Steht uns der kälteste Winter aller Zeiten bevor?

Der erste Schnee in der zweiten Hälfte des Jahres 2024 scheint früher zu kommen als je zuvor. Bereits Anfang September kam es in vielen Orten im Norden, darunter in Xinjiang, der Inneren Mongolei und Heilongjiang, zu Schneefällen, mehr als einen Monat früher als in den Vorjahren. Das Phänomen des frühen ersten Schnees trat auch in Peking auf. Während der Feiertage zum Nationalfeiertag vor nicht allzu langer Zeit fielen in den Bergregionen Pekings tatsächlich kleine Schneeflocken. Es wird erwartet, dass diese Woche zwei starke Kaltfronten die meisten Teile des Landes erreichen und die Temperaturen steil abfallen werden.

Mitte September gab es in Xinjiang Hemu Schneefall

(Fotoquelle: Xinjiang Radio und Fernsehen)

Am 2. Oktober Restschnee auf dem Baihua-Berg im Bezirk Mentougou, Peking

(Bildnachweis: Wei Ke) Der erste Schnee kommt früh. Bedeutet das einen kalten Winter? Wird der kommende Winter kälter und früher kommen als je zuvor?

Teil 1: Warum ist es im Winter so kalt? Woher kommt die kalte Luft?

Beginnen wir mit dem Mechanismus der Winterkühlung. China liegt im Allgemeinen in mittleren Breitengraden und in den meisten Gebieten gibt es vier ausgeprägte Jahreszeiten. Der Übergang vom Sommer zum Winter ist auf die saisonale Bewegung von Wind- und Druckgürteln zurückzuführen, die durch die Bewegung des direkten Sonnenstandpunkts verursacht wird. Im Winter bringen Nordwestwinde starke Kaltluft aus Sibirien nach China und fegen darüber hinweg, was zu einem deutlichen Temperaturabfall und starken Winden führt. Anders als die meisten Menschen denken, ist die wahre Heimat der kalten Luft nicht Sibirien, sondern die Arktis. Aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung bildet sich im Winter auf der Nordhalbkugel in Bodennähe in der Arktis ein kaltes Hochdruckgebiet und in großen Höhen ein entsprechendes Tiefdruckgebiet. Unter dem Einfluss der Corioliskraft und des bergigen Geländes bildet sich ein Polarwirbel, ein Lager für kalte Luft. Wenn der Wirbel schwächer wird, verdrängen Luftmassen aus niedrigeren Breiten die kalte Nordluft und drücken sie nach Süden. Laut Statistik strömen 95 % der kalten Luft Eurasiens durch Zentralsibirien (70–90 °O, 43–65 °N), wo sie sich sammelt und verstärkt. Wir nennen es den „kritischen Kältewellenbereich“. Nachdem die kalte Luft die wichtigsten Gebiete der Kältewelle passiert hat, gelangt sie normalerweise über drei typische Routen in mein Land: die zentrale Route, die östliche Route oder die westliche Route. Unter dem Einfluss immer neuer kalter Luft sind die Temperaturen in verschiedenen Teilen meines Landes deutlich gesunken und allmählich beginnt die Herbst- und Wintersaison. Jeder Abkühlungsprozess wird oft von Regenfällen begleitet, daher gibt es ein Sprichwort, das besagt: „Jeder Herbstregen bringt Kälte.“

(Fotoquelle: Zentrum für Meteorologische Öffentlichkeitsarbeit und Wissenschaftspopularisierung der chinesischen Wetterbehörde) Zeitlich gesehen beginnt die kalte Luft im Allgemeinen im September ihre Wirkung zu entfalten. Anhand der Bahn der kalten Luft können wir erkennen, dass die Region im Nordwesten meines Landes als erste von der Ankunft der kalten Luft begrüßt wird. Schneefall im September ist daher keine Seltenheit, dieses Jahr schneit es jedoch etwas früher als üblich. In Hebei, der Inneren Mongolei und Nordostchina ist Schnee im September zwar nicht üblich, aber dennoch ein normales Phänomen. Wenn die kalte Luft stark ist und sich die 0℃-Schicht der Atmosphäre in Bodennähe befindet, kann es zu Schneefall kommen.

Teil 2: Der erste Schnee kommt früh, wird dieser Winter kälter?

