Grafik: © by Schattenblick

Stefan und Ben hatten sich lange mit der Glaziologin Karin Nilsen über die Folgen der Klimaerwärmung in Grönland unterhalten und viel über das Schmelzen des Gletschereises erfahren. Dabei wurde auch deutlich, dass der erhöhte CO2-Ausstoß erheblich zur Erderwärmung beiträgt und eine der Auswirkungen die Gletscherschmelze in Grönland ist. In dem Zusammenhang wurde klar, dass sich das Ausmaß der Folgewirkungen in vollem Umfang nicht wirklich absehen lässt. Ben und Stefan wollten nun herausfinden, ob und wie es durch die Erderwärmung zu einer Anhäufung von gefährlichen Wirbelstürmen kommen kann. Doch zunächst überraschte sie eine Meldung zum CO2-Ausstoß.

Stefan: "Verstehst du das, Ben, der weltweite CO2-Ausstoß ist weiter angestiegen. Ich dachte, man hätte sich auf der Klimakonferenz in Paris darauf geeinigt, dass die Industrienationen ihre CO2-Emissionen verringern."

Ben: "Das hatte ich auch angenommen. Was hast du herausgefunden, was stimmt da nicht?"

Stefan: "Durch Zufall bin ich auf einen Text gestoßen, der schon etwas älter ist, September 2016, zum Thema "Steigende CO2-Emissionen". Darin wird beschrieben, dass Jahr für Jahr mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre geblasen wird. Also, statt einer Verringerung eine Steigerung stattfindet. So heißt es dort, warte mal, ich hab' mir das notiert: 'Zum ersten Mal ist der Anteil an Kohlendioxid im September 2016 nicht unter 400ppm (parts per million: Teilchen pro eine Million Teilchen gesunken.' Und an anderer Stelle wird behauptet, dass die CO2-Konzentration insgesamt um 42 % höher liegt als in der vorindustriellen Zeit - die wird um 1750 angenommen. Das ist doch Wahnsinn, was soll denn überhaupt so eine Konferenz, wenn gar keine Abmachungen eingehalten oder keine Auswirkungen erkennbar werden?"

Ben: "Das verstehe ich auch nicht. Es kann ja niemand mehr behaupten, dass es nicht genügend deutliche Klimaveränderungen gibt, die auf eine Erderwärmung zurückzuführen sind. Denk' doch nur an den Tropensturm 'Irma', jetzt gerade im September. Der soll doch so außergewöhnlich stark gewesen sein. Einige Wissenschaftler gehen davon aus, dass es immer häufiger zu solch enorm heftigen Stürmen kommen wird. Aber den Zusammenhang zwischen Klimaerwärmung und Hurrikane habe ich nicht begriffen."

Stefan: "Das wollen wir ja herausfinden. Also, eigentlich war ich bereits auf der Suche nach Informationen über die Entstehung von sogenannten Tropenstürmen, als ich auf besagten Text stieß. Erfahren habe ich bisher, dass die Wasseroberfläche des Meeres 26,5 Grad haben muss, damit ein Hurrikan entstehen kann. Möglich wird so eine hohe Wassertemperatur im Atlantik fast immer zwischen Juni und November. Durch die Wärme verdunstet das Wasser und die Luft darüber erwärmt sich und es bildet sich ein Sog über dem Meer -"

Ben: "Halt, stopp mal, das verstehe ich nicht. Wodurch entsteht ein Sog? Und wie kommt es überhaupt zur Verdunstung? Müsste die Luft darüber dann nicht kälter als das Meerwasser sein, so nach dem Prinzip, Wärme steigt nach oben und schlägt sich an Kaltem nieder? Wenn es 'oben' aber noch wärmer ist als das Wasser, würde sich dann nicht einfach nur die Meerwassertemperatur weiter erhöhen? Dann gäbe es keine Sogwirkung, so jedenfalls stelle ich mir das vor."

Stefan: "Hmm, ja, da scheint was dran zu sein. Lass uns noch einmal überlegen. Also, ich habe vorhin an anderer Stelle gelesen, dass das Meerwasser nicht durch die warme Luft erwärmt wird, sondern durch die direkte Sonneneinstrahlung, hmm, die erwärmt allerdings auch die Luft. Ach, was, so kommen wir nicht weiter, lass uns mal im Netz nachsehen, vielleicht finden wir dort eine Erklärung oder einen Hinweis."

Nachdem die beiden eine ganze Weile gesucht hatten und immer wieder verschiedene Suchbegriffe eingegeben hatten, fanden sie schließlich einige Erläuterungen zu Hurrikan, die allerdings nicht gerade einfach zu verstehen waren.

Stefan: "Es sieht wohl so aus, dass bei der Entstehung eines Hurrikans viele Faktoren eine Rolle spielen, eine Menge Vorbedingungen müssen gegeben sein. Zum Beispiel sollte wenig Wind in dem Entstehungsgebiet eines Hurrikans vorherrschen, dann sollte es Gewitterwolken geben, die sich vielleicht auch schon zu sogenannten Clustern auftürmen, und das Gebiet sollte auf dem richtigen Breitengrad liegen."

Ein Satellitenbild des Hurrikans Katrina von 2005
Foto: 2005, by US NOAA. [Public domain], via Wikimedia Commons

Ben: "Was bedeutet denn 'richtiger Breitengrad'?"

Stefan: "Moment, das wird hier erklärt, also, das Entstehungsgebiet sollte sich mindestens im Abstand von 5 Breitengraden zum Äquator befinden, denn nur dort ist die Coriliskraft."

Ben: "Halt mal, worum handelt es sich bei dieser Coriliskraft?"

Stefan: "Sie soll die Luftmassen ablenken und in Rotation, also in Drehbewegung, versetzen. Sie selbst entsteht aus der Drehbewegung der Erde. Am Äquator ist diese Kraft gleich Null, am Nord- bzw. Südpol wirkt sie am stärksten. Außerdem lenkt diese Kraft den Wind auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links ab."

Ben: "Oh je, Stefan, so ein schwieriges Thema hatten wir ja noch nie! Also, wir brauchen einen ruhigen, warmen Ozean mit Gewitterwolken und günstigem Abstand zum Äquator. Dann verdunstet das warme Wasser und erwärmt dabei die Luft darüber - jetzt verstehe ich, die Aufwärtsbewegung, die beim Verdunsten entsteht, ist für den Sogeffekt verantwortlich. Also entsteht an der entsprechenden Stelle ein Unterdruck, ein Sog. Der muss ausgeglichen werden und deswegen strömt die Luft aus der Umgebung genau dorthin und damit bilden sich Wind, nein, Wolkenwirbel, denn es ist ja feuchter Wind und der wird zu Wolken. Das verdunstende warme Wasser wird quasi zum Treibstoff des Hurrikans."

Stefan: "Ja, genau. Und wenn das Meer nicht nur an der Oberfläche warm ist, sondern auch noch in Tiefen von 50 bis 100 Metern, dann wird der Sturm noch viel, viel stärker."

Ben: "Wieso, wie kommt es dazu, wird das irgendwo beschrieben?"

Stefan: "Ja, das wird, ich fasse zusammen, folgendermaßen erklärt: die Hurrikane-Winde wühlen das Wasser bis in Tiefen von 50 oder mehr Metern auf. Normalerweise ist das Wasser dort kühler als an der Oberfläche und wenn es nun durch die Aufwirbelungen nach oben gelangt, schwächt es praktisch die Verdunstung und die Aufwärtsbewegung ab oder, wie es genannt wurde, wird die 'Treibstoffzufuhr' verringert, der Sturm schwächer. Ist nun aber das Wasser dort unten auch noch warm, so findet all das nicht statt und die Hurrikanentwicklung wird sogar noch verstärkt, weil eben auch noch sehr viel warmes Wasser mehr an die Oberfläche gewirbelt wird und keine Abkühlung stattfindet."

Ben: "Aber dann gäbe es einen Zusammenhang zwischen Erderwärmung und Hurrikane. Wenn nämlich das Wasser in den Meeren immer wärmer wird, können auch die Stürme immer stärker werden, oder?"

Stefan: "Das sehe ich auch so, doch es spielen noch so viele andere Faktoren eine wichtige Rolle bei der Entstehung eines Tropensturms, dass man das so wohl nicht eindeutig behaupten kann. Jedenfalls scheinen die Wissenschaftler sich nicht einig zu sein. In dem einen Text, den ich gefunden habe, heißt es dazu:

'Doch auch die Erwärmung des Erdklimas durch den Menschen könnte sich bereits im Verhalten der Hurrikane abzeichnen. Denn in den vergangenen 50 Jahren hat sich der tropische Ozean weltweit um ungefähr 0,5 Grad Celsius erwärmt, zu einem Teil vermutlich durch den verstärkten Treibhauseffekt. Die Zahl der Stürme wächst darum zwar nicht, unter den Experten wird aber diskutiert, ob sich die Intensität der Hurrikane bereits erhöht hat.' [1]

Ben: "Das würde zu dem Hurrikan 'Irma' passen (September 2017) über den es heißt, dass weltweit noch nie vorher, also jedenfalls seit dem Beginn der Messungen, ein Sturm über mehrere Tage Windgeschwindigkeiten von mehr als 300 Kilometern pro Stunde erreicht hat. So ein Hurrikan allein ist schon schlimm genug, aber er bringt noch eine Menge anderer Katastrophen mit sich. Nicht nur die enormen Winde wirken so zerstörerisch, auch die Sturmfluten, die durch Wind aufgepeitschte Wellen von bis zu 8 Metern erzeugen können und zu verheerenden Überschwemmungen führen. Außerdem heißt es, dass ein Hurrikan auch Starkregen mit sich bringt mit Überflutungen und Erdrutschen. Solange der Sturm über dem ungewöhnlich warmen Meer bleibt, wird er durch aufsteigenden Wasserdampf weiter angetrieben."

Stefan: "Wie will man denn da eine sichere Vorhersage über diese Stürme erstellen, wenn so unsäglich viele Bedingungen die Entstehung eines Sturms beeinflussen: die Temperatur des Wassers, die Coriliskraft, die Wassertemperatur in der Tiefe, Scherwinde, die die Rotation des Hurrikans durchkreuzen, die Luftfeuchtigkeit, Abstand des Breitengrads zum Äquator und so weiter."

Ben: "Ja, das ist ganz schön kompliziert. Mein Vater erzählte, dass im gleichen Zeitraum nicht nur 'Irma' wütete, sondern dass 'Katia' und 'José' folgten. Dass gleich drei so heftige Stürme im gleichen Zeitraum entstehen, könnte vielleicht doch tatsächlich am Klimawandel liegen, oder?"

Drei Wirbelstürme in dichter Folge: Irma, Katia, José
Foto: 2017, by NOAA [Public domain], via Wikimedia Commons

Stefan: "Ich denke schon, denn wenn es immer wärmer wird und auch das Wasser sich weiter erwärmt, dann hätten die Hurrikane doch beste Voraussetzungen für ihre Entstehung. Von daher finde ich es nahe liegend, dass der Klimawandel auch etwas mit der Entwicklung der Stürme zu tun hat."

Ben: "Tja, dann wäre es noch mal viel wichtiger dafür zu sorgen, dass die CO2-Emissionen tatsächlich ganz erheblich verringert werden."

Fortsetzung folgt ...