Man nehme ein Seil in die Hand und lasse es in regelmäßigen Abständen nach oben schnellen. Ein Wellenband bildet sich, das die Form eines „S“ annimmt. Damit vor Augen lässt sich leichter verstehen, wie das Wetter in Europa entsteht.
Legt man dieses Wellenband auf der Nordhalbkugel einmal rund um die Erde, dann schlängelt es sich von West nach Ost und schiebt dabei ständig Hoch- und Tiefdruckgebiete vor sich her. In seinen Schlaufen nach Süden trägt das schwingende Band Tiefdruckgebiete, die sich gegen den Uhrzeigersinn drehen; in seinen Einbuchtungen nach Norden trägt es Hochdruckgebiete, die sich mit dem Uhrzeigersinn drehen. Das imaginäre Seil ist in der realen Welt natürlich kein Seil, sondern ein Bündel aus Höhenwinden, auch Jetstream genannt.
Dieser Strahlstrom umweht die Nordhalbkugel zwischen dem 40. und dem 60. Breitengrad, genau dort, wo Europa liegt (spiegelverkehrt gibt es ihn genauso auf der Südhalbkugel). Er bildet sich dort, wo kalte und warme Luftmassen aufeinanderprallen. Weil die Atmosphäre ständig bestrebt ist, diese Temperatur- und Druckunterschiede auszugleichen, entstehen die schnellen Luftströme, die aufgrund der Erdrotation nach Osten hin abgelenkt werden und von Europa über Asien, Nordamerika und den Atlantik wehen – einmal im Kreis.
Mit bis zu 450 Kilometern pro Stunde rast der Polarjet in einer Höhe von acht bis zwölf Kilometern um die Welt. Dabei kann er die gesamte Luftsäule mit sich zerren. Die Winde treffen dabei auf allerlei Hindernisse, etwa Gebirge, die neben anderen Faktoren dafür sorgen, dass der Jetstream Wellen schlägt – eben wie bei einem schwingenden Seil.
Der Sommer im Jahr 2018
Geraten die Höhenwinde ins Schlenkern und schlagen die Schlaufen weit aus, gelangen mal kalte Luftmassen aus der Arktis tief nach unten und mal warme Luftmassen aus dem Süden nach oben. Und manchmal reißen dabei die Hoch- und Tiefdruckgebiete ganz vom Jetstream ab und rotieren wie vergessen an Ort und Stelle.
Über viele Tage oder gar Wochen können sich dann Extremwetterlagen aufbauen. So geschehen in den Sommern 2018 und 2022. An sich kein neues Phänomen, manche vermuten aber, dass der Klimawandel es fördert. „Wir sehen ganz klar in den Modellen wie auch in den Beobachtungen, dass die Stärke des Jetstreams im Sommer abnimmt“, sagt Dim Coumou vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Das bedeutet, dass sich die Wetterlagen langsamer nach Europa bewegen und in geringerer Frequenz Europa erreichen.“
Bleiben wir im Sommer 2018: Damals mäanderte der Jetstream besonders weit zwischen Nord und Süd, und es entstanden Extremwetterlagen auf der ganzen Nordhalbkugel. Während sich in Westeuropa, im Westen der USA und in Russland Hitzehochs einnisteten, kam es gleichzeitig in Osteuropa und Japan zu heftigen Überschwemmungen, weil regenreiche Tiefdruckgebiete an einem Ort festhingen. „Ist es ein Zufall, dass die extremen Sommerwetterlagen in den vergangenen Jahrzehnten aufgetreten sind?“, fragt der US-Klimaforscher Michael Mann von der University of Pennsylvania und beantwortet seine rhetorische Frage selbst: „Meine Kollegen und ich denken nicht.“
Laut Mann ist das abnorme Verhalten des Jetstreams eine Folge des Klimawandels: Weil sich die Arktis schneller als der Rest des Planeten erwärmt, sinkt die Temperaturdifferenz zwischen Arktis und Äquator, womit die treibende Kraft des Jetstreams abnimmt, so seine Hypothese. Etwa seit dem Jahr 2000 nähmen Situationen deutlich zu, in denen der Jetstream schwächele und es zu sogenannten blockierten Wetterlagen komme, sagt Dim Coumou. „Und das ist sehr interessant, denn genau seit dieser Zeit schlägt die Erwärmung der Arktis so richtig durch.“
Coumou und Mann erwarten, dass sich der Trend fortsetzt, weil sich die Erde weiter erwärmt. So erfolgreich haben Klimaforscher und TV-Wettermoderatoren die Theorie von der Arktis-Erhitzung, dem schwächelnden Jetstream und den daraus folgenden Extremwetterlagen verbreitet, dass sie hierzulande fast schon Allgemeingut geworden ist. Der Atmosphärenphysiker Volkmar Wirth aus Mainz berichtete mal der Frankfurter Allgemeinen Zeitung, wie er in einem Bus saß, weil ein Zug ausgefallen war, und der Fahrer via Mikrofon über den Jetstream referierte. Der Wissenschaftler reagierte irritiert: Der Busfahrer wisse mehr als er selbst!
