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Die eisigen Temperaturen machen die Arktis an sich schon zu einer extremen Umgebung. Doch der Klimawandel und das immer noch unvollständige Verständnis der Region bringen neue Phänomene und Unwägbarkeiten mit sich. Wir wissen bereits, dass der auftauende Permafrost und das zurückgehende Meereis das Wetter in der Region beeinflussen. Andere Veränderungen sind schwieriger zu erkennen, aber ihre Auswirkungen könnten ebenso groß sein.
Extreme Stürme, die in der Arktis und im Südpolarmeer auftreten, auch Polartiefs genannt, sind kurzlebige atmosphärische Tiefdruckgebiete. Sie halten bis zu zwei Tage an, erzeugen starke Winde auf einer Fläche von etwa 1.000 Quadratkilometern und verursachen „Rogue Waves“, ungewöhnlich große und gefährliche Wellen, die plötzlich auf offenem Wasser auftauchen und eine Gefahr für Schiffe darstellen. Ein Polartief, das 1952 zwischen Jan Mayen und Ostgrönland auftrat, führte zu einem der schlimmsten Schiffsunglücke in der Geschichte Norwegens.
Polartiefs entstehen in der Arktis um 40° Nord und in der Antarktis um 50° Süd. Sie können unter verschiedenen Bedingungen entstehen, zum Beispiel, wenn kalte Luft auf warme Luft trifft, und sie sind mit extremen Schneefällen, sogenannten Snow Squalls, verbunden. Polartiefs entstehen häufig dort, wo Meereis auf offenes Wasser trifft, sowie entlang schneebedeckter Küsten.
Simulationen der Funktionsweise der Atmosphäre tragen zu einem besseren Verständnis der Polartiefs bei, aber ihre Vorhersage ist nach wie vor schwer zu treffen. Infolgedessen behindern Polartiefs die Entwicklung von Offshore-Öl- und Gasprojekten in der Barentssee und erschweren die Logistik der Schifffahrt auf der von Russland kontrollierten Nördlichen Seeroute. Angesichts ihrer relativ begrenzten Ausdehnung und der kurzen Zeitspanne, in der sie auftreten, ist es äußerst schwierig, sie so vorherzusagen, dass sie für viele kommerzielle Aktivitäten im Norden von Nutzen sind.
Nach Angaben der Weltorganisation für Meteorologie, einer Einrichtung der Vereinten Nationen, ist das Auftreten von Blitzen eine der gravierendsten Veränderungen, die in einer wärmeren Arktis zu beobachten sind. Sie werden durch warme, feuchte Luft verursacht, und vor Jahrzehnten glaubte man, dass Gewitter über dem Arktischen Ozean selten sind; wenn sie doch auftraten, waren sie auf „winzig kleine Gebiete“ beschränkt. Heutzutage werden Blitze in den Polarregionen häufig beobachtet. Jüngste Beobachtungen an meteorologischen Stationen jenseits des 60. nördlichen Breitengrades haben gezeigt, dass es im Inneren Alaskas, im Nordwesten Kanadas und in weiten Teilen Sibiriens und des europäischen Russlands vermehrt zu Gewittern kommt. Über den kanadischen Arktisinseln wurden 2014 erstmals schwere Gewitter nördlich von 70° Nord registriert. Die von der finnischen Firma Vaisala erstellte Karte zur Blitzdichte 2021 zeigt einen drastischen Anstieg der Zahl der Blitzeinschläge nördlich von 80° Nord, wobei der am weitesten nördlich gelegene nur 52 km vom Nordpol entfernt gemessen wurde.
Nebel ist eine weitere große Herausforderung für kommerzielle Aktivitäten in der Arktis. Es gibt mehrere Gründe, warum Nebel häufiger zu beobachten ist, aber einer davon ist der rasche Rückzug des Meereises. Die größeren offenen Wasserflächen ermöglichen einen größeren Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch zwischen der Atmosphäre und dem Ozean. Boden- und Satellitenbeobachtungen helfen bei der Überwachung der Veränderungen in der nördlichen Umwelt. Mit Hilfe von Simulationen können Wissenschaftler einige dieser Veränderungen vorhersehen, und sie haben in diesem Jahrhundert bisher eine Verringerung der Sichtweite um insgesamt 8 bis 12 % festgestellt. Studien zeigen, dass dies für Schiffe, die in der Arktis unterwegs sind, in naher Zukunft ein erhebliches Risiko darstellen könnte.
Wettermuster, die aus anderen Teilen des Planeten stammen, haben auch einen wachsenden Einfluss auf die Polarregionen. Starke und häufige Wirbelstürme, El Niño und atmosphärische Flüsse, um nur einige zu nennen, haben alle Auswirkungen auf die Arktis. Die El-Niño-Südliche Oszillation, die unregelmäßigen periodischen Schwankungen der Winde und der Meeresoberflächentemperaturen über dem tropischen östlichen Pazifik, trägt durch den so genannten Ozeanwelleneffekt zur Erwärmung der Arktis bei.
Wissenschaftler haben auch herausgefunden, dass tropische atlantische Wirbelstürme in der Lage sind, den Arktischen Ozean zu erreichen, und dass sie einen Einfluss auf die atmosphärische Zirkulation im Norden haben. Wirbelstürme, die sich in mittleren Breitengraden bilden, haben eine Vielzahl von Auswirkungen auf die Polarregionen, einschließlich der Entstehung so genannter atmosphärischer Flüsse, Korridore aus Wasserdampf, die sich in Richtung Nordpol erstrecken, das polare Hydroklima modulieren und die Erwärmung der Arktis verstärken.
Die Wettervorhersage ist ein komplexer Prozess. Die moderne Technologie hat uns geholfen, große Mengen an Informationen über atmosphärische Phänomene zu sammeln. Wir verstehen einige Wechselwirkungen zwischen großen Wettersystemen und lokalen Veränderungen in den Polarregionen, aber die Wissenschaftler werden mehr Zeit brauchen, um die Klimasensitivität im Detail zu verstehen. Sie gehen davon aus, dass durch den Klimawandel einige Arten von extremen Wetterereignissen häufiger, intensiver und zerstörerischer werden. Und das würde es den Klimaforschern erschweren, das künftige Wetter vorherzusagen.
Ekaterina Uryupova ist eine leitende Mitarbeiterin am Arctic Institute. Sie ist Umweltwissenschaftlerin und hat in den Polarregionen als Forscherin und Reiseleiterin gearbeitet. Zu ihren Fachgebieten gehören Klimawandel, marine Ökosysteme, Fischerei und Umweltpolitik.