Klimaänderungen in Nordamerika

Aus Klimawandel

Nordamerika steht unter dem Einfluss zahlreicher natürlicher Klimaschwankungen wie der Nordatlantischen Oszillation (NAO), der Pazifischen Dekadenoszillation (PDO) und ENSO. So beeinflusst die NAO Temperatur und Niederschlag im östlichen Nordamerika im Winter. Die PDO ist im Winter mit wärmeren Temperaturen im nordwestlichen Nordamerkia und Alska verbunden.[1] Diese natürlichen Schwankungen ereignen sich auf Zeitskalen von Jahren bis Jahrzehnten und machen es schwierig, den Erwärmungstrend durch steigende Treibhausgaskonzentration zu identifizieren. Dennoch zeigt sich die aktuelle Klimaänderung auch auf dem nordamerikanischen Kontinent. Allerdings gibt es große regionale Unterschiede. Grob gesehen haben sich die hohen Breiten, vor allem der Norden Kanadas, stärker erwärmt als der Rest des Kontinents.

Kanada

Abb. 1: Jährliche Mitteltemperatur in °C in Kanada 1948-2010 in Abweichung von 1961-1990

Die Erwärmung in den nördlichen Breiten Nordamerikas liegt wesentlich höher als im globalen Mittel.[2] Während die globale Mitteltemperatur der letzten ca. 100 Jahre um ca. 0,8 °C angestiegen ist, nahm die mittlere Jahrestemperatur in Kanada allein in den letzten 63 Jahren um 1,8 °C zu. Dabei ragt das Jahr 2010 vor 2006 und 1998 als das bisher eindeutig wärmste Jahr hervor. Die mittlere nationale Temperatur lag 2010 um 3,1 °C über dem Durchschnitt von 1961-1990, in einzelnen Regionen im Norden Kanadas sogar um 3,5 °C darüber. Die höchsten Anstiege der Temperatur waren im Winter und Frühling zu verzeichnen mit etwa 4 °C im nationalen Mittel und bis zu 6 °C im Norden des Landes. Hier spielt der Eis-/Schnee-Albedo-Effekt eine wesentliche Rolle. Der geringere Schneefall im Winter und Frühling mindert die Reflektion der Solarstrahlung und erhöht deren Absorption am Boden und damit die Erwärmung der unteren Luftschichten. Gerade das Jahr 2010 stach durch einen um 22 % geringeren Niederschlag als im Durchschnitt hervor.

Auch bei den extremen Temperaturen lässt sich für Kanada ein Trend feststellen.[3] So gibt es gegenwärtig 28 kalte Nächte und 10 kalte Tage weniger sowie 21 extrem warme Nächte und 8 heiße Tage mehr als im Mittel der Jahre 1900-2003. Vor allem im Westen Kanadas ist die Anzahl der Frosttage in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts um 40 Tage pro Jahr deutlich zurückgegangen.

Vereinigte Staaten

Abb. 2: Änderung der Jahresmitteltemperatur 1960 bis 2016 in den USA, links in Fahrenheit, rechts in °C
Abb. 3: Die Farben der Karte zeigen die Änderung der über den Zeitraum 1991-2012 gemittelten Jahrestemperatur im Vergleich zu dem Mittel von 1901-1960, bei Alaska und Hawaii im Vergleich zum Mittel von 1951-1980, in °Fahrenheit. Die Säulendarstellung rechts zeigt die Temperaturveränderung in den einzelnen Jahrzehnten im Vergleich zum Mittel 1901-1960.
Abb. 4: Änderung der frostfreien Jahreszeit (letztes Vorkommen von 0 °C im Frühjahr bis erstes Vorkommen von 0 °C im Herbst) in den USA 1991-2012 gegenüber 1901-1960

Temperatur

In den USA fiel die Erwärmung in den letzten Jahrzehnten deutlich geringer aus als in Kanada. So lag hier das Jahr 2010 nur um 0,5 °C über dem Mittel im 20. Jahrhundert.[3] Seit 1895 sind die Temperaturen um 0,7 bis 1,0 °C angestiegen, was etwa dem globalen Mittel entspricht. Und ähnlich wie im globalen Mittel stiegen die Temperaturen zunächst bis in die 1940er Jahre an, sanken dann leicht bis in die 1970er Jahre ab und nahmen danach deutlich zu. 2012 war das wärmste Jahr der Messreihe. Die geringe Abkühlung in der Mitte des 20. Jahrhunderts war besonders ausgeprägt über der östlichen Hälfte der USA. Sie war wahrscheinlich z.T. durch natürliche Schwankungen bedingt, z.T. durch die Zunahme anthropogener Sulfat-Aerosole, vor allem durch die Verbrennung von Kohle in Kraftwerken. Seit 1991 waren die Temperaturen fast überall in den USA im Mittel um 0,6 bis 0,9 °C höher als in dem Zeitraum 1901-1960. Eine Ausnahme ist der Südosten, wo die Erwärmung unter 0,6 °C lag.[4] In der Literatur wird dieses Phänomen als "Erwärmungsloch" diskutiert (Abb. 3).[5][6]

