Hitzewellen: Unterschied zwischen den Versionen

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K (Globale Erwärmung)
 
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Unter einer Hitzewelle versteht man eine längere Periode mit ungewöhnlich hohen Temperaturen. Es gibt keine allgemein gültige Definition für eine Hitzewelle, da der Begriff vom üblichen Wetter der jeweiligen Region abhängig ist. Was in einem heißen Klima als normales Wetter erscheint, wird in einem kühleren Klima als Hitzewelle erlebt. Für Deutschland wird von manchen Forschern eine Folge von mindestens fünf Tagen mit einem Tagesmaximum von im Mittel mindestens 30 <sup>o</sup>C als Hitzeepisode verstanden (Tinz 2008). Hitzewellen können ernsthafte Auswirkungen auf die Landwirtschaft haben, Waldbrände hervorrufen und die Gesundheit von Menschen gefährden.
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[[Bild:Denmark 2018-2017.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Hitzewelle 2018: Änderung des Blattindex (Grünfärbung) infolge der Hitzewelle 2018 im nordwestlichen Mitteleuropa im Vergleich zu 2017, Satellitenaufnahmen vom 24. Juli 2018 (oben) und 19. Juli 2017 (unten).]]
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Hitzewellen gehören mit [[Dürren]], [[Starkniederschläge und Hochwasser|Starkniederschlägen]], [[Tropische Wirbelstürme|Tropischen Wirbelstürmen]] und [[Außertropische Stürme|Außertropischen Stürmen]] zu den Wetterextremen, die möglicherweise durch den [[Klimawandel]] verstärkt oder häufiger auftreten werden.
  
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== Definitionen ==
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Unter einer Hitzewelle versteht man eine längere Periode mit ungewöhnlich hohen [[Temperatur|Temperaturen]]. Es gibt keine allgemein gültige Definition für eine Hitzewelle, da der Begriff vom üblichen [[Wetter]] der jeweiligen Region abhängig ist. Was in einem heißen [[Klima und Wetter|Klima]] als normales Wetter erscheint, wird in einem kühleren Klima als Hitzewelle erlebt. Daher gelten absolute Kriterien immer nur für eine bestimmte Region. Für Deutschland wird von manchen Forschern eine Folge von mindestens fünf Tagen mit einem Tagesmaximum von im Mittel mindestens 30 <sup>o</sup>C als Hitzeepisode verstanden.<ref name="Tinz 2008">Tinz, B., E. Freydank und P. Hupfer (2008): Hitzeepisoden in Deutschland im 20. und 21. Jahrhundert, in: J. Lozán u.a.: Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg, S. 141-148</ref> Auch wenn man von regional unterschiedlichen Maximalwerten ausgeht und eine bestimmte Überschreitung von  z.B. 5 °C als Schwellenwert für eine Hitzewelle festlegt, ist eine globale Vergleichbarkeit nur begrenzt gegeben, da die Schwankungen der Tagestemperaturen in den Tropen viel geringer sind als etwa in den mittleren Breiten. Vielfach wird daher auf relative Bestimmungen zurückgegriffen, z.B. auf die Höhe der Standardabweichung,<ref name="Standardabweichung">Standardabweichung ist hier ein Maß für die typischen Schwankungen der saisonalen Temperatur in einem bestimmten Gebiet über eine Reihe von Jahren. Eine dreifache Standardabweichung heute bedeutet, dass die sehr hohen Temperaturen heute um das Dreifache höher liegen als im Vergleichszeitraum 1951-1980.</ref>  auf die Wiederkehrperiode<ref>Die Wiederkehrperiode gibt an, in welcher Zeitspanne sich ein bestimmtes extremes Ereignis wiederholt, z.B. einmal alle 100 Jahre</ref> oder das Überschreiten bestimmter Perzentilwerte<ref>So könne Hitzewellen dadurch definiert werden, dass die maximalen Tagestemperaturen das 95. Perzentil eines Jahrzehnts überschreiten, d.h. sie gehören zu den 5 % höchsten Temperaturen des Jahrzehnts</ref>.
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Hitzewellen können ernsthafte Auswirkungen auf die [[Klimaänderungen_und_Landwirtschaft#Extremereignisse|Landwirtschaft]] haben, [[Waldbrände]] hervorrufen, die [[Wasserressourcen und Klimawandel|Wasserversorgung]]  und die [[Hitzewellen und Gesundheit|Gesundheit]] von Menschen gefährden. Bei solchen Wirkungen von Hitzewellen sind jedoch auch die Dauer der aufeinander folgenden heißen Tagen und die Luftfeuchtigkeit von entscheidender Bedeutung. Gerade für die menschliche Gesundheit sind lang anhaltende Hitzewelle gepaart mit hoher Schwüle wesentlich belastender als wenige und trockene heiße Tage. Neuere Indizes beziehen daher auch die Dauer einer Hitzewelle und die relative Luftfeuchtigkeit mit ein. So wurden Hitzewellenindizes entwickelt, nach denen bei einer Hitzewelle über einen Zeitraum von drei aufeinander folgenden Tagen ein bestimmter Grenzwert überschritten wird. Und für Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit wird oft die gefühlte Temperatur zugrunde gelegt, die aus Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit abgeleitet ist. So  wird bei einer gemessenen Temperatur von 35 °C und einer relativen Feuchte von 50 % eine gefühlte Temperatur von 40 °C erreicht. Die Gefahr solcher „feuchten Hitzewellen“, bei denen der menschliche Körper sich kaum noch durch Schwitzen abkühlen kann, besteht für einige stark besiedelte Regionen wie Indien, den Osten der USA und das östliche China in hohem Maße. Auch gefühlte Spitzentemperaturen von 55 °C könnten hier bei einer Erhöhung der globalen Mitteltemperatur von 4 °C in der Zukunft möglich werden, mit zahlreichen Todesfällen vor allem bei Menschen über 65 Jahren.<ref name="Sillmann 2018">Sillmann, J. & S. Russo (2018): Globale Erwärmung und Hitzewellen. In: Lozán, J. L., S.-W. Breckle, H. Grassl & D. Kasang & R. Weisse. Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 69-75. Online: www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.10.</ref>
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[[Bild:Highest temp 1986-2015.jpg|thumb|520px|Abb. 2: Regionale Änderung der höchsten Jahrestemperatur in °C pro Dekade 1986 bis 2015]]
 
