Der Einfluss des Klimawandels auf Extremwetter

Der Klimawandel führt zu einer signifikanten Zunahme von Extremwetterereignissen, insbesondere von Starkregen. Wissenschaftliche Studien zeigen, dass die Erwärmung der Atmosphäre dazu führt, dass Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann – etwa sieben Prozent mehr pro Grad Celsius. Doch die beobachteten Niederschläge übertreffen diese Erwartungen bei Weitem. Dies liegt an komplexen Prozessen innerhalb und zwischen den Wolken, die bisher in Klimamodellen unzureichend berücksichtigt wurden.

Das „Innenleben“ der Wolken und ihre Organisation

Caroline Muller und ihr Team haben herausgefunden, dass Wolken ein dynamisches „Innenleben“ besitzen, das ihre Entstehung, Organisation und Lebensdauer beeinflusst. Ein zentraler Prozess ist die Strahlungskühlung: In wolkenfreien Gebieten entweicht mehr Wärmeenergie, wodurch die Luft abkühlt und absinkt. Diese kühle Luft strömt dann in wolkenreiche Regionen, wo sie warme, feuchte Luft nach oben drückt und so die Wolkenbildung verstärkt. Dieser Mechanismus führt dazu, dass sich Wolken spontan zusammenballen, was wiederum zu intensiveren Niederschlägen führt.

Mikrophysikalische Prozesse und ihre Auswirkungen

Neben der Strahlungskühlung spielen mikrophysikalische Prozesse eine entscheidende Rolle. Ein Beispiel ist das „Entrainment“, das turbulente Mischen von Luft an den Rändern von Wolken. Diese Turbulenzen beeinflussen, wie sich Wolken entwickeln und wie viel Regen sie produzieren. In wärmeren Atmosphären entsteht weniger Schnee und mehr Regen, da Regentropfen schneller fallen und weniger verdunsten. Diese Faktoren führen dazu, dass aus einer Wolke deutlich mehr Regen fällt, als allein durch die erhöhte Feuchtigkeitsaufnahme der Luft zu erwarten wäre.

Die Rolle von Wolkenverklumpung in tropischen Regionen

Besonders in den Tropen, wo die Unsicherheit über zukünftige Niederschläge am größten ist, sind diese Prozesse von Bedeutung. Da es in den Tropen keine starken Wetterfronten wie in höheren Breiten gibt, dominieren konvektive Prozesse die Wolkenbildung. Studien zeigen, dass sich Wolken in diesen Regionen stärker zusammenballen, was zu selteneren, aber intensiveren und länger anhaltenden Stürmen führt. Diese Stürme können verheerende Überschwemmungen verursachen, wie etwa in Venezuela und Kolumbien im Juni 2025.

Herausforderungen und zukünftige Forschung

Trotz der Fortschritte in der Forschung bleiben viele Fragen offen. Hochauflösende globale Klimamodelle, die Wolken und Stürme detailliert simulieren können, sind extrem rechenintensiv. Zudem fehlen in vielen tropischen Regionen ausreichende Daten, um die Modelle zu validieren. Neue Satellitenmissionen wie die geplante „Harmony“-Mission der Europäischen Weltraumorganisation könnten hier Abhilfe schaffen. Diese Missionen sollen detaillierte Daten über Winde und Wolken liefern, um die Vorhersagen von Extremwetterereignissen zu verbessern und die Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen.