Inhalt
1. Entwicklung WACCy 2016
2. Ursachen für die positive Temperaturanomalie in der Arktis
3. Ursachen für die negative Temperaturanomalie in Eurasien
4. Auswirkungen auf die Zirkulation der NH-Atmosphäre
5. Theorie von Judah Cohen
Quellennachweise Karten/Grafiken/Bilder
meteociel.fr; div. NOAA (National Atmospheric Oceanic Administration); NASA; karstenhaustein.com; meereisportal.de; judacohen.org; bildungsserver.de; Wikipedia;
wettereck-triestingtal.at
1. Entwicklung des Phänomens WACCy im Oktober 2016 und aktueller Zustand
Gemittelte 2m-Temperaturabweichung Oktober 2016:
2m-Temperaturabweichung am Ende der zweiten Novemberdekade:
Quelle: KH
Die Arktis scheint zu „brennen“ wie der föhnige Morgenhimmel (Thenneberg, 21.11.2016):
2. Ursachen für die positive Temperaturanomalie in der Arktis
Maßgeblich verantwortlich ist der stark voranschreitende Meereisrückgang der Arktis, der in direktem Zusammenhang mit der globalen Erwärmung und damit den anthropogenen Treibhausgasemissionen steht.
Auch wenn der globale Temperaturanstieg seit der vorindustriellen Zeit ca. 1 K beträgt, in der Arktis steigen Luft- und auch Meerwassertemperaturen viel stärker an, als im globalen Durchschnitt.
Quelle: Wikipedia
Die arktische Meereisausdehnung hat Ende Oktober 2016 ein absolutes Minimum erreicht, liegt aktuell sogar unter dem bisherigen Rekord von 2012.
Quelle: Meereisportal
Quelle: NOAA
Der stärkste Meereisrückgang mit stark verzögerter Eisbidlung ist im europäischen Polarmeer, Barrentssee und Karasee zu verzeichnen:
Quelle: Meereisportal
Was verstärkt den Rückgang des arktischen Meereises und damit den polaren Temperaturanstieg?
Der wichtigste physikalische Prozess ist die Eis-Albedo-Rückkopplung.
Albedo ist das Maß für das Rückstrahlvermögen reflektierender Oberflächen.
Quelle: Wikipedia
Die Ausdehnung eisfreier Flächen reduziert großflächig die Reflexion und verstärkt die Absorption der solaren Einstrahlung durch das offene Meerwasser. Wasser und Böden absorbieren ca. 90 % der eingestrahlten Sonnennergie. Dadurch erwärmt sich nicht nur das Meerwasser, sondern auch die darüber liegende Atmosphäre.
Der derart erfolgte Temperaturanstieg führt zum Abschmelzen weiterer Schnee- und Eisflächen.
Die durch die Erwärmung ausgelöste Veränderung wirkt sich als positive Rückkopplung wiederum verstärkend auf das Maß der Erwärmung aus und hat in den letzten Jahren zu einer immer geringer werdenden Eisbedeckung geführt, die sich in Zukunft weiter fortsetzen wird.
Zu einem zusätzlichen Eisverlust kommt es durch abbrechendes Alteis an den Rändern der geschlossenen Eisflächen. Diese werden durch Strömungen im Wasser und der Luft in die warmen Ozeane transportiert.
Zitat aus einem Interview mit Mark Brandon, Ozeanograf und Klimaforscher:
Die Arktis wird in den nächsten 10 bis 20 Jahren im Sommer eisfrei werden – wenn es einen Kipp-Punkt gibt, dann ist er schon überschritten.
Situation zum beginnenden Winterhalbjahr:
-größer werdende eisfreie Flächen im arktischen Eismeer,
-die Meereisbildung setzt später ein,
-das Wasser kann die während des Sommers gespeicherte Energie länger in die Atmosphäre abgeben;
-gleichzeitig beginnen die angrenzenden Landmassen stark abzukühlen.
Es hat sich eine Eigendynamik entwickelt, die sich auch mit Erreichen der Klimaziele von Paris nicht wieder umkehren läßt!
Der Temperaturanstieg in der Arktis führt auch zu einer Reduktion des Temperaturgradienten zu den mittleren Breiten, was sich auch auf die atmosphärische Dynamik auswirkt:
Schwächung des Jetstreams und Häufung von meridionalen Wetterlagen.
Ein extremes Ereignis mit meridionaler Zirkulation und Warmluftadvektion ins arktische Eismeer gab es zum letzten Jahreswechsel:
Link: https://www.wettereck-triestingtal.at/2015/12/30/orkantief-eckard-pumpt-warmluft-bis-zum-nordpol/
Quelle: NASA
3. Ursachen für die negative Temperaturanomalie in Eurasien
Über dem Kontinent, der ans arktische Eismeer grenzt, kühlt die Luft abstrahlungsbedingt mit Beginn des Winterhalbjahres in den zunehmend langen Nächten stark ab. Die großen offenen arktischen Meereisflächen bleiben länger als noch vor wenigen Jahren eisfrei und geben Wärme an die darüberliegende Luft ab. An der Grenze zu den mittlerweile viel kälteren angrenzenden Kontinenten bilden sich Tiefdruckgebiete, mit denen feuchte und mildere Luftmassen über die kalten Landmassen gesteuert werden. Dies führt zu Schneefällen mit einer im Oktober rasch anwachsenden Schneedecke mit überdurchschnittlicher Ausdehnung.
Quelle: NOAA
Ausdehnung der Schneebedeckung und Schneehöhe Ende Oktober und am Beginn der zweiten dritten Novemberdekade 2016:
Exemplarischer Vergleich der Schneedeckenausdehnung zum Zeitpunkt Ende Oktober 2006 und 2016:
Quelle: NOAA
Schneeflächen erhöhen die Albedo und beschleunigen die Kaltluftproduktion vor Ort und damit den Aufbau eines mächtigen kontinentalen Kältehochs.
WACCy erreicht im Spätherbst/Frühwinter seine maximale Ausprägung, wird sich u.U. in der Zukunft weiter verstärken und vor allem im Winterhalbjahr Wetter und Klima der NH (nördlichen Hemisphäre) durch geänderte Verteilung von Hoch- und Tiefdruckgebieten und Veränderungen der Zirkulation maßgeblich beeinflussen.
4. Auswirkungen auf die Zirkulation der NH-Atmosphäre
Der Kaltluftkörper des mächtigen Kontinentalhochs lenkt den polaren Jetstream ab: der Jetstream mäandriert, die arktische Oszillation (AO) und der Polarwirbel (PW) werden geschwächt.
Bei stark ausgeprägtem Jetstream ist Luftströmung der NH von West nach Ost gerichtet, sie verläuft parallel zu den Breitenkreisen und hält das arktische Kältereservoir zusammen. Eine typische zonale Zirkulation ist eine Westlage. Dabei ziehen Tiefdruckgebiete mit ihren Fronten von West nach Ost. Der Gegensatz dazu ist die meridionale Zirkulation, bei der die Luftströmungen durch Hindernisse in der Troposphäre abgelenkt werden und von Nord nach Süd oder von Süd nach Nord, also parallel zu den Längenkreisen, verlaufen.
Dies begünstigt polare Kaltluftausbrüche in die mittleren Breiten an Trogrückseiten bzw. an deren Vorderseite den Warmlufttransport in die Arktis und eine Destabilisierung des PW.
Vereinfachte Darstellung von positiver (starker zonal ausgerichteter Jetstream) und negativer (mäandrierender Jetstream) arktische Oszillation:
Quelle: Bildungsserver.de
Exemplarisch der PW anfang November 2016:
Negative Arktische Oszillation und damit geschwächter PW sind Begleiterscheinungen von WACCy; AO ist weitgehend negativ seit der zweiten Oktoberdekade 2016:
5. Theorie von Judah Cohen
Das Modell beschreibt im wesentlichen die Auswirkungen von WACCy auf die arktische Oszillation unter Einbeziehung der Interaktion mit der Stratosphäre. Das sibirische Kältehoch zwingt den troposphärischen Jetstream zu einer Amplifizierung, gleichzeitig erfolgt eine vertikale Ablenkung mit Aufwärtsausbreitung von Energie in die Stratosphäre. Dies schwächt wiederum den PW der Stratosphäre, führt dort u.U. zu einem Major Warming (MW) mit Zonalwindumkehr. Die Folgewirkung auf die darunterliegende Troposphäre ist ein Zusammenbruch des PW mit stark negativer AO und polaren Kaltluftausbrüchen in die mittleren Breiten.
Exemplarisch das MW von 2013:
