Die Höchsttemperatur von über 39 °C ist wieder da. Es ist zu einem „Hochofen“ geworden, noch bevor die Hundstage beginnen. Warum ist es diesen Sommer so heiß?

In diesem Juni scheint es in vielen Gebieten im Norden meines Landes besonders heiß zu sein. Nehmen wir Peking als Beispiel. Der Juni ist noch nicht zu Ende und die Zahl der Tage mit hohen Temperaturen in Peking hat einen neuen Rekord erreicht. Bis zum 27. Juni betrug die Zahl der Tage mit hohen Temperaturen im Juni am Beijing South Suburb Observatory (die höchste Temperatur erreichte oder überschritt 35 °C) 13 Tage und übertraf damit die 12 Tage in den Jahren 2000, 2018 und 2020.

Echtzeitkarte der höchsten Temperaturen im ganzen Land in den letzten 30 Tagen. Bildquelle: China National Meteorological Administration

Am 22., 23. und 24. Juni erreichte die Temperatur am Observatorium im südlichen Vorort von Peking 41,1 °C, 40,3 °C bzw. 40,0 °C. Die Höchsttemperatur überschritt an drei aufeinanderfolgenden Tagen 40 °C und stellte damit einen neuen Rekord für extrem hohe Temperaturen von 40 °C an drei aufeinanderfolgenden Tagen in der Geschichte der Wetterbeobachtung in Peking dar. Im Gegensatz zu den aufregenden neuen Rekorden bei den Olympischen Spielen sind „neue Rekorde“ bei Extremwetterereignissen überhaupt nicht aufregend, da es sich dabei häufig um Katastrophen und Krisen handelt.

Das Bild zeigt die SMS mit der Hochtemperaturwarnung, die die Bürger Pekings am 23. Juni erhalten haben. Dies ist die erste Hochtemperaturwarnung, die Peking seit 2015 herausgegeben hat.

Gleichzeitig wurde auch in Peking im Juni ein neuer Niederschlagsrekord verzeichnet. Seit dem Regen vom 27. Mai gab es in Peking keinen nennenswerten Niederschlag mehr. Vom 1. bis 26. Juni betrug der kumulierte Niederschlag am Pekinger Observatorium nur 1,1 mm, ein deutlicher Rückgang von 98 % gegenüber dem Normalwert von 55 mm im gleichen Zeitraum und weit weniger als 50,7 mm im gleichen Zeitraum im Jahr 2022. 1,1 mm Niederschlag kommen normalerweise in extrem trockenen Wintern vor und sind im Sommer im Juni äußerst ungewöhnlich.

Wer ist schuld daran, dass das Wetter so ungewöhnlich ist?

1. Ist El Niño ein Korb, der alles aufnehmen kann?

Das Auftreten extrem hoher Temperaturen hängt eng mit kurzfristigen Wetterbedingungen und langfristigen Klimaanomalien zusammen.

Was das kurzfristige Wetter betrifft, werden Peking, Tianjin und Hebei während der Hochtemperaturperiode von warmen Luftmassen beherrscht, und ein breiter Hochdruckrücken kontrolliert die Region Nordwest-Mongolei-Nordchina. Es ist lange sonnig und heiß. Darüber hinaus sind die Tage nach der Sommersonnenwende am längsten, was dazu beiträgt, dass die Temperaturen weiterhin hoch bleiben. Gleichzeitig herrscht im Süden meines Landes zu dieser Zeit Pflaumenregenzeit. Der Regengürtel bleibt von Guangdong und Guangxi bis zum Jangtse-Becken lange erhalten und blockiert den Transport von Wasserdampf nach Norden. Dadurch gibt es im Norden sonnige Tage und im Süden regnerische Tage. In meinem Land ist die Temperatur im Norden nämlich einmalig, während im Süden die Temperaturen höher sind.