== Hitzewellen weltweit ==
 
== Hitzewellen weltweit ==
  
In der jüngsten Zeit sind einige Hitzewellen mit zahlreichen Todesfällen im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung diskutiert worden, vor allem die [[Hitzewelle 2003]] in Europa. Nach Schätzungen hat der Hitzesommer 2003 in Europa zwischen 40 000 und 70 000 vorzeitige Todesfälle zur Folge gehabt.<ref>[http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,473614,00.html Der Spiegel: ''Statistik-Studie: Hitze-Sommer 2003 hat 70.000 Europäer getötet''] vom 23. März 2007</ref> Andere bekannte Hitzewellen sind die von 1987 in Griechenland mit mehr als 2000 zusätzlichen Sterbefällen allein in Athen oder die Hitzewelle von 1995 in Chikago, die über 500 Todesopfer forderte. An dem Beispiel Chikago zeigt sich noch ein zweites für die Folgen von Hitzewellen wichtiges Merkmal der Klimaentwicklung der letzten Jahrzehnte, das sich besonders, aber nicht nur, in den städtischen Wärmeinseln bemerkbar macht. Die täglichen Minimumtemperaturen steigen doppelt so stark wie die Maximumwerte, so dass sich der Unterschied zwischen Tages- und Nachttemperaturen zunehmend verringert. In Chikago waren entsprechend für die Todesfälle weniger die hohen Tageswerte verantwortlich als die Tatsache, dass es nachts nicht abkühlte. Selbst die nächtlichen Minimum-Werte lagen an einigen Tagen noch über 32 <sup>o</sup>C.   
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In der jüngsten Zeit sind einige Hitzewellen mit zahlreichen Todesfällen im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung diskutiert worden, vor allem die [[Hitzewellen Europa|Hitzewelle 2003]] in Europa. Der extrem heiße Sommer 2003 in Europa hat nach Einschätzung der World Health Organization (WHO) und anderen Untersuchungen in allen betroffenen Ländern zusammen etwa 70 000 zusätzliche Todesopfer zur Folge gehabt.<ref>Robine, J.M., et al. (2007): [http://ec.europa.eu/health/ph_projects/2005/action1/docs/action1_2005_a2_15_en.pdf Report on excess mortalitiy in Europe during summer 2003] (EU Community Action Programme for Public Health)</ref><ref>Robine, J.-M., et al. (2008): Death toll exceeded 70,000 in Europe during the summer of 2003, C. R. Biologies 331, 171–178</ref> Noch schwerwiedender war die [[Hitzewellen_Europa#Hitzewelle_in_Russland_2010|Hitzewelle 2010 im westlichen Russland]], die als die stärkste Hitzewelle der Gegenwart eingeschätzt wird.<ref name="Russo 2017">Russo, S., J. Sillmann, A. Sterl (2017): Humid heat waves at different warming levels, Scientific Reports 7, 7477, 10.1038/s41598-017-07536-7, https://doi.org/10.1038/s41598-017-07536-7</ref> Hier lagen im Juli und August die Temperaturen in vielen Städten über eine längere Periode bei 40 °C und damit um 10 °C über dem Mittel der früheren Sommertemperaturen. Eine Folge waren großflächige Wald- und Torfbrände und ca. 55 000 Tote.<ref name="Hoerling">M. Hoerling (2010): [http://www.esrl.noaa.gov/psd/csi/moscow2010/index.html The Russian Heat Wave of 2010]</ref> Weitere Hitzewellen in Europa ereigneten sich in den letzten 10-15 Jahren in Griechenland 2007,<ref name="Coumou 2013">Coumou, D., and A. Robinson (2013): Historic and future increase in the global land area affected by monthly heat extremes, Environ. Res. Lett. 8, doi:10.1088/1748-9326/8/3/034018</ref> in Mittel- bis Osteuropa 2015, in Südeuropa 2017 und in Mittel- und Nordeuropa 2018 (vgl. [[Hitzewellen Europa]]).
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Auch die Vereinigten Staaten wurden in jüngster Zeit zunehmend von Hitzewellen heimgesucht. So forderte die Hitzewelle von 1995 in Chicago über 500 Todesopfer.<ref>Karl, T. R. and R. W. Knight (1997): The 1995 Chicago Heat Wave: How Likely Is a Recurrence?, Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 78, No. 6, June 1997, 1107-1119</ref> Hier zeigte sich ein wichtiges Merkmal der Klimaentwicklung der letzten Jahrzehnte als besonders proplematisch: Die täglichen Minimumtemperaturen steigen doppelt so stark wie die Maximumwerte, so dass sich der Unterschied zwischen Tages- und Nachttemperaturen zunehmend verringert. In Chicago waren entsprechend für die Todesfälle weniger die hohen Tageswerte verantwortlich als die Tatsache, dass es nachts nicht abkühlte. Selbst die nächtlichen Minimum-Werte lagen an einigen Tagen noch über 32 <sup>o</sup>C. Auch in den folgenden Jahren kam es in den USA immer wieder zu Sommern mit ungewöhnlich hohen Temperaturen. Besonders stark und andauernd waren die Hitzewellen in Texas 2011<ref name="Hansen 2012">Hansen, J., M. Sato, and R. Rued (2012): [http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1205276109 Perception of climate change], PNAS Early Edition, </ref> und über große Teile der USA 2012.<ref>NASA Science: [http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2012/03aug_summer2012/ The Summer of 2012 - Too Hot to Handle?] </ref>
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Ebenso erlebte Australien in letzter Zeit zahlreiche Hitzewellen: z.B. im Februar 2004, im April 2005, im November 2006, im Januar und November 2009. 2013 wurde das bisher heißeste Jahr in Australien, mit einer Hitzewelle sowohl am Anfang wie am Ende des Kalenderjahres, wobei letztere bis in den Januar 2014 hineinreichte. In Queensland wurde die Rekordtemperatur von 49,3 °C gemessen.<ref>NASA Earth Observatory (2014): [http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=82790 Heat Wave Stifles Australia]</ref>
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[[Bild:Extreme_haeufung.gif|thumb|420px|Abb. 3: Klimaänderung und Extreme]]
  
 
== Globale Erwärmung ==
 
== Globale Erwärmung ==
[[Bild:Extreme_haeufung.gif|thumb|420px|Klimaänderung und Extreme]]
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* s. Hauptartikel: [[Aktuelle Klimaänderungen]]
Das globale wie das europäische Klima der letzten Jahrzehnte hat sich zunehmend zu wärmeren Bedingungen hin entwickelt. Global beträgt die Erhöhung der bodennahen Mitteltemperatur in den letzten 100 Jahren fast 0,8 Grad Celsius. Eine solche Erwärmung hat es in den letzten 1000 Jahren wahrscheinlich nicht gegeben. Seit dem Ende der 1970er Jahre hat sich das Tempo der Erwärmung noch einmal deutlich erhöht und liegt zu Beginn des 21. Jahrhunderts bei 2 <sup>o</sup>C pro 100 Jahre. Von den fünf wärmsten Jahren seit 1860 liegen bereits vier im neuen Jahrhundert. Die europäischen Sommer zeigen seit 1977 sogar einen Erwärmungstrend um 0,7 <sup>o</sup>C pro Jahrzehnt, und 1994-2003 war das wärmste Sommerjahrzehnt seit 1500. Die höhere Mitteltemperatur erhöhte auch die Wahrscheinlichkeit von extrem heißen Sommern, wie z.B. in Europa im Jahre 2003, da in einem wärmeren Klima bisherige heiße Perioden "normaler" werden.
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Das [[Aktuelle Klimaänderungen|globale]] wie das [[Klimaänderungen in Europa|europäische Klima]] der letzten Jahrzehnte haben sich zunehmend zu wärmeren Bedingungen hin entwickelt. Global beträgt die Erhöhung der [[Globale Mitteltemperatur|bodennahen Mitteltemperatur]] in den letzten 100 Jahren ca. 1 Grad Celsius. Eine solche Erwärmung hat es in den [[Klima der letzten 1000 Jahre|letzten 1000 Jahren]] wahrscheinlich nicht gegeben. Seit dem Ende der 1970er Jahre hat sich das Tempo der Erwärmung noch einmal deutlich erhöht und liegt zu Beginn des 21. Jahrhunderts bei 2 <sup>o</sup>C pro 100 Jahre.<ref>Salinger, M.J. (2005): Increasing Climate Variability And Change, Climatic Change 70 (Nr. 1-2), 1-3</ref> Von den 16 wärmsten Jahren seit 1860 liegen bereits 15 im neuen Jahrhundert und fünf im neuen Jahrzehnt der 2010er Jahre.<ref name="NOAA 2017">NOAA National Centers for Environmental Information, State of the Climate (2017): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201613 State of the Climate: Global Analysis for Annual 2016]</ref> Die mittleren maximalen Sommertemperaturen in Europa stiegen zwischen 1880 und 2005 um 1,6 °C und damit deutlich stärker als die jährlichen Mitteltemperaturen.<ref name="IPCC 2012">IPCC (2012): [https://www.ipcc.ch/report/managing-the-risks-of-extreme-events-and-disasters-to-advance-climate-change-adaptation/ Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation]</ref> Höhere Durchschnittstemperaturen machen aber auch häufigere und stärkere Extremereignisse wahrscheinlicher (s. Abb. 3).
  
== Zunahme der Variabilität ==
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== Zunahme von Hitzewellen ==
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[[Bild:Hitzewellen Verbreitung.jpg|thumb|420px|Abb. 4: Änderung der Verbreitung von heißen (0,43 Standardabweichungen), sehr heißen (2 Standardabweichungen) und extrem heißen (3 Standardabweichungen) Sommern auf der Landoberfläche der Nordhalbkugel.]]
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===Trends===
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[[Bild:Heiße tage Nächte Einkommen.jpg|thumb|420px|Abb. 5: Anteil der heißen Tage und Nächte pro Jahr in armen (blau) und wohlhabenden (rot) Ländern. Gezeigt wird die Zunahme von solchen heißen Tagen und Nächten, die im Zeitraum 1961-1990 zu den 10 % heißesten Tagen bzw. Nächten pro Jahr gehört haben.]]
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Allgemein haben in den letzten Jahrzehnten die Zahl der kalten Nächte und Tage deutlich ab- und die der warmen Nächte und Tage zugenommen. Nur weniger als 1 % der Landgebiete, z.B. das südliche Grönland und das südliche Südamerika, zeigt Abkühlungstendenzen. Ein ähnliches Bild ergibt sich bei den Extremwerten: Kältewellen haben im allgemeinen ab- und Hitzewellen zugenommen.<ref name="IPCC 2012" /> Vergleicht man die räumliche Verbreitung von extrem heißen Sommern in den letzten Jahren mit dem durch den [[Klimawandel]] nur wenig berührten Zeitraum 1951-1980, zeigen sich deutliche Unterschiede: 1951-1980 war weniger als 1 % der globalen Landfläche von extrem heißen Sommern betroffen. 2006-2011 waren es je nach Jahr 4-23 % der globalen Landfläche, auf denen extrem heiße Sommer auftraten. Das ist eine Steigerung um mehr als den Faktor 10. Dabei ist ein "extrem heißer Sommer" definiert als mindestens die dreifache Standardabweichung bezogen auf den Vergleichszeitraum 1951-1980.<ref name="Standardabweichung" /> Heiße Sommer, definiert als Standardabweichung von 0,43, die in früheren Jahren auf 30 % der globalen Landoberfläche vorkamen, sind heute auf 70 % der Fläche verbreitet.<ref name="Hansen 2012" />
  
Offensichtlich spielt aber eine mindestens ebenso große Rolle die Zunahme in der Variabilität, d.h. die Zunahme der Wahrscheinlichkeit von hohen und niedrigen Temperaturen, hohen und niedrigen Niederschlägen von einem Jahr auf das andere. So folgte in Mitteleuropa auf den Sommer der heftigen Niederschläge und Überschwemmungen 2002 der Hitze-Sommer 2003 und darauf der Sommer mit einem ungewöhnlich kalten und nassen August 2005. Aufgrund dieser veränderten Randbedingungen hat sich die Wahrscheinlichkeit eines heißen Sommers wie 2003 für Europa mehr als verdoppelt, auch wenn es immer noch ein sehr seltenes Ereignis bleibt.
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Bezeichnend ist, dass gerade die ärmsten Länder von einigen der schlimmsten Folgen des Klimawandels betroffen sind, obwohl sie kaum zur Emission von Treibhausgasen beigetragen haben. So befinden sich die Temperaturen in diesen zumeist äquatornah gelegenen Ländern bereits heute an der oberen Grenze des menschlichen Wohlbefindens. Die geringen Schwankungen der Temperatur in den Tropen haben zur Folge, dass bereits durch kleine Änderungen bisherige Temperaturextreme überschritten werden. Heiße Tage, die im Zeitraum 1961-1990 zu den 10 % heißesten Tagen pro Jahr gehört haben, nehmen in den armen Ländern auf 22 % zu (bzw. von 37 auf 80 Tage pro Jahr), in den wohlhabenden Staaten dagegen nur von 10 %  auf 15 % (von 37 auf 55 Tage pro Jahr). Noch etwas stärker nimmt der Anteil  von heißen Nächten pro Jahr in den armen Ländern zu, nämlich von 10 % auf 26 %. Das ist insofern besonders problematisch, weil die Sterblichkeit bei Hitzewellen stark davon abhängt, ob sich der menschliche Körper während der Nacht durch Abkühlung erholen kann.<ref name="Herold 2017">Herold, N., L. Alexander, D. Green and M. Donat (2017): [https://doi.org/10.1088/1748-9326/aa5c43 Greater increases in temperature extremes in low versus high income countries], Environ. Res. Lett. 12</ref>
  