Was er damit sagen wollte: Die Theorie vom schwächelnden Jetstream infolge des Klimawandels ist bisher genau das: eine Theorie und noch kein gesichertes Wissen. Das Forschungsfeld ist noch sehr jung, was erklärt, warum sich Befunde und Thesen zum Jetstream bisweilen widersprechen. In einem sind sich aber alle einig: Grundlegende Veränderungen des Jetstreams sind im Zuge der Erderhitzung wahrscheinlich. Und wenn sich diese Wettermaschine umstellt, dann wird das weitreichende Folgen haben.
Die Erwärmung der höheren Schichten
Jede Menge wissenschaftliche Studien sind in den vergangenen Jahren entstanden – nur ergeben sie noch kein klares Bild. Sicher ist zwar, dass sich die Arktis in den bodennahen Schichten übermäßig stark erwärmt. Und wenn sich der Temperaturkontrast zwischen Pol und Tropen tatsächlich verringert, dann wäre es nur logisch, dass das den Jetstream abschwächt. Doch es gibt eine zweite Kraft, die noch viel mächtiger sein könnte als die arktische Erwärmung und deren Folgen: die Erwärmung der höheren Luftschichten. Und die ist nicht an den Polen am größten, sondern in den Tropen, also dort, wo die Sonne das ganze Jahr über am stärksten einstrahlt.
Das könnte die Temperaturdifferenz zum Nordpol aber sogar verstärken, was dann keinen schwächeren, sondern sogar einen kräftigeren Jetstream bedeuten würde. Und dieser würde sich zudem noch etwas nach Norden verschieben. Von einem „Tauziehen“ sprechen Klimaforscher. „Je nachdem, welche Kraft gewinnt, wandert der Höhenwind polwärts und wird stärker, oder er wandert südwärts und schwächt sich ab“, erklärt die Klimaforscherin Katinka Bellomo von der Polytechnischen Universität Turin. „Stand jetzt sieht es aus, als würde die tropische Erwärmung gewinnen. Also der Jet wird stärker und wandert polwärts.“
Bis Ende des Jahrhunderts wird sich der Jetstream den Modellen zufolge über dem Nordatlantik leicht nach Norden hin verschieben, als Folge dürfte Südeuropa weniger Niederschlagsausläufer abbekommen und daher weiter austrocknen. Satellitendaten aus den vergangenen 40 Jahren lassen vermuten, dass diese Veränderung bereits begonnen hat. Aber dieser Trend gilt vor allem für den Winter, ebenso wie die prognostizierte Verstärkung der Höhenwinde.