Mit dem Temperaturanstieg hat sich auch die Dauer der frostfreien Jahreszeit seit 1980 kontinuierlich verlängert. So war zwischen 1991 und 2011 die frostfreie Periode um 10 Tage länger als im Zeitraum 1901-1960. Damit verbunden war eine Verlängerung der Wachstumszeit. Die Zunahme der frostfreien Jahreszeit war mit 2-3 Wochen im Nordwesten und Südwesten deutlich ausgeprägter als mit 1-2 Wochen im Mittleren Westen, den Great Plains und Nordosten oder gar mit weniger als einer Woche im Südosten.[4]

Temperaturextreme

Besonders haben die heißen Tage und Hitzewellen in den letzten 50 Jahren zugenommen, auch wenn die Hitzewellen der 1930er Jahre danach nicht wieder übertroffen wurden. Auf der anderen Seite hat die Anzahl der ungewöhnlich kalten Tage abgenommen und die frostfreien Jahreszeiten haben zugenommen. Im allgemeinen gibt es einen Wandel zu einem wärmeren Klima mit einer Zunahme extrem hoher Temperaturen und einer Abnahme extrem niedriger Temperaturen. Diese Änderungen haben sich besonders in der westlichen Hälfte Nordamerikas gezeigt.[3]

Hitzewellen haben in den USA seit Ende des 19. Jahrhunderts in den 1930er Jahren deutlich ihren Höhepunkt erreicht und sind danach auf ein Minimum in den 1960er und 1970er Jahren zurückgegangen. Seitdem zeigt sich jedoch wieder ein Aufwärtstrend bis in die ersten Jahre des 21. Jahrhunderts. Auffällig ist, dass die Hitzewellen in den 1930er Jahren zwar sehr hohe Tages-, aber keine ungewöhnlichen Nachttemperaturen aufwiesen. Das weist auf den Einfluss der Sonneneinstrahlung als hauptverantwortlich für die Hitzewellen in den 1930er Jahren, also auf natürliche Ursachen. Anders sieht es bei den Hitzewellen seit 2000 aus, bei denen gerade die Nachttemperaturen sehr hoch waren, was die höhere Konzentration von Treibhausgasen als wichtige Ursache der Hitzewellen belegt.[3]

Auch die Kältewellen haben sich in den USA deutlich verändert. Im Jahrzehnt 1996-2005 hat es so wenige Kältewellen gegeben wie in keinem anderen Jahrzehnt seit Beginn der Messungen im Jahr 1895. Die Anzahl der Frosttage ist in den USA um vier Tage pro Jahr seit Mitte des 20. Jahrhunderts zurückgegangen. Der Beginn der frostfreien Jahreszeit hat sich entsprechend um 11 Tage vorverlagert. Seit 1895 hat sich die frostfreie Jahreszeit bis 2000 um ganze zwei Wochen ausgedehnt.[3]

Niederschlag

Die mittleren Niederschläge haben in den gesamten USA im Mittel von 1895 bis 2011 um 50 mm zugenommen. In den letzten Jahrzehnten haben die mittleren Niederschläge im Mittleren Westen, in den Großen Ebenen, im Nordosten und in Alaska zugenommen, abgenommen dagegen in Teilen des Südostens und Südwestens. Nach Modellprojektionen werden die Jahresniederschläge in den nördlichen USA ansteigen, in den südlichen USA, bes. im Südwesten, abnehmen.[7]

Auch die sehr starken Niederschläge (= die stärksten 1 % aller Tagesniederschläge 1901-2012) haben fast überall in den USA zugenommen. Und sehr starke Niederschläge werden auch künftig zunehmen. So werden Niederschlagsereignisse, die bisher nur alle 20 Jahre einmal aufgetreten sind, am Ende des 21. Jahrhunderts alle 5-15 Jahre einmal auftreten.[7]

Anderseits wird auch die Länge von Trockenperioden nach Modellprojektionen künftig zunehmen, besonders in den südlichen und nordwestlichen Teilen des zusammenhängenden Staatsgebietes der USA.[7]

Einzelnachweise

  1. ↑ IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 14.8.3
  2. ↑ Blunden, J., D.S. Arndt, and M. O. Baringer (2011): State of the Climate in 2010. Bulletin of the American Meteorological Society, 92 (6), S1–S266
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Karl, T.R., et al. (2008): Weather and Climate Extremes in a Changing Climate
  4. ↑ 4,0 4,1 Walsh, J., et al. (2014): Chapter 2: Our Changing Climate. In: Climate Change Impacts in the United States: The Third National Climate Assessment, J. M. Melillo, Terese (T.C.) Richmond, and G. W. Yohe, Eds., U.S. Global Change Research Program, 19-67. doi:10.7930/J0KW5CXT.
  5. ↑ Kunkel, K., Liang, X.-Z., Zhu, J., and Y. Lin (2006): Can CGCMs simulate the twentieth-century “warming hole” in the central United States? Journal of Climate, 19: 4137–4153
  6. ↑ Jokimäki (2017): Papers on the warming hole of the United States
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Georgakakos, A., et al. (2014): Chapter 3: Water Resources. In: Climate Change Impacts in the United States: The Third National Climate Assessment, J. M. Melillo, Terese (T.C.) Richmond, and G. W. Yohe, Eds., U.S. Global Change Research Program, 69-112. doi:10.7930/J0G44N6T.

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