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===Erklärungen===
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Diese gravierenden Veränderungen können nicht ohne den globalen Klimawandel erklärt werden. So kann diese Entwicklung nur dann in [[Klimamodelle|Klimamodellrechnungen]] simuliert werden, wenn die anthropogenen Antriebe, d.h. die Zunahme der Konzentration von [[Treibhausgase|Treibhausgasen]] in der [[Atmosphäre]],  einbezogen werden. Nur aus [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Schwankungen des Klimas]] kann die beobachtete Zunahme von Hitzewellen in Klimamodellen nicht nachgebildet werden. Das spricht deutlich dafür, dass das zunehmende Auftreten von heißen Perioden durch den menschlichen Klimawandel beeinflusst ist. Zwar hätte jedes extreme Ereignis theoretisch auch in der Vergangenheit geschehen können. Die Wahrscheinlichkeit z.B. einer Hitzewelle wie im Sommer 2003 in Europa ist durch den Klimawandel jedoch deutlich größer geworden.<ref name="IPCC 2012" /> James Hansen, Direktor des Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA, geht sogar davon ausgehen, dass Hitzewellen wie 2003 in Frankreich, 2010 in Russland oder 2011 in Texas mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht ohne die globale Erwärmung geschehen wären. Unmittelbar seien die Hitzewellen zwar auf bestimmte Wetterlagen zurückzuführen. So beruhte die russische Hitzewelle 2010 auf eine [[Blockierende Wetterlage|blockierende Wetterlage]] und der extrem heiße Sommer in Texas von 2011 auf [[ENSO|La-Nina-Verhältnissen]]. Solche Wetterlagen habe es aber auch früher schon gegeben, ohne dass es zu so hohen Temperaturabweichungen gekommen sei.<ref name="Hansen 2012" />
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In letzter Zeit sind blockierende Wetterlagen, die zu den Hitzewellen auf der Nordhalbkugel geführt haben, in Verbindung mit dem Abschmelzen des [[Arktisches Meereis|arktischen Meereises]] gebracht worden.<ref name="Overland 2013">Overland, J.E. (2013): Long-range linkage, Nature Climate Change, doi:10.1038/nclimate2079</ref><ref name="Tang 2013">Tang, Q., X. Zhang and J.A. Francis (2013): Extreme summer weather in northern mid-latitudes linked to a vanishing cryosphere, Nature Climate Change, DOI: 10.1038/NCLIMATE2065</ref> Durch [[Eis-Albedo-Rückkopplung|positive Rückkopplungseffekte]] habe das Abschmelzen sowohl des Meereises als auch der [[Schnee im Klimawandel|Schneebedeckung]] auf den Kontinenten in den nördlichen hohen Breiten zu einer starken Erwärmung geführt, der sogenannten [[Klimaänderungen in den Polargebieten|'arktischen Verstärkung']]. Dadurch wurde nach dieser Auffassung der Unterschied zwischen den Luftdruckverhältnissen in den hohen und mittleren Breien verringert. Der durch diesen Unterschied in der Höhe angetriebene [[Jetstream]] wurde in Folge dessen abgeschwächt. Er bewegt sich langsamer als in früheren Zeiten von West nach Ost und vollzieht stärkere Pendelbewegungen, die zu verstärkten meridionalen bzw. Nord-Süd-gerichteten Luftströmungen führen. Dadurch strömen einerseits Warmluftmassen stärker nach Norden ein, andererseits Kaltluftmassen nach Süden. Die einen können zu [[Hitzewellen Europa|Hitzewellen]] führen, die anderen zu extrem [[Kalte Winter in Europa|kalten Wintern]]. Da der Jetstream sich langsamer bewegt, bleiben die dadurch bedingten Wetterlagen längere Zeit stationär und begünstigen die Entwicklung von Extremwetterereignissen. Die bisherige Datenlage reicht jedoch nicht aus, um diese schon als bewiesen gelten zu lassen.<ref name="Overland 2013" />
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[[Bild:Heat-waves2071-2100global.jpg|thumb|420px|Abb. 6: Anteil heißer Sommermonate mit Temperaturen von mehr als drei Standardabweichungen 2071-2099 nach dem [[Klimaszenarien|RCP8.5-Szenario]]]]
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[[Bild:GefühlteTemp global cc.jpg|thumb|420px|Abb. 7: Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer gefühlten Temperatur von 40 °C (oben) und 55 °C (unten) bei einer globalen Erwärmung von 4 °C.]]
 
== Zukünftige Entwicklung ==
 
== Zukünftige Entwicklung ==
[[Bild:sommer2100.gif|thumb|420px|Sommertemperaturen nach Beobachtungen und Modellrechnungen]]
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Sehr wahrscheinlich wird sich das [[Klimaprojektionen|Klima in den nächsten Jahrzehnten]] weiter erwärmen, und damit werden europäische Sommer wie 2003 häufiger vorkommen. Die [[globale Mitteltemperatur]] wird bis zum Jahre 2100 je nach [[Klimaszenarien|Szenario]] um 1,4 bis 5,8 <sup>o</sup>C ansteigen. Eine aktuelle Untersuchung mit einem Ensemble von Klimamodellen in dem sog. CMIP5-Projekt, das auch dem neuen Bericht des [[IPCC]] zugrundeliegt, kommt zu dem Schluss, dass immer größere Gebiete der globalen Landoberfläche von Hitzewellen betroffen sein werden.<ref name="Coumou 2013" /> Als Kriterium für Hitzewellen werden in dieser Studie Monatsmitteltemperaturen mit mehr als drei Standardabweichungen angenommen. Solche Extreme kommen in den N-Sommer-Monaten gegenwärtig auf 5 % der globalen Landoberfläche, Temperaturen mit 1 bis 2 Standardabweichungen auf 40 bzw. 15 % der globalen Landoberfläche vor.
Sehr wahrscheinlich wird sich das Klima in den nächsten Jahrzehnten weiter erwärmen, und damit werden europäische Sommer wie 2003 häufiger vorkommen. Die globale Mitteltemperatur wird bis zum Jahre 2100 je nach Szenario um 1,4 bis 5,8 <sup>o</sup>C ansteigen. Regionale Klimamodellrechnungen prognostizieren, dass sich die europäischen Sommertemperaturen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um 3-5 <sup>o</sup>C erhöhen werden. Das mediterrane Klima mit seinen sehr trockenen Sommermonaten wird dabei höchstwahrscheinlich bis nach Mitteleuropa vordringen. Außerdem werden auch die jährlichen Klimaschwankungen zunehmen. Die Veränderung des mittleren Klimas und seiner Variabilität wird zur Folge haben, dass jeder zweite Sommer so heiß oder sogar heißer als der von 2003 sein wird. Andere Modellergebnisse kommen zu dem Schluss, dass bereits in den 2040er Jahren jeder zweite Sommer wärmer als der des Jahres 2003 sein könnte und dass gegen Ende des Jahrhunderts der Sommer 2003 sogar als kühler Sommer eingestuft werden müsste.
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Betroffen sind hauptsächlich die Tropen, der Mittelmeerraum, der mittlere Osten und Südasien. Modellsimulationen und Beobachtungen stimmen darin weitgehend überein. Nach Modell-Berechnungen werden Sommer-Temperaturen mit drei Standardabweichungen 2020 auf 10 % und 2040 auf etwa 20 % der globalen Landflächen vorkommen. Neu hinzu kommen werden Temperaturen mit fünf Standardabweichungen auf 3 %  der globalen Landflächen. Ab Mitte des 21. Jahrhunderts wird die Häufigkeit von Hitzewellen zunehmend von den Szenarien abhängig. Gegen Ende des Jahrhunderts werden Temperaturen mit 3 und 5 Standardabweichungen auf 85 % bzw. 60 % der globalen Landgebiete vorkommen. Standardabweichungen sind relative Werte. Sie sind in den Tropen deswegen besonders hoch, weil die tropischen Temperaturen normalerweise nur geringe Schwankungen aufweisen. Drei Standardabweichungen müssen in den Tropen keine hohen absoluten Werte bedeuten.
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[[Bild:Wet-bulb S-Asien 1979-2015.jpg|thumb|550px|Abb. 2: Regionale Verteilung der maximalen Kühlgrenztemperatur gemittelt über den Zeitraum 1979-2015.]]
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[[Regionale Klimamodelle|Regionale Klimamodellrechnungen]] prognostizieren, dass sich die europäischen Sommertemperaturen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um 3-5 <sup>o</sup>C erhöhen werden. Das [[Klimaänderungen im Mittelmeerraum|mediterrane Klima]] mit seinen sehr trockenen Sommermonaten wird dabei höchstwahrscheinlich bis nach Mitteleuropa vordringen. Außerdem werden auch die jährlichen Klimaschwankungen zunehmen. Die Veränderung des mittleren Klimas und seiner Variabilität wird zur Folge haben, dass jeder zweite Sommer so heiß oder sogar heißer als der von 2003 sein wird. Andere Modellergebnisse kommen zu dem Schluss, dass bereits in den 2040er Jahren jeder zweite Sommer wärmer als der des Jahres 2003 sein könnte und dass gegen Ende des Jahrhunderts der Sommer 2003 sogar als kühler Sommer eingestuft werden müsste.<ref>Stott, P.A., D.A. Stone, and M.R. Allen (2004): Human contribution to the European heatwave of 2003, Nature 432, 610-614 </ref> Bei einer globalen Erwärmung von 4 °C liegt die Wahrscheinlichkeit einer Hitzewelle, die das russische Extremereignis von 2010 übertrifft, für Mitteleuropa, Indien und große Teile Afrikas bei jährlich 10 %. Für die östlichen USA, das nördliche Lateinamerika und China bei 50 % und damit bei einer Hitzewelle dieser Größenordnung alle zwei Jahre. Diese Regionen müssen bei einer Zunahme der globalen Mitteltemperatur um 4 °C mit maximalen gefühlten Höchsttemperaturen von 55 °C rechnen, woran sehr stark die Feuchtigkeit beteiligt ist. Das entspricht einer Überschreitung der Kühlgrenztemperatur von 35 °C, die in bisherigen Messungen nicht vorgekommen ist.<ref name="Russo 2017" /> Die Kühlgrenztemperatur gibt den Wert an, bis zu dem eine Luftmasse durch Verdunstung abgekühlt werden kann. 35 °C ist die obere Grenze der Kühlgrenztemperatur für den menschlichen Körper, bei der eine Abkühlung durch Schwitzen und einer dadurch möglichen Verdunstung nicht mehr möglich ist. Auch sehr gesunde Menschen können eine Kühlgrenztemperatur von über 35 °C, wenn sie ihr mehr als sechs Stunden ausgesetzt sind, nicht überleben.
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Besonders gefährdet durch künftige Hitzewellen ist die Golfregion im mittleren Osten. Im gegenwärtigen Klima kommen Kühlgrenztemperaturen von 31 °C hauptsächlich über dem Golf und angrenzenden Küstengebieten vor.  Grund sind die absteigenden Luftmassen im Sommer, die dadurch bedingte starke Sonneneinstrahlung und die geringe Albedo der Wasseroberfläche des Golfs. Die hohe Einstrahlung führt über dem Wasser zu hohen Verdunstungsraten, die die relative Feuchtigkeit über dem Wasser stark erhöht. Luftströmungen transportieren diese feuchten und heißen Luftmassen in die teilweise stark besiedelte Küstenzone. Unter den Bedingungen des RCP8.5-Szenarios werden ‚normale‘ Temperaturwerte von über 45 °C relativ häufig vorkommen. In Kuwait City ist in einigen Jahren sogar mit einer Höchsttemperatur von über 60 °C zu rechnen. Dadurch wird sich das Gebiet mit einer Kühlgrenztemperatur von über 31 °C bis zum Ende des 21. Jahrhunderts deutlich ausdehnen. Einige Gebiete über dem Golf und in angrenzenden Küstenstreifen werden wahrscheinlich sogar eine Kühlgrenztemperatur von 35 °C überschreiten. Besonders gefährdet sind etwa Städte wie Abu Dhabi, Dubai, Dhahran und Banda Abbas. <ref name="Pal 2016">Pal, J. S. & E. A. B. Eltahir (2016): Future temperature in southwest Asia projected to exceed a threshold for human adaptability. Nature Climate Change 6 (2): 197¬200</ref>
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== Einzelnachweise ==
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== Literatur ==
 
== Literatur ==
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== Weblinks ==
 
== Weblinks ==
* [http://www.hamburger-bildungsserver.de/index.phtml?site=themen.klima.extreme Wetterextreme und Klimawandel] Hamburger Bildungsserver
 
 
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Hitzewelle_2003 Hitzewelle 2003] Wikipedia
 
* [http://de.wikipedia.org/wiki/Hitzewelle_2003 Hitzewelle 2003] Wikipedia
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* [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=dwdwww_klima_umwelt&T76004gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FKlima__Umwelt%2FBesondere__Ereignisse%2FBesondere__Ereignisse__Deutschland%2Ftemperatur__node.html%3F__nnn%3Dtrue Extreme Temperaturen] Artikel des Deutschen Wetterdienstes über extreme Temperaturereignisse in Deutschland
  
== Quellen ==
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<div class="db-db-wb_ro">
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<div class="db-db-wb_lo">
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<div class="db-db-wb_ru">
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<div class="db-db-wb_lu">
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==Klimadaten zum Thema==
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{{Bild-links|Bild=TR in Tropennacht DiffII Nordd Sommer .png|Breite=200px}}
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten erzeugen. Zur Verfügung stehen sowohl:<br>
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Aktuelle Version vom 2. April 2019, 15:06 Uhr

Abb. 1: Hitzewelle 2018: Änderung des Blattindex (Grünfärbung) infolge der Hitzewelle 2018 im nordwestlichen Mitteleuropa im Vergleich zu 2017, Satellitenaufnahmen vom 24. Juli 2018 (oben) und 19. Juli 2017 (unten).

Hitzewellen gehören mit Dürren, Starkniederschlägen, Tropischen Wirbelstürmen und Außertropischen Stürmen zu den Wetterextremen, die möglicherweise durch den Klimawandel verstärkt oder häufiger auftreten werden.

1 Definitionen

Unter einer Hitzewelle versteht man eine längere Periode mit ungewöhnlich hohen Temperaturen. Es gibt keine allgemein gültige Definition für eine Hitzewelle, da der Begriff vom üblichen Wetter der jeweiligen Region abhängig ist. Was in einem heißen Klima als normales Wetter erscheint, wird in einem kühleren Klima als Hitzewelle erlebt. Daher gelten absolute Kriterien immer nur für eine bestimmte Region. Für Deutschland wird von manchen Forschern eine Folge von mindestens fünf Tagen mit einem Tagesmaximum von im Mittel mindestens 30 oC als Hitzeepisode verstanden.[1] Auch wenn man von regional unterschiedlichen Maximalwerten ausgeht und eine bestimmte Überschreitung von z.B. 5 °C als Schwellenwert für eine Hitzewelle festlegt, ist eine globale Vergleichbarkeit nur begrenzt gegeben, da die Schwankungen der Tagestemperaturen in den Tropen viel geringer sind als etwa in den mittleren Breiten. Vielfach wird daher auf relative Bestimmungen zurückgegriffen, z.B. auf die Höhe der Standardabweichung,[2] auf die Wiederkehrperiode[3] oder das Überschreiten bestimmter Perzentilwerte[4].

Hitzewellen können ernsthafte Auswirkungen auf die Landwirtschaft haben, Waldbrände hervorrufen, die Wasserversorgung und die Gesundheit von Menschen gefährden. Bei solchen Wirkungen von Hitzewellen sind jedoch auch die Dauer der aufeinander folgenden heißen Tagen und die Luftfeuchtigkeit von entscheidender Bedeutung. Gerade für die menschliche Gesundheit sind lang anhaltende Hitzewelle gepaart mit hoher Schwüle wesentlich belastender als wenige und trockene heiße Tage. Neuere Indizes beziehen daher auch die Dauer einer Hitzewelle und die relative Luftfeuchtigkeit mit ein. So wurden Hitzewellenindizes entwickelt, nach denen bei einer Hitzewelle über einen Zeitraum von drei aufeinander folgenden Tagen ein bestimmter Grenzwert überschritten wird. Und für Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit wird oft die gefühlte Temperatur zugrunde gelegt, die aus Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit abgeleitet ist. So wird bei einer gemessenen Temperatur von 35 °C und einer relativen Feuchte von 50 % eine gefühlte Temperatur von 40 °C erreicht. Die Gefahr solcher „feuchten Hitzewellen“, bei denen der menschliche Körper sich kaum noch durch Schwitzen abkühlen kann, besteht für einige stark besiedelte Regionen wie Indien, den Osten der USA und das östliche China in hohem Maße. Auch gefühlte Spitzentemperaturen von 55 °C könnten hier bei einer Erhöhung der globalen Mitteltemperatur von 4 °C in der Zukunft möglich werden, mit zahlreichen Todesfällen vor allem bei Menschen über 65 Jahren.[5]

Abb. 2: Regionale Änderung der höchsten Jahrestemperatur in °C pro Dekade 1986 bis 2015

2 Hitzewellen weltweit

In der jüngsten Zeit sind einige Hitzewellen mit zahlreichen Todesfällen im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung diskutiert worden, vor allem die Hitzewelle 2003 in Europa. Der extrem heiße Sommer 2003 in Europa hat nach Einschätzung der World Health Organization (WHO) und anderen Untersuchungen in allen betroffenen Ländern zusammen etwa 70 000 zusätzliche Todesopfer zur Folge gehabt.[6][7] Noch schwerwiedender war die Hitzewelle 2010 im westlichen Russland, die als die stärkste Hitzewelle der Gegenwart eingeschätzt wird.[8] Hier lagen im Juli und August die Temperaturen in vielen Städten über eine längere Periode bei 40 °C und damit um 10 °C über dem Mittel der früheren Sommertemperaturen. Eine Folge waren großflächige Wald- und Torfbrände und ca. 55 000 Tote.[9] Weitere Hitzewellen in Europa ereigneten sich in den letzten 10-15 Jahren in Griechenland 2007,[10] in Mittel- bis Osteuropa 2015, in Südeuropa 2017 und in Mittel- und Nordeuropa 2018 (vgl. Hitzewellen Europa).

Auch die Vereinigten Staaten wurden in jüngster Zeit zunehmend von Hitzewellen heimgesucht. So forderte die Hitzewelle von 1995 in Chicago über 500 Todesopfer.[11] Hier zeigte sich ein wichtiges Merkmal der Klimaentwicklung der letzten Jahrzehnte als besonders proplematisch: Die täglichen Minimumtemperaturen steigen doppelt so stark wie die Maximumwerte, so dass sich der Unterschied zwischen Tages- und Nachttemperaturen zunehmend verringert. In Chicago waren entsprechend für die Todesfälle weniger die hohen Tageswerte verantwortlich als die Tatsache, dass es nachts nicht abkühlte. Selbst die nächtlichen Minimum-Werte lagen an einigen Tagen noch über 32 oC. Auch in den folgenden Jahren kam es in den USA immer wieder zu Sommern mit ungewöhnlich hohen Temperaturen. Besonders stark und andauernd waren die Hitzewellen in Texas 2011[12] und über große Teile der USA 2012.[13] Ebenso erlebte Australien in letzter Zeit zahlreiche Hitzewellen: z.B. im Februar 2004, im April 2005, im November 2006, im Januar und November 2009. 2013 wurde das bisher heißeste Jahr in Australien, mit einer Hitzewelle sowohl am Anfang wie am Ende des Kalenderjahres, wobei letztere bis in den Januar 2014 hineinreichte. In Queensland wurde die Rekordtemperatur von 49,3 °C gemessen.[14]

Abb. 3: Klimaänderung und Extreme

3 Globale Erwärmung

Das globale wie das europäische Klima der letzten Jahrzehnte haben sich zunehmend zu wärmeren Bedingungen hin entwickelt. Global beträgt die Erhöhung der bodennahen Mitteltemperatur in den letzten 100 Jahren ca. 1 Grad Celsius. Eine solche Erwärmung hat es in den letzten 1000 Jahren wahrscheinlich nicht gegeben. Seit dem Ende der 1970er Jahre hat sich das Tempo der Erwärmung noch einmal deutlich erhöht und liegt zu Beginn des 21. Jahrhunderts bei 2 oC pro 100 Jahre.[15] Von den 16 wärmsten Jahren seit 1860 liegen bereits 15 im neuen Jahrhundert und fünf im neuen Jahrzehnt der 2010er Jahre.[16] Die mittleren maximalen Sommertemperaturen in Europa stiegen zwischen 1880 und 2005 um 1,6 °C und damit deutlich stärker als die jährlichen Mitteltemperaturen.[17] Höhere Durchschnittstemperaturen machen aber auch häufigere und stärkere Extremereignisse wahrscheinlicher (s. Abb. 3).

4 Zunahme von Hitzewellen

Abb. 4: Änderung der Verbreitung von heißen (0,43 Standardabweichungen), sehr heißen (2 Standardabweichungen) und extrem heißen (3 Standardabweichungen) Sommern auf der Landoberfläche der Nordhalbkugel.

4.1 Trends

Abb. 5: Anteil der heißen Tage und Nächte pro Jahr in armen (blau) und wohlhabenden (rot) Ländern. Gezeigt wird die Zunahme von solchen heißen Tagen und Nächten, die im Zeitraum 1961-1990 zu den 10 % heißesten Tagen bzw. Nächten pro Jahr gehört haben.

Allgemein haben in den letzten Jahrzehnten die Zahl der kalten Nächte und Tage deutlich ab- und die der warmen Nächte und Tage zugenommen. Nur weniger als 1 % der Landgebiete, z.B. das südliche Grönland und das südliche Südamerika, zeigt Abkühlungstendenzen. Ein ähnliches Bild ergibt sich bei den Extremwerten: Kältewellen haben im allgemeinen ab- und Hitzewellen zugenommen.[17] Vergleicht man die räumliche Verbreitung von extrem heißen Sommern in den letzten Jahren mit dem durch den Klimawandel nur wenig berührten Zeitraum 1951-1980, zeigen sich deutliche Unterschiede: 1951-1980 war weniger als 1 % der globalen Landfläche von extrem heißen Sommern betroffen. 2006-2011 waren es je nach Jahr 4-23 % der globalen Landfläche, auf denen extrem heiße Sommer auftraten. Das ist eine Steigerung um mehr als den Faktor 10. Dabei ist ein "extrem heißer Sommer" definiert als mindestens die dreifache Standardabweichung bezogen auf den Vergleichszeitraum 1951-1980.[2] Heiße Sommer, definiert als Standardabweichung von 0,43, die in früheren Jahren auf 30 % der globalen Landoberfläche vorkamen, sind heute auf 70 % der Fläche verbreitet.[12]

Bezeichnend ist, dass gerade die ärmsten Länder von einigen der schlimmsten Folgen des Klimawandels betroffen sind, obwohl sie kaum zur Emission von Treibhausgasen beigetragen haben. So befinden sich die Temperaturen in diesen zumeist äquatornah gelegenen Ländern bereits heute an der oberen Grenze des menschlichen Wohlbefindens. Die geringen Schwankungen der Temperatur in den Tropen haben zur Folge, dass bereits durch kleine Änderungen bisherige Temperaturextreme überschritten werden. Heiße Tage, die im Zeitraum 1961-1990 zu den 10 % heißesten Tagen pro Jahr gehört haben, nehmen in den armen Ländern auf 22 % zu (bzw. von 37 auf 80 Tage pro Jahr), in den wohlhabenden Staaten dagegen nur von 10 % auf 15 % (von 37 auf 55 Tage pro Jahr). Noch etwas stärker nimmt der Anteil von heißen Nächten pro Jahr in den armen Ländern zu, nämlich von 10 % auf 26 %. Das ist insofern besonders problematisch, weil die Sterblichkeit bei Hitzewellen stark davon abhängt, ob sich der menschliche Körper während der Nacht durch Abkühlung erholen kann.[18]

4.2 Erklärungen

Diese gravierenden Veränderungen können nicht ohne den globalen Klimawandel erklärt werden. So kann diese Entwicklung nur dann in Klimamodellrechnungen simuliert werden, wenn die anthropogenen Antriebe, d.h. die Zunahme der Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre, einbezogen werden. Nur aus natürlichen Schwankungen des Klimas kann die beobachtete Zunahme von Hitzewellen in Klimamodellen nicht nachgebildet werden. Das spricht deutlich dafür, dass das zunehmende Auftreten von heißen Perioden durch den menschlichen Klimawandel beeinflusst ist. Zwar hätte jedes extreme Ereignis theoretisch auch in der Vergangenheit geschehen können. Die Wahrscheinlichkeit z.B. einer Hitzewelle wie im Sommer 2003 in Europa ist durch den Klimawandel jedoch deutlich größer geworden.[17] James Hansen, Direktor des Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA, geht sogar davon ausgehen, dass Hitzewellen wie 2003 in Frankreich, 2010 in Russland oder 2011 in Texas mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht ohne die globale Erwärmung geschehen wären. Unmittelbar seien die Hitzewellen zwar auf bestimmte Wetterlagen zurückzuführen. So beruhte die russische Hitzewelle 2010 auf eine blockierende Wetterlage und der extrem heiße Sommer in Texas von 2011 auf La-Nina-Verhältnissen. Solche Wetterlagen habe es aber auch früher schon gegeben, ohne dass es zu so hohen Temperaturabweichungen gekommen sei.[12]

In letzter Zeit sind blockierende Wetterlagen, die zu den Hitzewellen auf der Nordhalbkugel geführt haben, in Verbindung mit dem Abschmelzen des arktischen Meereises gebracht worden.[19][20] Durch positive Rückkopplungseffekte habe das Abschmelzen sowohl des Meereises als auch der Schneebedeckung auf den Kontinenten in den nördlichen hohen Breiten zu einer starken Erwärmung geführt, der sogenannten 'arktischen Verstärkung'. Dadurch wurde nach dieser Auffassung der Unterschied zwischen den Luftdruckverhältnissen in den hohen und mittleren Breien verringert. Der durch diesen Unterschied in der Höhe angetriebene Jetstream wurde in Folge dessen abgeschwächt. Er bewegt sich langsamer als in früheren Zeiten von West nach Ost und vollzieht stärkere Pendelbewegungen, die zu verstärkten meridionalen bzw. Nord-Süd-gerichteten Luftströmungen führen. Dadurch strömen einerseits Warmluftmassen stärker nach Norden ein, andererseits Kaltluftmassen nach Süden. Die einen können zu Hitzewellen führen, die anderen zu extrem kalten Wintern. Da der Jetstream sich langsamer bewegt, bleiben die dadurch bedingten Wetterlagen längere Zeit stationär und begünstigen die Entwicklung von Extremwetterereignissen. Die bisherige Datenlage reicht jedoch nicht aus, um diese schon als bewiesen gelten zu lassen.[19]

Abb. 6: Anteil heißer Sommermonate mit Temperaturen von mehr als drei Standardabweichungen 2071-2099 nach dem RCP8.5-Szenario
Abb. 7: Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer gefühlten Temperatur von 40 °C (oben) und 55 °C (unten) bei einer globalen Erwärmung von 4 °C.

5 Zukünftige Entwicklung

Sehr wahrscheinlich wird sich das Klima in den nächsten Jahrzehnten weiter erwärmen, und damit werden europäische Sommer wie 2003 häufiger vorkommen. Die globale Mitteltemperatur wird bis zum Jahre 2100 je nach Szenario um 1,4 bis 5,8 oC ansteigen. Eine aktuelle Untersuchung mit einem Ensemble von Klimamodellen in dem sog. CMIP5-Projekt, das auch dem neuen Bericht des IPCC zugrundeliegt, kommt zu dem Schluss, dass immer größere Gebiete der globalen Landoberfläche von Hitzewellen betroffen sein werden.[10] Als Kriterium für Hitzewellen werden in dieser Studie Monatsmitteltemperaturen mit mehr als drei Standardabweichungen angenommen. Solche Extreme kommen in den N-Sommer-Monaten gegenwärtig auf 5 % der globalen Landoberfläche, Temperaturen mit 1 bis 2 Standardabweichungen auf 40 bzw. 15 % der globalen Landoberfläche vor.

Betroffen sind hauptsächlich die Tropen, der Mittelmeerraum, der mittlere Osten und Südasien. Modellsimulationen und Beobachtungen stimmen darin weitgehend überein. Nach Modell-Berechnungen werden Sommer-Temperaturen mit drei Standardabweichungen 2020 auf 10 % und 2040 auf etwa 20 % der globalen Landflächen vorkommen. Neu hinzu kommen werden Temperaturen mit fünf Standardabweichungen auf 3 % der globalen Landflächen. Ab Mitte des 21. Jahrhunderts wird die Häufigkeit von Hitzewellen zunehmend von den Szenarien abhängig. Gegen Ende des Jahrhunderts werden Temperaturen mit 3 und 5 Standardabweichungen auf 85 % bzw. 60 % der globalen Landgebiete vorkommen. Standardabweichungen sind relative Werte. Sie sind in den Tropen deswegen besonders hoch, weil die tropischen Temperaturen normalerweise nur geringe Schwankungen aufweisen. Drei Standardabweichungen müssen in den Tropen keine hohen absoluten Werte bedeuten.

Abb. 2: Regionale Verteilung der maximalen Kühlgrenztemperatur gemittelt über den Zeitraum 1979-2015.

Regionale Klimamodellrechnungen prognostizieren, dass sich die europäischen Sommertemperaturen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um 3-5 oC erhöhen werden. Das mediterrane Klima mit seinen sehr trockenen Sommermonaten wird dabei höchstwahrscheinlich bis nach Mitteleuropa vordringen. Außerdem werden auch die jährlichen Klimaschwankungen zunehmen. Die Veränderung des mittleren Klimas und seiner Variabilität wird zur Folge haben, dass jeder zweite Sommer so heiß oder sogar heißer als der von 2003 sein wird. Andere Modellergebnisse kommen zu dem Schluss, dass bereits in den 2040er Jahren jeder zweite Sommer wärmer als der des Jahres 2003 sein könnte und dass gegen Ende des Jahrhunderts der Sommer 2003 sogar als kühler Sommer eingestuft werden müsste.[21] Bei einer globalen Erwärmung von 4 °C liegt die Wahrscheinlichkeit einer Hitzewelle, die das russische Extremereignis von 2010 übertrifft, für Mitteleuropa, Indien und große Teile Afrikas bei jährlich 10 %. Für die östlichen USA, das nördliche Lateinamerika und China bei 50 % und damit bei einer Hitzewelle dieser Größenordnung alle zwei Jahre. Diese Regionen müssen bei einer Zunahme der globalen Mitteltemperatur um 4 °C mit maximalen gefühlten Höchsttemperaturen von 55 °C rechnen, woran sehr stark die Feuchtigkeit beteiligt ist. Das entspricht einer Überschreitung der Kühlgrenztemperatur von 35 °C, die in bisherigen Messungen nicht vorgekommen ist.[8] Die Kühlgrenztemperatur gibt den Wert an, bis zu dem eine Luftmasse durch Verdunstung abgekühlt werden kann. 35 °C ist die obere Grenze der Kühlgrenztemperatur für den menschlichen Körper, bei der eine Abkühlung durch Schwitzen und einer dadurch möglichen Verdunstung nicht mehr möglich ist. Auch sehr gesunde Menschen können eine Kühlgrenztemperatur von über 35 °C, wenn sie ihr mehr als sechs Stunden ausgesetzt sind, nicht überleben.

