meeresoberflächenströmung vom Golf von Mexiko Richtung Nordatlantik, von der der Golf- und Nordatlantikstrom wichtige Teile sind. Das habe Auswirkungen sowohl auf die Meeresoberflächentemperatur als auch auf die Windscherung. Tatsächlich zeigt die Abb. unten, dass die natürlichen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur im tropischen Atlantik (der Atlantischen Multidekaden-Oszillation, AMO) weitgehend mit der Zahl der tropischen Wirbelstürme korrelieren. Die AMO wiederum wird nach Yan et al. (2017) wesentlich von der Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation beeinflusst.

Die Rolle der anthropogenen Aerosole für die Zunahme der tropischen Wirbelstürme seit 1980 bleibt allerdings weiterhin Gegenstand der Forschung. So wird in aktuellen Studien die gegensätzliche Entwicklung der Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik und westlichen Nordpazifik teilweise durch den unterschiedlichen Effekt anthropogener Aerosole begründet<ref name="Camargo 2023">Camargo, S.J., H. Murakami, N. Bloemendaal et al. (2023): [https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2023.10.001 An Update on the Influence of Natural Climate Variability and Anthropogenic Climate Change on Tropical Cyclones], Tropical Cyclone Research and Review</ref> und die atlantische Zunahme der Hurrikan-Aktivität seit den 1980er Jahren weitgehend durch die Abnahme der Aerosolbelastung infolge der Luftreinhaltepolitik in Europa und den USA erklärt. In Ost- und Südasien hat dagegen die Aerosolbelastung durch die anlaufende Industrialisierung seit den 1980er Jahren stark zugenommen, wodurch die Aktivität tropischer Wirbelstürme unterdrückt wurde,<ref name="Murakami 2022">Murakami, H. (2022): [https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9493 Substantial global influence of anthropogenic aerosols on tropical cyclones over the past 40 years]. Sci. Adv., 8, eabn9493</ref> da Aerosole einen abkühlenden Effekt besitzen und damit auch die Meeresoberflächentemperaturen verringern.

===Einfluss des Klimawandels?===
Eine einfache Beziehung besteht zwischen der Zunahme der Hurrikan-Zahl in den letzten 30-40 Jahren und dem Einfluss des Menschen auf das Klima jedenfalls nicht. Man muss davon ausgehen, dass die Veränderungen der Hurrikane-Aktivität durch eine Vielzahl von anthropogenen und natürlichen Faktoren bestimmt werden. Das gilt nicht nur für die bloße Anzahl von tropischen Wirbelstürmen im Nordatlantik, sondern auch für andere Faktoren. So wurde in letzter Zeit beobachtet, dass Hurrikane sich zunehmend schneller intensivieren. Hurrikane der Kategorie 1 haben sich etwa häufiger als früher in wenigen Tagen zu Hurrikanen der Kategorie 5 entwickelt. Auch der Anteil von starken Hurrikanen an allen Hurrikanen hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen.<ref name="Bhatia 2019">Bhatia, K. T. et al. (2019): Recent increases in tropical cyclone intensification rates. Nat. Commun. 10, 3942</ref> Eine aktuelle Untersuchung<ref name="Kossin 2020">Kossin, J.P., K.R. Knapp, T.L. Olander, C.S. Velden (2020): Global increase in major tropical cyclone exceedance probability over the past four decades, Proc Natl Acad Sci USA., https://doi.or/0.107/nas.1920849117</ref> über die letzten ca. 40 Jahre, bzw. des Satellitenzeitalters, stellt eine klare Veränderung zu einer größeren Intensität von Hurrikanen fest. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von schweren (Kategorie 3-5) Hurrikanen hat sich demnach global um 8%, im Nordatlantik sogar um 49% pro Jahrzehnt erhöht. Die Ursachen werden sowohl in natürlichen Schwankungen wie der [[Atlantische Umwälzzirkulation in der Gegenwart|AMOC]] als auch in anthropogenen [[Aerosole|Aerosolen]] und [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] gesehen. Eine genaue Quantifizierung der jeweiligen Anteile sei jedoch nicht möglich. Zumindest ist es unwahrscheinlich, dass die Zunahme anthropogener Treibhausgase der dominierende Faktor ist. Im westlichen Nordpazifik, dem Hauptgebiet tropischer Zyklonen, seien keine signifikanten Änderungen des Auftretens schwerer tropischer Wirbelstürme festzustellen. Da die langlebigen und wichtigsten Treibhausgase in der Atmosphäre gut durchmischt sind, müssten sie sich auch im westlichen Pazifik auswirken.<ref name="Kossin 2020" />

[[Datei:TC structure.jpg|thumb|420 px|Abb. 12: Ein Hurrikan beim Auftreffen auf Land. Ein Teil des Hurrikans liegt weiterhin über dem warmen Meer (orange). Die starke Verdunstung (Evaporation) lädt die Hurrikan-Luft mit Wasserdampf auf (dünne blaue Pfeile links). Die aufsteigende Feuchtigkeit kondensiert und verursacht heftige Niederschläge (blaue dicke Pfeile und Tropfen rechts). Sturmfluten (Storm surge) und Niederschläge (Rainfall) führen zu Überschwemmungen (Flooding). ]]

