Schwächelnder Jetstream bringt Extremwetter

Eigentlich sollte der Jetstream mit bis zu 500 Kilometern pro Stunde rasen, doch mittlerweile schlängelt er meistens nur noch. Der Jetstream ist ein starkes Band aus Wind, das in ungefähr 10 Kilometern Höhe von West nach Ost fegen sollte - rund um die Erde, in parallelen Bahnen zum Äquator. Dieses Phänomen gibt es sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel. 

Auf der Nordhalbkugel fachten die starken Temperaturunterschiede zwischen der Arktis und den Tropen den Jetstream an. Doch in der Arktis wird es wärmer und dadurch geraten auch die Winde immer häufiger ins Stocken, werden langsamer und spazieren eher in Schlängellinien um die Erdkugel. 

Zufall oder Klimawandel?

Das klingt gemütlich, bringt aber extreme Wetter in die mittleren Breiten unseres Planeten. Der stockende Jetstream hat uns etwa den letzten, eisigen Winter beschert. Genauso wie den extrem heißen und trockenen vergangenen Sommer 2018 und die der Jahre 2015, 2006 oder 2003. 

Nun, ist das ein zufälliges Wetterphänomen, das sich aus den Schwankungen der Natur ergibt? Oder hat das Stocken etwas mit dem Klimawandel zu tun? Forscherinnen und Forscher auf der ganzen Welt gehen seit einigen Jahren dieser Frage nach.

Sie beobachteten und fanden heraus, dass grundsätzlich ein Zusammenhang zwischen dem schwächelnden Jetstream und dem Klimawandel bestehe. Doch in ihren Modellen konnten sie das Schlängeln nicht reproduzieren. Die Leistung der Rechner reichte einfach nicht aus, um alle Komponenten mit zu berechnen.

Künstliche Intelligenz berechnet das Schlängeln des Jetstreams

Forschende des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) haben nun eine Künstliche Intelligenz auf das Problem angesetzt. Sie haben sie mit einer zusätzlichen Komponente gefüttert, die vorher noch nicht in den Jetstream-Modellen enthalten war: Ozon. Die KI hat nun berechnet, wie die Ozonschicht und die Stratosphäre - also die zweite Schicht der Erdatmosphäre - zusammenwirken. 

So konnten Sie das Modell maßgeblich verbessern, wie der Erstautor der Studie Erik Romanowsky erläutert: "Mit diesem Modellsystem sind wir jetzt in der Lage, die beobachteten Veränderungen im Jetstream realistisch zu reproduzieren."

Kein Zufall, sondern Klimawandel!

So können die Forschenden nun auch die Gründe für den Schängelkurs des Jetstreams genauer verstehen: Wenn das Meereis in der Arktis schmilzt, steigen die Temperaturen in der Stratosphäre im Norden. Das Ozon verstärkt diesen Effekt noch einmal. Die einst eisigen polaren Temperaturen können so den Jetstream nicht mehr antreiben, er stockt und beginnt zu schlängeln.

"Unsere Studie zeigt, dass die Veränderungen im Jetstream zumindest teilweise vom Rückgang des arktischen Meereises verursacht werden. Sollte die Eisdecke weiter schrumpfen, gehen wir davon aus, dass die bislang beobachteten Extremwetterereignisse in den mittleren Breiten in ihrer Häufigkeit und Intensität zunehmen werden“, sagt Markus Rex, Leiter der Atmosphärenforschung des AWI.

Der Jetstream verlangsamt sich also tatsächlich aufgrund des Klimawandels - den Beweis konnten die Forscherinnen und Forscher mit ihrer Studie erbringen. Ob sich diese Veränderungen auch auf der Südhalbkugel bemerkbar machen, wolle das Team noch untersuchen, sagt Erik Romanowsky. Eindeutige Erkenntnisse gibt es dagegen jetzt für die Nordhalbkugel, erklärt Markus Rex: "Unsere Ergebnisse untermauern zudem, dass die häufiger auftretenden winterlichen Kaltphasen in den USA, Europa und Asien der Klimaerwärmung nicht widersprechen, sondern vielmehr Teil des menschengemachten Klimawandels sind.“

Menschengemachte künstliche Intelligenz kann von nun an aber helfen, Klimamodelle präziser und realistischer zu machen - das hoffen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Denn dann gäbe es auch robustere Beweise und Grundlagen für politische Entscheidungen, die den Jetstream wieder in Gang setzen könnten.