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Das Wetter macht uns deutlicher als andere Indikatoren die Zeichen eines klimatischen Wandels sichtbar. Es sind die statistisch erfassten Wetterveränderungen im Laufe der Zeit, die uns einen Wandel anzeigen und kennzeichnen. Wissenschaftler und Forscher bemühen sich um die sachliche Einordnung und Beurteilung von Wetterereignissen. Meteorologische Extreme gab es schon immer. Denn das Wetter kann als chaotisches System bezeichnet werden, welches nur für einen relativ kurzen Zeitraum von einigen Tagen vorausgesagt werden kann. Man spricht dabei vom sogenannten Schmetterlingseffekt, wobei eine kleine Unregelmässigkeit oder ein auftretendes Phänomen ein Ereignis irgendwo und weit entfernt lostreten kann. Wetterextreme sind demnach trotz ihres eher seltenen Auftretens nichts Aussergewöhnliches. Aber über Raum und Zeit gemittelt, zeigt sich, dass Häufigkeit und Intensität von Hitze- und Kälteextremen sich verändern und eine Erwärmung der Erde bestätigen.
Veränderungen von Extremereignissen
Unter Fachleuten sind Thesen, welche meteorologische Extremereignisse mit dem Klimawandel in Beziehung setzen, stark umstritten. Vielerorts mangelt es an hoch aufgelösten Datenbeständen, die oft nicht frei zugänglich sind, nach unterschiedlichen Kriterien und zuweilen schlicht fehlerhaft aufgenommen wurden. Im Bereich Temperaturen und Niederschläge zeigt sich die Datenlage verhältnismässig vollständig. Sturmfronten, Tornados und Gewitter sind jedoch in vielen Teilen der Welt bislang eher bescheiden dokumentiert worden. So kann die oft zu vernehmende Befürchtung nicht unterstützt werden, Wirbelstürme wie der Hurrikan Katrina 2005 in New Orleans würden zunehmen und öfter auftreten. Bei tropischen Wirbelstürmen konnte eine Zunahme der Gesamtzahl nicht nachgewiesen werden, jedoch eine Zunahme der Stürme der Kategorie 4 und 5. Besonders im Jahrzehnt 2000-2011 wurde eine außergewöhnliche Zahl an extremen Wetterereignissen festgestellt. Insgesamt zeichnet sich bei den extremen Wetterereignissen eine Tendenz ab, die durchaus in Einklang steht mit der globalen Erwärmung.
Wo genügend Daten vorliegen, sind meist eindeutige Trends nachweisbar. So lässt sich bei über 70 % der globalen Landgebiete seit Mitte des 20. Jahrhunderts auf der einen Seite eine Abnahme kalter Nächte und Frosttage, und auf der anderen Seite eine Zunahme hoher Tages- und Nachttemperaturen feststellen. Extreme Kälte- und Hitzewellen nehmen ebenfalls zu. Auch bei Starkniederschlägen kann in vielen Gebieten der mittleren Breiten ein Trend zu häufigeren Ereignissen ausgemacht werden. Es kommt sogar zu temporär verstärkten Regenfällen und Überschwemmungen in Gebieten, wo die mittleren Niederschlagsmenge abnimmt. Gleichzeitig wird es in vielen Landregionen zunehmend dürr.
Ursachen der Veränderungen
Klimatische Extremereignisse treten aus verschiedenen Gründen auf, die regional begrenzt sein können oder wie der globale Klimawandel eine allumfassende Dimension annehmen. Der menschliche Einfluss durch die Emission von Treibhausgasen auf das gemässigte Klima in den letzten Jahrzehnten gilt in der Klimaforschung als gesichert.
Eine erwärmende Atmosphäre hat eine höhere Verdunstung zur Folge. An manchen Orten entstehen dabei Dürren, an anderen kommt es wegen erhöhter Menge an Wasserdampf zu stärkeren Niederschlägen. Dieser Wasserdampf erlangt als Energieträger von Stürmen grosse Bedeutung. Höhere Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre und der damit verbundene Klimawandel führen also hochwahrscheinlich zu veränderten Wetterlagen und häufiger auftretenden Extremereignissen. Doch beeinflussen natürliche Klimaereignisse (z.B. El Niño) solche Wetterextreme entscheidend. Sie wirken immer zusammen mit anthropogenen Einflussfaktoren, was es schwierig macht, den globalen Klimawandel als alleinige Ursache für ein bestimmtes Extremereignis nachzuweisen.