Besonders gefährdet durch künftige Hitzewellen ist die Golfregion im mittleren Osten. Im gegenwärtigen Klima kommen Kühlgrenztemperaturen von 31 °C hauptsächlich über dem Golf und angrenzenden Küstengebieten vor. Grund sind die absteigenden Luftmassen im Sommer, die dadurch bedingte starke Sonneneinstrahlung und die geringe Albedo der Wasseroberfläche des Golfs. Die hohe Einstrahlung führt über dem Wasser zu hohen Verdunstungsraten, die die relative Feuchtigkeit über dem Wasser stark erhöht. Luftströmungen transportieren diese feuchten und heißen Luftmassen in die teilweise stark besiedelte Küstenzone. Unter den Bedingungen des RCP8.5-Szenarios werden ‚normale‘ Temperaturwerte von über 45 °C relativ häufig vorkommen. In Kuwait City ist in einigen Jahren sogar mit einer Höchsttemperatur von über 60 °C zu rechnen. Dadurch wird sich das Gebiet mit einer Kühlgrenztemperatur von über 31 °C bis zum Ende des 21. Jahrhunderts deutlich ausdehnen. Einige Gebiete über dem Golf und in angrenzenden Küstenstreifen werden wahrscheinlich sogar eine Kühlgrenztemperatur von 35 °C überschreiten. Besonders gefährdet sind etwa Städte wie Abu Dhabi, Dubai, Dhahran und Banda Abbas. [22]

6 Einzelnachweise

  1. Tinz, B., E. Freydank und P. Hupfer (2008): Hitzeepisoden in Deutschland im 20. und 21. Jahrhundert, in: J. Lozán u.a.: Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg, S. 141-148
  2. 2,0 2,1 Standardabweichung ist hier ein Maß für die typischen Schwankungen der saisonalen Temperatur in einem bestimmten Gebiet über eine Reihe von Jahren. Eine dreifache Standardabweichung heute bedeutet, dass die sehr hohen Temperaturen heute um das Dreifache höher liegen als im Vergleichszeitraum 1951-1980.
  3. Die Wiederkehrperiode gibt an, in welcher Zeitspanne sich ein bestimmtes extremes Ereignis wiederholt, z.B. einmal alle 100 Jahre
  4. So könne Hitzewellen dadurch definiert werden, dass die maximalen Tagestemperaturen das 95. Perzentil eines Jahrzehnts überschreiten, d.h. sie gehören zu den 5 % höchsten Temperaturen des Jahrzehnts
  5. Sillmann, J. & S. Russo (2018): Globale Erwärmung und Hitzewellen. In: Lozán, J. L., S.-W. Breckle, H. Grassl & D. Kasang & R. Weisse. Warnsignal Klima: Extremereignisse. pp. 69-75. Online: www.klima-warnsignale.uni-hamburg.de. doi:10.2312/warnsignal.klima.extremereignisse.10.
  6. Robine, J.M., et al. (2007): Report on excess mortalitiy in Europe during summer 2003 (EU Community Action Programme for Public Health)
  7. Robine, J.-M., et al. (2008): Death toll exceeded 70,000 in Europe during the summer of 2003, C. R. Biologies 331, 171–178
  8. 8,0 8,1 Russo, S., J. Sillmann, A. Sterl (2017): Humid heat waves at different warming levels, Scientific Reports 7, 7477, 10.1038/s41598-017-07536-7, https://doi.org/10.1038/s41598-017-07536-7
  9. M. Hoerling (2010): The Russian Heat Wave of 2010
  10. 10,0 10,1 Coumou, D., and A. Robinson (2013): Historic and future increase in the global land area affected by monthly heat extremes, Environ. Res. Lett. 8, doi:10.1088/1748-9326/8/3/034018
  11. Karl, T. R. and R. W. Knight (1997): The 1995 Chicago Heat Wave: How Likely Is a Recurrence?, Bulletin of the American Meteorological Society, Vol. 78, No. 6, June 1997, 1107-1119
  12. 12,0 12,1 12,2 Hansen, J., M. Sato, and R. Rued (2012): Perception of climate change, PNAS Early Edition,
  13. NASA Science: The Summer of 2012 - Too Hot to Handle?
  14. NASA Earth Observatory (2014): Heat Wave Stifles Australia
  15. Salinger, M.J. (2005): Increasing Climate Variability And Change, Climatic Change 70 (Nr. 1-2), 1-3
  16. NOAA National Centers for Environmental Information, State of the Climate (2017): State of the Climate: Global Analysis for Annual 2016
  17. 17,0 17,1 17,2 IPCC (2012): Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation
  18. Herold, N., L. Alexander, D. Green and M. Donat (2017): Greater increases in temperature extremes in low versus high income countries, Environ. Res. Lett. 12
  19. 19,0 19,1 Overland, J.E. (2013): Long-range linkage, Nature Climate Change, doi:10.1038/nclimate2079
  20. Tang, Q., X. Zhang and J.A. Francis (2013): Extreme summer weather in northern mid-latitudes linked to a vanishing cryosphere, Nature Climate Change, DOI: 10.1038/NCLIMATE2065
  21. Stott, P.A., D.A. Stone, and M.R. Allen (2004): Human contribution to the European heatwave of 2003, Nature 432, 610-614
  22. Pal, J. S. & E. A. B. Eltahir (2016): Future temperature in southwest Asia projected to exceed a threshold for human adaptability. Nature Climate Change 6 (2): 197¬200

7 Literatur

  • Tinz, B., E. Freydank und P. Hupfer (2008): Hitzeepisoden in Deutschland im 20. und 21. Jahrhundert, in: J. Lozán u.a.: Warnsignal Klima. Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg, S. 141-148

8 Weblinks


9 Klimadaten zum Thema

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globale Daten: Temperatur als auch regionale Daten für
Afrika: Temperatur, Sommertage oder heiße Tage,
Asien: Temperatur, Sommertage, heiße Tage oder Tropennächte,
Nordamerika:Temperatur, Sommertage, heiße Tage oder Tropennächte,
Südamerika: Temperatur, Sommertage, heiße Tage oder Tropennächte, und zahlreiche Datensätze für
Europa: Temperatur, Sommertage, heiße Tage oder Tropennächte, und
Nord-Deutschland: Temperatur, Sommertage, heiße Tage oder Tropennächte.


Hier finden Sie eine: Anleitung zur Visualisierung der Daten.

10 Schülerarbeiten zum Thema

Schülerarbeiten zum Thema des Artikels aus dem Schulprojekt Klimawandel:

  • Mehr Wetterextreme durch den Klimawandel? Werden die Intensität und Häufigkeit von Hitzewellen zunehmen und lässt sich diese Zunahme auf den globalen Klimawandel zurückführen? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)

11 Bildergalerie zum Thema


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