Auf einer längerfristigen Skala sind die am häufigsten genannten Konzepte für Klimaanomalien El Niño und die globale Erwärmung, insbesondere El Niño. In der Branche gibt es einen Witz: „El Niño ist ein Korb, der alles aufnehmen kann.“ El Niño ist das „unartige Kind“, das globale Klimaanomalien hervorruft. Dieses ungezogene Kind steckt hinter ungewöhnlichen Ereignissen wie der Heuschreckenplage in Afrika und den Waldbränden in Australien in den letzten Jahren.

Insbesondere in Ostasien ist der ostasiatische Monsun bei Auftreten von El Niño schwach und der Regengürtel kann sich nur schwer nach Norden bewegen und gerät ins Stocken. Infolgedessen begann die Pflaumenregenzeit im Süden des Jangtsekiang sowie im Mittel- und Unterlauf des Jangtsekiang dieses Jahr spät, nämlich um den 18. Juni herum, also fast 10 Tage später als der Jahresdurchschnitt (9. Juni) im Süden des Jangtsekiang und etwa 4 Tage später als der Jahresdurchschnitt (14. Juni) im Mittel- und Unterlauf des Jangtsekiang. Der Regengürtel bleibt in der südlichen Region. Im Norden wird sonniges Wetter vorherrschen, was die hohen Temperaturen und die Dürre im Norden natürlich noch verstärken wird.

Die Auswirkungen von El Niño auf das Klima meines Landes sind jedoch komplizierter. Am Beispiel extrem hoher Temperaturen ereigneten sich die letzten drei Super-El-Niños in den Jahren 1982/83, 1997/98 und 2015/16. Unabhängig davon, ob es sich um das El Niño-Entwicklungsjahr (1982, 1997, 2015) oder das El Niño-Abklingjahr (1983, 1998, 2016) handelte, stellte die Anzahl der Tage mit hohen Temperaturen im Juni und Sommer am Beispiel Pekings keine Rekorde auf, sondern blieb lediglich um den Durchschnittswert herum (ungefähr 4 Tage im Juni und ungefähr 11 Tage im Sommer). In Bezug auf die Niederschlagsmenge kam es in den oben genannten El Niño-Entwicklungsjahren und El Niño-Abklingjahren zu keiner extremen Dürre. Tatsächlich ist der durchschnittliche Niederschlag von nur 1,1 mm im Juni 2023 der niedrigste Wert seit Beginn der Niederschlagsaufzeichnungen in Peking. Die Ursache bedarf noch einer eingehenden Analyse durch wissenschaftliche Forscher. El Niño allein kann diese extreme Situation nicht erklären.

2. Der ostasiatische Monsun ist wie ein Kind, das in einer Menschenmenge angerempelt wird, mit einer komplexen und sich ständig verändernden Flugbahn

Ostasien erstreckt sich über die mittleren Breiten. Klimaschwankungen werden nicht nur durch die thermischen Bedingungen der Ozeane in den Tropen beeinflusst, sondern auch durch Systeme in hohen Breiten. Darüber hinaus wird das Klima Ostasiens auch durch Monsunanomalien und das hohe Qinghai-Tibet-Plateau beeinflusst. Zu den Einflussfaktoren zählen daher neben der El Niño-Southern Oscillation (ENSO) auch die thermischen Bedingungen des Warmwasserbeckens im Nordwestpazifik, die Meerestemperatur des Indischen Ozeans, die Schneebedeckung des Qinghai-Tibet-Plateaus im Winter und Frühling, das arktische Meereis, die Meerestemperatur des Nordatlantiks, die eurasische Zirkulation und andere Faktoren.

Der ostasiatische Monsun wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst und gleicht einem Kind, das in einer Menschenmenge angerempelt wird. Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass es von seiner ursprünglichen Richtung abweicht und seine Bewegungsbahn ist komplex und veränderlich. Daher ist das ostasiatische Monsunklima wie „Liebe in Romanen, ein ewiges und faszinierendes Thema“, und die Untersuchung des Mechanismus seiner abnormalen Veränderungen war schon immer das Kernthema der Klimaforschung meines Landes.

