Das warme Wetter, das Tausende von Kilometern entfernt ist, scheint eine unwahrscheinliche Ursache für den unheimlich nassen Winter im Vereinigten Königreich oder die knochentiefe Kälte zu sein, die die östlichen Vereinigten Staaten in diesem Jahr erlebten. Eine sich erwärmende Arktis kann jedoch für beide verantwortlich gemacht werden, sagte die Atmosphärenforscherin der Rutgers University, Jennifer Francis, auf dem jüngsten AAAS-Jahrestreffen in Chicago, Illinois.
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"Es ist, weil das Muster in diesem Winter seit Anfang Dezember im Grunde einmal feststeckt", sagte Francis. Und das Muster, zu dem zum Beispiel kalte, kalte Temperaturen im Osten der Vereinigten Staaten gehörten, ist wegen der Arktis hängen geblieben.
Bereits 1896 berechnete der schwedische Physiker Svante Arrhenius zum ersten Mal [pdf], wie das Pumpen von Kohlendioxid in die Atmosphäre den Planeten durch den Treibhauseffekt erwärmen würde. Diese Erwärmung, schrieb er, sei in den arktischen Regionen am ausgeprägtesten, ein Phänomen, das als arktische (oder polare) Verstärkung bekannt ist. Und es ist jetzt über dem Lärm des Weltwetters zu sehen - unten ist eine NASA-Animation der Temperaturunterschiede im Vergleich zu Durchschnittswerten von 1950 bis 2013 zu sehen:
Der jüngste Anstieg der arktischen Erwärmung lässt sich leicht am Verlust des Sommereises im Nordpolarmeer ablesen. Insbesondere das Ausmaß des sommerlichen Meereises ist seit mehr als zwei Jahrzehnten rückläufig, und der Verlust von altem, dickem Eis ist besonders ausgeprägt (siehe Video unten).
"Wenn Sie das Meereis verlieren, ist die Verstärkung der Arktis mit Sicherheit da", sagte Mark Serreze, Direktor des Nationalen Schnee- und Eisdatenzentrums. Der Verlust dieses Meereises werde sich in den mittleren Breiten auswirken, insbesondere auf das Wetter.
Die Arktis beeinflusst den Rest des Planeten in vielerlei Hinsicht, aber der für Francis 'Arbeit relevanteste ist der Poleward-Temperaturgradient - das ist der Temperaturunterschied zwischen der Arktis und den mittleren Breiten, in denen sich die kontinentalen Vereinigten Staaten befinden. Dieser polwärts gerichtete Temperaturgradient führt dazu, dass Luft vom Nordpol nach Süden strömt, und eine sich drehende Erde zwingt die Luft, sich von West nach Ost zu bewegen, wodurch der Jetstream entsteht.
Vielflieger erkennen den Jetstream als den Luftstrom, der ihrem Flugzeug auf dem Flug von Los Angeles nach New York City Auftrieb verleihen kann. Wetterfanatiker kennen das Luftmuster möglicherweise besser, weil sie Wettersysteme über den Kontinent bewegen können.
"Wenn Sie die Arktis schneller erwärmen, verringern Sie den Temperaturunterschied zwischen der Arktis und den Gebieten weiter südlich", erklärt Francis. Ein schwächerer Gradient führt zu einem schwächeren Strahl.
"Wenn wir diesen Temperaturunterschied zwischen der Arktis und den mittleren Breiten abschwächen, erwarten wir, dass die Winde von West nach Ost schwächer werden", sagte Francis. „In diesem Fall erwarten wir auch, dass die Strömung im Jetstream der oberen Ebene wellenförmiger wird.“ Francis verglich den Jetstream mit einem Fluss. Wenn ein Fluss einen steilen Berghang hinunterfließt, fließt er schnell und sein Weg ist gerade. Aber wenn der Fluss über eine flache Ebene fließt, ist er langsamer und sein Weg kann langsam wandern. Der Jetstream schlängelt sich jetzt manchmal wie dieser langsam fließende Fluss:
Ein schwächerer Jetstream wird wahrscheinlich leichter von seinem Weg abgelenkt, wenn er auf so etwas wie eine Bergkette oder eine Masse heißer Luft stößt, sagte Francis. Diese großen Wellen erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass ein Wettersystem - beispielsweise ein besonders kalter Winter oder eine Periode ohne Regen - blockiert wird. „Das bedeutet, dass das von ihnen verursachte Wetter an Ihrem Standort länger anhält. Dies führt zu beständigeren Wetterbedingungen und der Tendenz, dass extreme Wetterbedingungen bei bestimmten Arten wahrscheinlicher werden “, sagte Francis. "Das ist die Hypothese."
Und das ist die große Einschränkung in dieser Arbeit - dies ist eine Hypothese, die in den letzten Jahren von Francis und ihrem Kollegen Steve Vavrus, einem Atmosphärenforscher an der Universität von Wisconsin, Madison, entwickelt wurde. "Nicht jeder ist an Bord", gab Francis zu.
Dies scheint jedoch eine ziemlich neue Entwicklung in der Entwicklung des Klimas des Planeten zu sein. Das Signal der arktischen Verstärkung, das bereits 1896 vorhergesagt wurde, machte sich erst in den letzten 10 oder 15 Jahren über den zufälligen Höhen und Tiefen des Wetters bemerkbar, so dass seine Auswirkungen - wie der geschwächte Strahl - erst jetzt zu spüren sind erfahren, sagte Francis.
Und Francis räumt ein, dass das Festhalten des Wettermusters am Jetstream nicht alle jüngsten Anfälle extremen Wetters erklärt. Es wird einige Zeit dauern, bis die Wissenschaftler alles herausgefunden haben, aber Francis bemerkte dies Die Hypothese wird durch eine Kombination aus Beobachtungen, Physik und Klimamodellen gestützt.
"Im Klimasystem ist viel los, was den Jetstream beeinflusst", sagte sie, "und herauszufinden, wie die verschiedenen Teile des Puzzles zusammenpassen, ist derzeit ein wirklich aktives Forschungsgebiet."
