Tropische Wirbelstürme wie Hurrikan Ida können schwere Überschwemmungen verursachen, die zu Störungen, Schäden und zum Verlust von Menschenleben führen. Wie viele andere Wetterarten sind auch tropische Wirbelstürme und Hurrikane an der US-Ostküste in den letzten Jahrzehnten extremer geworden. Obwohl das Ausmaß der Intensitätszunahme kontrovers diskutiert wird, gibt es Hinweise darauf, dass sich solche Stürme langsamer bewegen als in der Vergangenheit. Diese langsamere Bewegung führt dazu, dass Stürme länger andauern und mehr Regen produzieren. Da konventionelle Wetteraufzeichnungen jedoch nur bis 1948 zurückreichen, ist unklar, wie ungewöhnlich diese sich langsam bewegenden Wirbelstürme im Vergleich zu früheren Wettermustern sind.
Eine aktuelle Studie geht dieser Frage nach, indem sie Baumringe verwendet, um Hunderte von Jahren saisonaler Zyklonniederschlagsmengen zu rekonstruieren. Die untersuchten Bäume, von denen einige über 300 Jahre alt sind, zeigen, dass die Niederschlagsextreme um 2 bis 4 mm pro Jahrzehnt zugenommen haben, was zu einer kumulativen Zunahme der Niederschläge von bis zu 128 mm (fünf Zoll) im Vergleich zum frühen 18. Jahrhundert führte. Die größten Zunahmen gab es in den letzten 60 Jahren, und die jüngsten Extreme werden von keinem früheren Ereignis erreicht.
Über die Erstellung dieser rekonstruierten historischen Aufzeichnungen hinaus arbeiten Forscher mit diesen Datensätzen, um Vorhersagen darüber zu verbessern, was diese Region in Zukunft erwarten könnte.
Gut für das Wachstum – zumindest für Bäume
In einer früheren Arbeit fanden Dr. Justin Maxwell und seine Mitarbeiter heraus, dass langblättrige Kiefern an der Ostküste der USA als Indikatoren für tropische Wirbelsturmniederschläge dienen könnten, gemessen an den Wachstumsbändern der Bäume in der Spätsaison (Juni bis Oktober). Diese kleineren, lokaleren Studien zeigten, dass die jüngsten Niederschlagsmengen weitaus höher waren als alles, was die Bäume früher in ihrem Leben erlebt hatten.
Dies ist ein unerwarteter Befund, da die Aufzeichnungen von Jahrringen im Allgemeinen Beweise für extremes Wetter zeigen, die über ihre gesamte Geschichte verstreut sind, obwohl die Häufigkeit variieren kann. Die Entdeckung war Anlass für eine neue Studie, die überprüfte, ob dieses Muster über einen größeren Bereich Bestand hatte.
„Oft zeigen Baumringrekonstruktionen, dass das extreme Klima, das wir in den letzten 120 Jahren mit Instrumenten (Wetterstationen) aufgezeichnet haben, in der Zeit übertroffen wurde“, sagte Dr. Justin Maxwell gegenüber Ars Technica. „Unsere früheren Untersuchungen haben gezeigt, dass die jüngsten Extreme in der Vergangenheit unübertroffen waren – alle höchsten Werte stammen größtenteils seit den 1990er Jahren, was eine große Überraschung war und uns ermutigte, einen größeren Bereich zu beproben, um zu sehen, ob dieser Anstieg lokal oder über einen Zeitraum von mehreren Jahren vorhanden war größere Region.”
Die Forscher kombinierten vorhandene Datensätze mit zwei neuen Standorten und schlossen Bäume von insgesamt sieben Standorten in North und South Carolina ein. Innerhalb Nordamerikas erhält diese Region die meisten Regenfälle durch tropische Wirbelstürme und verfügt auch über die weltweit vollständigste Aufzeichnung dieser Art von Niederschlag.
Die neuen Datensätze umfassten eine Auswahl von Proben von 13–36 Altbäumen pro Standort (so genommen, dass die Bäume nur minimal beschädigt wurden) sowie Baumstümpfe. Der nächste Schritt der Forscher bestand darin, ihr Modell zu kalibrieren, indem sie Baumringmuster mit bekannten Niederschlagsmessungen von 1948 bis heute verglichen.
Die Vergangenheit rekonstruieren, um die Zukunft vorherzusagen
Wie zu erwarten ist, sind Jahresringe repräsentativer für saisonale Niederschläge als für die Häufigkeit oder das Ausmaß einzelner Stürme. Aber die Wachstumsmuster deuteten eindeutig auf weniger Niederschlag in der Zyklonsaison in den vergangenen Jahrhunderten hin.
Ein Jahr mit viel Regen bedeutet nicht unbedingt, dass ein Riesensturm durchgezogen ist. “[It] könnte Niederschlag von einem Hurrikan darstellen, oder es könnten mehrere Hurrikane gewesen sein“, schrieb Maxwell. “Was wir in diesem Papier herausgefunden haben, ist, dass dieses Gebiet während der gesamten Saison mehr tropische Wirbelsturmniederschläge erhält.” Während Forscher auf diesem Gebiet immer noch über die Ursache diskutieren, haben viele vorgeschlagen, dass dies mit dem Trend zusammenhängt, dass sich Stürme langsamer über das Gebiet bewegen.
Weltweit haben sich die Translationsgeschwindigkeiten von Zyklonen in den letzten 70 Jahren aufgrund nachlassender globaler Windströmungen um bis zu 10 Prozent verringert. “Dies [increased precipitation] liegt daran, dass Hurrikane länger um ein Gebiet herumhängen als früher“, erklärte Maxwell.
Das Team erweitert seine historische Rekonstruktion um Proben aus dem gesamten Südosten der USA. Der Co-Autor der Studie, Dr. Joshua Bregy, arbeitet auch mit anderen Experten zusammen, um zu untersuchen, ob diese Rekonstruktionen verwendet werden können, um zu prognostizieren, was wir von zukünftigen Zyklonsaisons erwarten könnten.
„Basierend auf unserem aktuellen Wissen über das globale Klimasystem werden die globalen Winde in einer wärmeren Welt schwächer sein, und wir sehen dies bereits“, sagte Maxwell. „Wenn die Erwärmung wie vorhergesagt anhält, werden diese globalen Winde weiterhin schwach sein. Globale Winde steuern tropische Wirbelstürme, sodass schwächere Winde zu mehr mäandernden Sturmbahnen und zum Stillstand gekommenen Stürmen an einem Ort führen, was zu mehr Niederschlag führt. Daher werden diese großen saisonalen Gesamtzahlen tropischer Wirbelstürme wahrscheinlich auch in Zukunft anhalten.“
PNAS, 2021. DOI: 10.1073/pnas.2105636118
KED Coan ist ein freiberuflicher Journalist für Klima- und Umweltgeschichten bei Ars Technica. Sie hat einen Doktortitel in Chemie und chemischer Biologie.