Darüber hinaus gibt es auf der Welt keine zwei Blätter, die genau gleich sind. Auch die Faktoren, die Klimaanomalien verursachen, variieren. Nicht jedes Ereignis ist genau gleich und die gemeinsame Wirkung ist unterschiedlich.

Beispielsweise sind selbst bei ein und demselben El Niño-Ereignis die Intensität und räumliche Verteilung der einzelnen El Niños unterschiedlich und auch ihre Auswirkungen sind unterschiedlich. El Niño tritt insbesondere im äquatorialen Zentral- und Ostpazifik auf, Tausende von Kilometern von meinem Land entfernt. Die räumliche Reichweite der anormalen Störung El Niño ist oft größer als die Entfernung zwischen den Einzugsgebieten des Jangtse und des Huaihe-Flusses in meinem Land (ungefähr 200 Kilometer) und sogar größer als die Entfernung zwischen den Einzugsgebieten des Jangtse und des Gelben Flusses (ungefähr 500 Kilometer). Auch die Auswirkungen jedes El Niño-Ereignisses auf mein Land sind unterschiedlich.

In den letzten drei Jahren kam es weltweit zu einem seltenen dreifachen La Niña-Phänomen. In drei aufeinanderfolgenden Wintern, 2020/21, 2021/22 und 2022/23, herrschte im äquatorialen Zentral- und Ostpazifik eine relativ kalte Meerestemperatur. Allerdings war das Sommerklima in meinem Land in diesen drei Jahren sehr unterschiedlich.

Im Jahr 2020 wurde das Jangtse-Becken meines Landes von den schwersten Regenfällen und Überschwemmungen seit 1998 heimgesucht. Der Wangjia-Damm am Huaihe-Fluss wurde geöffnet, um das Hochwasser umzuleiten, und der Xin'anjiang-Stausee ließ das Hochwasser durch neun Schleusen ab. Im Jahr 2022 erlebte das Jangtse-Becken die schwerste Dürre und die höchsten Temperaturen seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Der Poyang-See und der Dongting-See trockneten während der Hochwassersaison aus. Die Regionen Sichuan und Chongqing wurden von Dürre, Wasserknappheit und Stromknappheit heimgesucht und litten unter Waldbränden. Im Jangtse-Becken kam es im Jahr 2021 zu keinen größeren Katastrophen, doch in Zhengzhou und Henan kam es zu sintflutartigen Regenfällen vom Typ „720“. Peking erlebte im September den regenreichsten Monat und Shanxi wurde während der Nationalfeiertage von schweren Herbstüberschwemmungen heimgesucht.

Daher können dieselben Klimaeinflussfaktoren sehr unterschiedliche Ergebnisse hervorrufen und der El Niño-„Korb“ ist nicht einfach zu verwenden.

Es ist anzumerken, dass es zwar von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und Wetterdiensten im In- und Ausland vorhergesagt wurde, dass El Niño bald eintreten werde, es jedoch keine endgültige Bestätigung dafür gibt, dass El Niño tatsächlich „eingetreten“ ist.

So veröffentlichte die Weltorganisation für Meteorologie am 3. Mai einen Bewertungsbericht, in dem sie darauf hinwies, dass die Wahrscheinlichkeit für den Übergang von einem neutralen Zustand zu El Niño zwischen Mai und Juli dieses Jahres bei 60 % liegt. Zwischen Juni und August steigt die Wahrscheinlichkeit auf etwa 70 % und zwischen Juli und September auf etwa 80 %. Bei den oben genannten Punkten handelt es sich ausschließlich um Möglichkeiten und nicht um Aussagen darüber, dass El Niño tatsächlich stattgefunden hat.