Wir sagen oft, dass der Winter eines bestimmten Jahres ein warmer oder ein kalter Winter ist, und die Grundlage dafür ist oft nur das persönliche körperliche Empfinden oder das ungewöhnliche Wetter an einigen Tagen. Tatsächlich verfügt mein Land über klare nationale Standards für „kalte Winter“ und „warme Winter“ (GB/T 21983-2020 Warm Winter Level und GB/T 33675-2017 Cold Winter Level), die hauptsächlich durch die Durchschnittstemperatur der drei Wintermonate im ganzen Land definiert sind und auf der Grundlage der Temperaturdifferenz (Anomalie) und der Standardabweichung (eine Statistik, die die Abweichung der Reihe von ihrem Durchschnittszustand beschreibt) zwischen der durchschnittlichen Wintertemperatur des jeweiligen Jahres und der durchschnittlichen Wintertemperatur vieler Jahre beurteilt werden. Räumlich ist es in zwei große Bereiche unterteilt: Einzelsender und national. Der landesweit warme Winter hängt vom Anteil warmer Winter an einzelnen Stationen ab.

Nationale Standards zur Bestimmung kalter/warmer Winter

(Fotoquelle: China Meteorological News Agency)

Ob der kommende Winter kälter wird, ist eine kurzfristige Klimaprognose, die nur schwer vorherzusagen ist und nicht anhand des frühen oder späten Eintreffens des ersten Schnees geschlossen werden kann. Ob der Winter ein „warmer Winter“ oder ein „kalter Winter“ ist, wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie beispielsweise der El Niño-Southern Oscillation (ENSO) und der Arktischen Oszillation (AO). Am besorgniserregendsten ist dabei das ENSO-Phänomen, das die stärksten Auswirkungen zwischen den Jahren hat. ENSO bezeichnet das periodische Klimaschwankungsphänomen im tropischen Pazifikraum, das in zwei Typen unterteilt wird: El Niño und La Niña. El Niño bezeichnet das Phänomen einer ungewöhnlich hohen Meeresoberflächentemperatur im zentralen und östlichen äquatorialen Pazifik, das normalerweise mehrere Monate bis etwa ein Jahr anhält. Es hat erhebliche Auswirkungen auf das globale Klima und die Wettermuster, insbesondere im pazifischen Raum. Während der El Niño-Perioden erwärmt sich das Meerwasser im zentralen und östlichen Pazifik ungewöhnlich stark, was typischerweise zur globalen Erwärmung führt. In China führt El Niño im Allgemeinen zu wärmeren Wintern, insbesondere in den südlichen Regionen, was zu steigenden Temperaturen und geringeren Niederschlägen führt. Das Hauptmerkmal des La Niña-Phänomens ist die ungewöhnlich niedrige Meeresoberflächentemperatur im zentralen und östlichen äquatorialen Pazifik, die häufig zu einer Abkühlung des globalen Klimas führt. La Niña führt in China normalerweise zu kälteren Wintern, insbesondere in den nördlichen Regionen, wo es zu niedrigeren Temperaturen und mehr Schneefall kommen kann. Daher ist die Prognose der Entwicklung und des Verlaufs von ENSO für die Vorhersage der Wintertemperaturen in China sehr wichtig. Angesichts von Klimaanomalien können wir Veränderungen der Meerestemperatur genau beobachten und verschiedene Algorithmen wie statistische Modelle, Klimamuster und künstliche Intelligenz verwenden, um ENSO vorherzusagen. Laut dem jüngsten im Oktober veröffentlichten Bericht des International Climate Institute (IRI) der Columbia University in den USA besteht eine 60-prozentige Wahrscheinlichkeit, dass La Niña im Oktober 2024 auftritt und bis zum Ende des Frühlings 2025 andauert. Daher könnte dieser Winter eher ein „kalter Winter“ werden als in den Vorjahren.

Ursachen und Auswirkungen von La Niña und El Niño

(Bildquelle: NOAA)

Teil 4: Warum ist der Winter trotz der globalen Erwärmung kälter als zuvor?

