Institut für Meteorologie und Klimaforschung

Wie sahen Stürme vor 20.000 Jahren aus?

Stürme waren im Letzten Glazialen Maximum in Europa häufiger und mit stärkeren Windgeschwindigkeiten sowie schwächeren Niederschlägen verbunden als im heutigen Klima

Das tägliche Wettergeschehen in den mittleren Breiten wird maßgeblich durch das Auftreten von außertropischen Zyklonen (auch Tiefdrucksysteme bzw. Stürme genannt) beeinflusst. Dies gilt insbesondere für Westeuropa, wo ihr Durchzug typischerweise mit (starken) Niederschlägen, starken Winden und Veränderungen der Temperatur und Bewölkung einhergeht. Während sich eine Vielzahl wissenschaftlicher Studien mit der Zyklonenaktivität unter aktuellen und zukünftigen Klimabedingungen befassen [1], gibt es nur wenige Studien, welche die Zyklonenaktivität der Vergangenheit unter stark unterschiedlichen Klimabedingungen analysieren [2]. In einer neuen Studie [3] haben wir die Eigenschaften von Stürmen vor etwa 20.000 Jahren analysiert. Dieser Zeitraum entspricht dem Letzten Glazialen Maximum (LGM). In diesem Zeitraum waren große Teile Nordeuropas von permanenten Eisschilden bedeckt, die von polaren Wüsten umgeben waren. Dies führte zu deutlich kälteren und meist trockeneren Klimabedingungen als heutzutage in Europa und hatte auch einen großen Einfluss auf die Vegetation: Während West-, Mittel- und Osteuropa größtenteils von offenem Buschland und Grasland geprägt waren, dominierte in Südeuropa Steppenvegetation mit eingebettetem Wald. Unsere Hauptfrage lautet daher: Wie sahen Zyklonen – und hauptsächlich Stürme – unter diesen Bedingungen in Bezug auf die Größen Niederschlag, Temperatur und Windgeschwindigkeit aus? Mit diesem Ziel haben wir die generellen Charakteristika und Verteilung von außertropischen Stürmen im LGM und der heutigen Zeit analysiert. Darüber hinaus haben wir eine Stichprobe von 30 intensiven Sturmereignissen für das LGM und das rezente Klima (hier: vorindustrielle Zeit, PI) genauer untersucht.

Abbildung 1: Satellitenansicht des eiszeitlichen Europas (künstlerische Darstellung)

Unsere Ergebnisse zeigen fundamentale Unterschiede in den Eigenschaften der außertropischen Zyklonen zwischen den LGM- und PI-Klimabedingungen. Sowohl die Anzahl als auch die Intensität der Stürme waren im LGM vergleichsweise höher als im rezenten Klima. Insbesondere kann eine erhöhte Sturmaktivität in der Nähe des (nordamerikanischen) Laurentinischen-Eisschildes und über Mitteleuropa festgestellt werden. Eine Analyse der 30 intensivsten Stürme mit Hilfe eines hoch aufgelösten regionalen Klimamodells (12,5 km Gitterabstand) zeigt, dass LGM-Stürme typischerweise durch schwächere Niederschläge und stärkere Windgeschwindigkeiten als ihre PI-Pendants gekennzeichnet waren. Diese Ergebnisse stehen im wissenschaftlichen Einklang eines kälteren und trockeneren Europas, das durch wenig Vegetation gekennzeichnet und häufig von Staubstürmen betroffen war. Die damit verbundene Staubaktivität führte somit zu teils mächtigen Lößablagerungen in Europa. Neue Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass zudem beständige Ostwinde (induziert durch ein stabiles Kältehoch über dem Skandinavischen Eisschild) eine weitere wichtige Rolle für den Staubzyklus während des LGM einnehmen [4]. 

Literatur:

[1] Catto JL, Ackerley D, Booth J, Champion A, Colle B, Pfahl S, Pinto JG, Quinting J, Seiler C (2019) The Future of Extratropical Cyclones. Curr Clim Change Rep 5:407-420, doi:10.1007/s40641-019-00149-4

[2] Raible CC, Pinto JG, Ludwig P, Messmer M (2021) A review of past changes in extratropical cyclones in the northern hemisphere and what can be learned for the future. WIREs Clim Change 12, e680. doi:10.1002/wcc.680

[3] Pinto JG, Ludwig P (2020) Extratropical cyclones over the North Atlantic and western Europe during the Last Glacial Maximum and implications for proxy interpretation. Clim Past 16, 611–626, doi:10.5194/cp-16-611-2020

[4] Schaffernicht EJ, Ludwig P, Shao Y (2020) Linkage between Dust Cycle and Loess of the Last Glacial Maximum in Europe, Atmos Chem Phys 20, 4969–4986. doi:10.5194/acp-20-4969-2020

Joaquim G. Pinto und Patrick Ludwig, AG “Regionales Klima und Wettergefahren”