Denn Voraussetzung für das Auftreten von El Niño ist, dass die Meerestemperaturanomalie im äquatorialen Zentral- und Ostpazifik (allgemein bekannt als NINO3.4-Meeresgebiet) drei Monate in Folge 0,5 °C überschreitet. Derzeit erfüllen nur die Daten für Mai und Juni den Standard von über 0,5 °C und es wird noch einige Zeit dauern, bis dies drei aufeinanderfolgende Monate erreicht. In historischen Aufzeichnungen gibt es auch Fälle von „Fehlalarmen“ im Zusammenhang mit El Niño, bei denen die Meerestemperatur im äquatorialen Zentral- und Ostpazifik im Frühling und Sommer kurzzeitig hoch war, im Herbst und Winter jedoch wieder auf einen neutralen Wert zurückkehrte. So lag die Anomalie der Meerestemperatur in den Jahren 1980 und 1993 an der Wende zwischen Frühling und Sommer bei über 0,5 °C, kehrte im Herbst und Winter jedoch wieder in den neutralen Bereich zurück. Diese können nicht als El Niño-Ereignisse gezählt werden.

Selbst wenn die SST-Anomalie in drei aufeinanderfolgenden Monaten im Mai, Juni und Juli 0,5 °C überschreitet und sich die SST-Anomalie im Herbst und Winter umkehrt und am Jahresende 0,5 °C nicht überschreitet, kann dies nicht als El Niño-Ereignis angesehen werden. Wer also schwört, dass es El Niño gegeben hat, missversteht die von der WMO genannte Möglichkeit.

NINO3.4 Meerestemperaturanomalie (durchgezogene Linie) und Prognose (gestrichelte Linie), von der FGOALS-f2 Wetter-Klima-Dynamik-Ensemble-Prognoseanzeigeplattform des Instituts für Atmosphärenphysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften (http://project.lasg.ac.cn/FGOALS_f2-S2S/index.php?Var=P-Enso)

3. Wer hat die „Würfel“ des Extremwetters manipuliert?

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Das erneute Auftreten rekordverdächtiger extremer Hitze ist eine unvermeidliche Folge der globalen Erwärmung.

Laut dem jährlichen Klimabericht der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) vom 21. April 2023 lag die globale Temperatur im Jahr 2022 um 1,15 °C höher als im vorindustriellen Zeitraum von 1850 bis 1900. Damit waren die letzten acht Jahre die heißesten acht Jahre in der aufgezeichneten Geschichte. Wie das Sprichwort sagt: „Wenn große Flüsse ansteigen, treten auch kleine Flüsse über die Ufer.“ Wenn die globalen Temperaturen steigen, steigen natürlich auch die Temperaturen in anderen Regionen. Wenn wir von den Tagestemperaturen im Juni dieses Jahres 1,15 °C abziehen, sind die Temperaturen in den historischen Daten nicht extrem.

Um die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf ein bestimmtes extremes Wetterereignis zu analysieren, hat die Klimaforschungsgemeinschaft in den letzten 20 Jahren eine ausgereifte Methode zur „Überwachung und Zuordnung extremer Wetterereignisse“ entwickelt.

Die Idee ist nicht kompliziert. Wenn Sie einen gewöhnlichen Würfel werfen, beträgt die Wahrscheinlichkeit, den Maximalwert 6 zu erhalten, eins zu sechs. Wenn Sie einmal eine 6 würfeln, können Sie das auf zufälliges Glück zurückführen. Wenn Sie die Zahl jedoch häufig würfeln, ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine 6 fällt, viel größer als eins zu sechs. Zu diesem Zeitpunkt kann man es nicht mehr dem Glück zuschreiben. Es ist sehr wahrscheinlich, dass der Würfel selbst manipuliert wurde. Dasselbe gilt für extreme Wetterbedingungen. Es werden Simulationen mit und ohne globale Erwärmung durchgeführt. Wenn in der Simulation die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines bestimmten Extremwetters durch die globale Erwärmung stark ansteigt, kann dies nicht auf zufällige (nichtlineare) Wetterprozesse zurückgeführt werden, sondern darauf, dass sich durch die globale Erwärmung die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten solcher Extremwetter verändert hat.