Dies wirft eine neue Frage auf, die alle beunruhigt: Findet nicht eine globale Erwärmung statt? Warum gibt es immer noch „kalte Winter“? Tatsächlich handelt es sich bei der „globalen Erwärmung“ um ein langfristiges Klimakonzept, während „kalter Winter“ und „warmer Winter“ Klimazustände auf einer kürzeren Zeitskala beschreiben. Bei ersterer handelt es sich um eine langfristige, durchschnittliche Veränderung, die sich auf die Erwärmung der globalen Durchschnittstemperatur bezieht, während letztere eine Veränderung von Jahr zu Jahr darstellt. Wie bereits erwähnt, haben „kalter Winter“ und „warmer Winter“ mehrere räumliche Skalen. Diese Definition ist nicht so einfach, wie sich jeder vorstellt: die kalten und warmen Bedingungen ganz Chinas mit einem Wort zu beschreiben. Im gesamten chinesischen Raum herrschen in verschiedenen Regionen im selben Winter oft unterschiedlich kalte und warme Bedingungen. Beispielsweise wird der Winter 2022–2023 eine ungleichmäßige Situation mit kälterem Wetter im Norden und wärmerem Wetter im Süden aufweisen. Aus zeitlicher Sicht können selbst im selben Winter aufgrund von Veränderungen der Wettersysteme und der Luftzirkulation der vorherige und der nächste Winter unterschiedliche Kälte- und Wärmebedingungen aufweisen. Nur wenn wir die durchschnittlichen kalten und warmen Wetterbedingungen auf mehreren Zeit- und Raumskalen beschreiben, können unsere Schlussfolgerungen für Wissenschaft und Gesellschaft von Bedeutung sein. Daher handelt es sich bei „globaler Erwärmung“ und „kaltem Winter“ bzw. „warmem Winter“ um Klimakonzepte auf unterschiedlichen Zeitskalen und die beiden stehen nicht im Widerspruch zueinander. Neben dem Begriff „kalter Winter“ hört man oft auch Beschreibungen wie „Jahrhundertkältewelle“. Dieses extreme Kälteereignis steht nicht im Widerspruch zur globalen Erwärmung, da es sich lediglich um eine Schwankung der Wetterbedingungen innerhalb weniger Tage und damit in einem kürzeren Zeitraum handelt. Gibt es also einen Zusammenhang zwischen der globalen Erwärmung und extremen Kälteereignissen? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir noch den Begriff der „Ungleichmäßigkeit“ hervorheben. Obwohl es Belege dafür gibt, dass Häufigkeit, Intensität und Dauer extremer Kälteereignisse mit der globalen Erwärmung deutlich abnehmen, verändert sich die Häufigkeit extremer Kälteereignisse unterschiedlicher Intensität unterschiedlich. Auf der Nordhalbkugel haben Häufigkeit und Dauer schwacher Kälteereignisse deutlich abgenommen, die Veränderungen bei starken Kälteereignissen sind jedoch nicht offensichtlich und weisen in Sibirien und Kanada sogar eine zunehmende Tendenz auf. Daher ist es nicht überraschend, dass es bei gleichzeitiger Erwärmung der Erde zu extremen Kälteereignissen kommt.

Veränderungen der Häufigkeit (a), Dauer (b), maximalen Intensität (c), projizierten Fläche (d), durchschnittlichen Intensität (e), durchschnittlichen Fläche (f), Gesamtmagnitude (g) und Gesamtfläche (h) extremer Kälteereignisse von 1959 bis 2020. (Bildquelle: Referenz [1])

Wie werden sich also die extremen Kälteereignisse in China verändern? Studien haben gezeigt, dass Häufigkeit, Intensität und Dauer extremer Kälteereignisse in China im letzten Jahrhundert abgenommen haben. Allerdings kommt es in unterschiedlichen Regionen häufig zu „Kälteereignissen“. So kann beispielsweise die extreme Kältewelle im Norden des Landes im Jahr 2023 als die „schlimmste“ seit 1959 bezeichnet werden. Die regionalen Durchschnittstemperaturen in Nordchina, der Region Huanghuai, Nordostchina und der Inneren Mongolei waren die niedrigsten im gleichen Zeitraum seit 1961. Mitte Dezember fielen die Tiefsttemperaturen an 78 nationalen Wetterstationen im ganzen Land unter das historische Dezember-Extrem und Peking erlebte die längste ununterbrochene Tiefsttemperatur seit 1951. Wetterphänomene sind eng mit der Gesellschaft und dem einzelnen Menschen in unserem Leben verbunden. Für das Land und die Regierung kann die Vorhersage der Phänomene „warmer Winter“ und „kalter Winter“ dabei helfen, ein makroökonomisches und allgemeines Verständnis der Wetterphänomene zu entwickeln und so eine Klimapolitik einzuführen, die für die Bevölkerung praktisch und vorteilhaft ist. Für uns persönlich sind Wetterschwankungen und Warnhinweise vor unserer Haustür wichtiger als ein insgesamt kalter oder warmer Winter. Ob der Winter 2024 einen „kalten Winter“ einläuten wird, wird von vielen komplexen Faktoren beeinflusst. Aber wenn uns die vorhandenen Wettervorhersagen daran erinnern, dass ein kalter Winter bevorstehen könnte, hoffe ich, dass jeder den Warnhinweisen mehr Beachtung schenkt, warme Kleidung trägt, sich mit ausreichend Decken zudeckt und sich nicht erkältet!

Quellen:

[1] He, Y., Wang, X., Zhang, B. et al. Vergleichen Sie die Reaktionen starker und schwacher extremer Kälteereignisse im Winter auf der Nordhalbkugel auf die globale Erwärmung. Clim Dyn 61, 4533–4550 (2023). https://doi.org/10.1007/s00382-023-06822-7

[2] Wang Bingjie, Sun Ying, Hu Ting et al. Veränderungen extremer Kälteereignisse in China im letzten Jahrhundert basierend auf Reanalysedaten[J]. Fortschritte in der Klimaforschung, 2023, 19(04): 403-417.

Quelle: Science Institute