Neben der Verstärkung von Hurrikanen spielen weitere Veränderungen bei der Frage nach einem anthropogenen Einfluss eine wichtige Rolle: die Verstärkung von Niederschlägen, die von Hurrikanen ausgehen, und die Verzögerung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land.<ref name="Kossin 2020" /> Als Beispiel für stärkere Niederschläge wurden u.a. die gewaltigen Niederschlagsmengen untersucht, die von Hurrikan Harvey 2017 über Houston niedergingen (s.o.). Damit in Verbindung wurden die hohen Ozeantemperaturen gebracht, die von manchen Autoren dem Klimawandel zugerechnet werden. Die Hurrikan-bedingten Niederschläge in der Region haben nach einigen Autoren durch die globale Erwärmung um bis zu 20% zugenommen. Andere fanden keine belastbaren Belege für einen anthropogenen Einfluss auf die Niederschlagszunahmen durch tropische Wirbelstürme.<ref name="Knutson 2019" /> Mit den höheren Niederschlägen in Verbindung steht eine beobachtete Verlangsamung der Abschwächung der Hurrikan-Intensität beim Auftreffen auf Land. Normalerweise verlieren die Hurikane über Land schnell an Energie, da der Wasserdampfnachschub nachlässt. Nach Li & Chakraborty<ref name="Li 2020">Li, L.,& P. Chakraborty (2020): Slower decay of landfalling hurricanes in a warming world, Nature 587, 230-234, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2867-7</ref> hatte ein typischer Hurrikan in den 1960er Jahren beim Auftreffen auf Land innerhalb eines Tages 75% seiner Stärke verloren, gegenwärtig sind es nur noch 50%. Hauptgrund sei ein wärmerer Ozean und dadurch eine größere Wasserdampfmenge als Antrieb der Hurrikan-Intensität. Je mehr Wasserdampf ein Hurrikan aufgenommen hat, desto weniger verliert er an Stärke über Land. Die Folge sind höhere Niederschläge und heftigere Stürme über den betroffenen Landstrichen. Bei einem langsameren Hurrikan bleibt zudem ein Teil des Wirbelsturms auch nach dem Landfall länger über dem angrenzenden Meer und „tankt“ weiterhin Feuchtigkeit (Abb. 12).

==Einzelnachweise==
<references />

==Weblinks==
*Kasang, D. & F. Wachsmann (2018): [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/wetterextreme/wetterextreme_kap-5-2/ Tropische Wirbelstürme unter besonderer Berücksichtigung von Hurrikanen.] In: Lozán, J.L., S.-W. Breckle, H. Graßl, D. Kasang & R. Weisse (Hrsg.): Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 207-212. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.30.
*[https://scnat.ch/de/uuid/i/dc9f9b6a-f887-5934-b561-d0e76ea6597b-Verstärkt_die_globale_Erwärmung_Wirbelstürme Verstärkt die globale Erwärmung Wirbelstürme?] Climate Press Nr. 23

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==Bildergalerie zum Thema==
* Bilder zu: [[Tropische Wirbelstürme (Bilder)|Tropische Wirbelstürme]]
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/264762/035fd2a5c1f5227daae4929745f0d711/2009-hurrikans-data.pdf '''globalen Daten'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.
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==Schülerarbeiten zum Thema==
'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [https://bildungsserver.hamburg.de/themenschwerpunkte/klimawandel-und-klimafolgen/schulprojekt-klimawandel/ergebnisse-des-schulprojekts Schulprojekt Klimawandel]:
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane im Klimawandel] Wie beeinflusst der Klimawandel die Hurrikane im Nordatlantik? (Gymnasium Lohbrügge, Hamburg)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265450/c3a69bc62f1464634129a773a5a8c457/2011-hurrikane-klimawandel-data.pdf Hurrikane] Über den Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und der Ausbreitung bzw. Häufigkeit von Hurrikanen (Anne-Frank-Schule, Bargteheide)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265474/5b509c88ee059ab5addf8d28421f5c77/2007-hurrikans-data.pdf Hurrikans] Wie ändert sich Anzahl und Stärke von Hurrikans? (Johanneum zu Lübeck, Lübeck)
*[https://bildungsserver.hamburg.de/resource/blob/265354/786fb201651b5dc750345dfb6be32bf0/2018-new-york-meeresspiegelanstieg-data.pdf Die Gefährdung New Yorks] Die Gefährdung New Yorks durch den Meeresspiegelanstieg und Hurrikane (Stadtteilschule Eidelstedt, Hamburg)

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==Literatur==
*Kasang, D. (2011): Tropische Wirbelstürme, in: Lozán, J.L., u.a. (Hrsg): Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken, Hamburg 2011, 144-148; aktualisierte Fassung [https://www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de/buchreihe/die-meere/kapitel-3-6-tropische-wirbelstuerme/ online]

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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Aktuelle Klimaänderungen, Erwärmung des Ozeans, ENSO-Folgen, Extremereignisse</metakeywords>

[[Kategorie:Extremereignisse]]