Im Jahr 2004 veröffentlichten Peter Stott und andere Mitarbeiter des Hadley Center des britischen Wetterdienstes einen Artikel in Nature, in dem sie eine Attributionsanalyse der extremen Hitzewellen in Europa im Jahr 2003 durchführten, die in Europa den Tod von über 70.000 Menschen forderten. Ihre Analyse weist darauf hin, dass sich aufgrund der globalen Erwärmung die Wahrscheinlichkeit extrem hoher Temperaturen wie im Jahr 2003 verdoppelt hat. Daher haben sich die „Würfel“ für extrem heiße Wetterbedingungen durch die globale Erwärmung verändert. Wenn solche extrem hohen Temperaturen auftreten, kann man nicht mehr davon ausgehen, dass es sich um rein zufällige Wetterprozesse handelt.

Das International Weather Attribution Team (WWA) hat in den vergangenen Jahren Attributionsanalysen zu globalen extremen Dürren, hohen Temperaturen, starken Regenfällen, Kältewellen und Stürmen durchgeführt und festgestellt, dass fast alle Arten extremen Wetters auf der Welt auf die globale Erwärmung zurückzuführen sind. Im August 2022 beispielsweise überschritt die Höchsttemperatur in London 40 °C. Ende Juni 2021 erreichte die Höchsttemperatur in Lytton, Kanada 49,6 °C. Die Analyse zeigt, dass solche Ereignisse ohne die globale Erwärmung nahezu unmöglich sind. Im März 2022 brachen extrem hohe Temperaturen in Indien und Pakistan in Südasien den 122 Jahre alten historischen Rekord. Simulationsanalysen zeigen, dass der Klimawandel die Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse um das 30-fache erhöht hat. Dies ist ein stark modifizierter „Würfel“ für extrem hohe Temperaturen.

Die globale Erwärmung bringe nicht nur extrem hohe Temperaturen mit sich, sondern auch eine ganze Reihe von Katastrophen. Die globale Erwärmung führt zu dem wichtigen Effekt „von nass zu nasser, von trocken zu trockener“, d. h. ursprünglich feuchte Gebiete weisen mehr Niederschlag auf, und ursprünglich trockene Gebiete werden trockener. Was die Jahreszeiten betrifft, sind Überschwemmungen in der Regenzeit schwerwiegender, während Dürren in der Trockenzeit und in der Zeit mit weniger Regen schwerwiegender sind.

Der konkrete Ablauf und die betroffenen Bereiche sind sehr komplex. Eine einfache Erklärung ist, dass die Atmosphäre bei steigender Temperatur mehr Wasserdampf aufnehmen kann (die gesättigte spezifische Luftfeuchtigkeit steigt). Daher befindet sich bei starkem Regen mehr Wasserdampf in der Atmosphäre, was zu intensiveren Niederschlägen führt. Wenn es nicht regnet, ist die Luft weniger gesättigt, da sie mehr Wasserdampf aufnehmen kann. Dies führt eher zu Dürre und hohen Temperaturen.

Viele Menschen haben schon Verbrühungen durch Wasserdampf erlebt. Sie wissen, dass bei der Kondensation von Wasserdampf aus einem Gas zu einer Flüssigkeit eine große Menge Wärme (latente Kondensationswärme) freigesetzt wird. Wenn es regnet, wird durch Kondensation mehr Wärme freigesetzt, da sich mehr Wasserdampf in der Atmosphäre befindet. Daher wird schweres konvektives Wetter heftiger sein und entsprechende Tornados, Hagel, starke Winde, Blitze, schwere Regenfälle, Überschwemmungen und andere Phänomene werden schwerwiegender sein.

Laut dem Bericht „Human Costs from Disasters 2000–2019“ des Büros der Vereinten Nationen für Katastrophenvorbeugung und -reduzierung haben in den letzten 20 Jahren extreme Hitzeereignisse um 232 %, Überschwemmungen um 134 %, Stürme um 97 %, Waldbrände um 46 % und Dürren um 29 % zugenommen. Das globale Wetter wird immer extremer.

Laut der Zuordnungsanalyse des schweren Regensturms „720“ in Zhengzhou, Henan im Jahr 2021 durch das Institut für Atmosphärenphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat sich die Wahrscheinlichkeit schwerer Regenstürme in Henan durch die Klimaerwärmung und das feuchtere Klima verdoppelt und die Niederschlagsintensität hat um etwa 7,5 % zugenommen. Unterschätzen Sie diese 7,5 % nicht, denn es könnte der übermäßige Niederschlag sein, der die schwerwiegendsten Katastrophen verursacht.

Bis zum Ende dieses Jahrhunderts wird die Niederschlagsintensität, wenn man von einem mittleren Emissionsszenario ausgeht, um weitere 21,9 % zunehmen und die Wahrscheinlichkeit wird sich vervierfachen. Auch extreme Regenfälle wie der Regensturm von Zhengzhou sind ein „Würfel“, der durch die globale Erwärmung tiefgreifend verändert wurde.

Die Attributionsanalyse extremer Wetterereignisse bietet potenzielle rechtliche Anwendungsmöglichkeiten. Früher galten persönliche Begegnungen mit extremen Wetterbedingungen als „Pech“ oder persönliche Fahrlässigkeit sowie als mangelnde Beachtung von Wettervorhersagen und -warnungen. Eine Attributionsanalyse zeigt nun, dass es zu solchen Wetterextremen nicht gekommen wäre, sondern dass sie durch die globale Erwärmung aufgrund der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen verursacht wurden. Durch die globale Erwärmung sind die Wahrscheinlichkeit und Intensität bestimmter extremer Wetterereignisse stark gestiegen. Daher können Einzelpersonen und Organisationen, die durch extreme Wetterbedingungen geschädigt werden, Klagen gegen die Organisationen und Länder einreichen, die die globalen Veränderungen verursacht haben.

Bei der Klimakonferenz in Scharm-Scheich (COP27) 2022 in Ägypten wurde das Thema „Verluste und Schäden“ erstmals auf die offizielle Tagesordnung gesetzt. Dabei wurde diskutiert, ob wohlhabende Länder mit historischen Emissionsverpflichtungen gefährdeten Ländern, die von der globalen Erwärmung betroffen sind, Klimakompensationen leisten müssen. Die Konferenz richtete einen „Loss and Damage“-Fonds ein, der einen wichtigen Schritt in Richtung globaler Klimagerechtigkeit darstellt.

Mit dem Einzug des Sommers auf der Nordhalbkugel werden extrem hohe Temperaturen zur Norm. Die Weltorganisation für Meteorologie ruft die Länder dazu auf, frühzeitig Warnungen herauszugeben und Maßnahmen zu ergreifen. Regierungen und Verwaltungsbehörden auf allen Ebenen müssen nicht nur Wetterwarnungen und -vorhersagen herausgeben, sondern auch den Rechten und Interessen gefährdeter Gruppen sowie von Arbeitern im Freien und bei hohen Temperaturen mehr Aufmerksamkeit schenken. Sie müssen öffentliche Hitzeschutzzentren einrichten, insbesondere bei orangefarbenen und roten Hochtemperaturwarnungen, und öffentliche Aktivitätszentren, Regierungsbehörden, Bibliotheken usw. öffnen, damit Arbeiter im Freien die heißesten Mittagsstunden meiden können. Um das Risiko eines Hitzschlags zu verringern, ist es für die Öffentlichkeit wichtig, auf verschiedene Prognose- und Warninformationen zu achten und die neuesten Prognosen und Warnungen rechtzeitig zu aktualisieren.

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Produziert von : Science Popularization China

Autor : Wei Ke, Institut für Atmosphärenphysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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