Winterstürme, wie wir sie noch nie erlebt haben
Noch unübersichtlicher wird die Lage, wenn in Zukunft noch ein dritter mächtiger Akteur ins Spiel kommt: nämlich die Atlantische Umwälzzirkulation (AMOC). Sie führt zum Thema der Kipppunkte. Der Jetstream selbst ist nach gegenwärtigem Stand der Forschung wohl kein Kippelement – allerdings ist er an ein anderes Kippelement geknüpft und könnte gemeinsam mit diesem durchaus in einen neuen Zustand springen, aus dem er so schnell nicht mehr herausfinden würde: die AMOC. Je mehr dieses System von Ozeanströmungen schwächelt, desto kühler wird es im Nordatlantik, was wiederum die Erwärmung in der Arktis abdämpft und das Temperaturgefälle zwischen Nord und Süd stärkt.
Für den Jetstream könnte das neuen Schwung bedeuten, erst recht nach einem Kollaps der AMOC. Die Folge wären so starke Winterstürme, wie wir sie noch nicht erlebt haben – vor allem, wenn die AMOC ganz zusammenbricht.
Und im Sommer? Manche Klimaforscher nehmen an, dass in der warmen Jahreszeit genau das Gegenteil dessen passiert, was für den Winter erwartet wird. Denn je nach Jahreszeit wirken die Einflussgrößen unterschiedlich stark. Statt zuzulegen, könnten sich der Jetstream und die an ihn gebundenen Tiefdruckgebiete im Sommer tatsächlich abschwächen und zu noch extremeren blockierten Wetterlagen beitragen – und damit zu noch extremeren Hitzewellen. Allerdings ist das noch umstritten.
Halten wir fest: Am Jetstream zerren drei starke Kräfte, für die es jeweils große Ungewissheiten gibt. Es fällt deshalb schwer, halbwegs verlässlich die Folgen abzuschätzen, die Veränderungen des Jetstreams mit sich brächten – da man noch nicht sicher weiß, welche Kraft in Zukunft dominieren wird. „Die Menschheit verursacht gerade dramatische Veränderungen“, sagt Barbara Früh, die beim Deutschen Wetterdienst (DWD) in Offenbach die Abteilung für Klimamodellierung leitet. „Wir experimentieren mit einem System, das wir überhaupt nicht im Griff haben.“
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Am Kipppunkt. Wo das Klima zu kollabieren droht – und wie wir uns noch retten können. Von Toralf Staud, Benjamin von Brackel. Verlag Kiepenheuer & Witsch 2025, 384 Seiten, 20 €
Dieser Text ist ein Auszug aus dem Buch
äre Seil ist in der realen Welt natürlich kein Seil, sondern ein Bündel aus Höhenwinden, auch Jetstream genannt.Dieser Strahlstrom umweht die Nordhalbkugel zwischen dem 40. und dem 60. Breitengrad, genau dort, wo Europa liegt (spiegelverkehrt gibt es ihn genauso auf der Südhalbkugel). Er bildet sich dort, wo kalte und warme Luftmassen aufeinanderprallen. Weil die Atmosphäre ständig bestrebt ist, diese Temperatur- und Druckunterschiede auszugleichen, entstehen die schnellen Luftströme, die aufgrund der Erdrotation nach Osten hin abgelenkt werden und von Europa über Asien, Nordamerika und den Atlantik wehen – einmal im Kreis.Mit bis zu 450 Kilometern pro Stunde rast der Polarjet in einer Höhe von acht bis zwölf Kilometern um die Welt. Dabei kann er die gesamte Luftsäule mit sich zerren. Die Winde treffen dabei auf allerlei Hindernisse, etwa Gebirge, die neben anderen Faktoren dafür sorgen, dass der Jetstream Wellen schlägt – eben wie bei einem schwingenden Seil.Der Sommer im Jahr 2018Geraten die Höhenwinde ins Schlenkern und schlagen die Schlaufen weit aus, gelangen mal kalte Luftmassen aus der Arktis tief nach unten und mal warme Luftmassen aus dem Süden nach oben. Und manchmal reißen dabei die Hoch- und Tiefdruckgebiete ganz vom Jetstream ab und rotieren wie vergessen an Ort und Stelle.Über viele Tage oder gar Wochen können sich dann Extremwetterlagen aufbauen. So geschehen in den Sommern 2018 und 2022. An sich kein neues Phänomen, manche vermuten aber, dass der Klimawandel es fördert. „Wir sehen ganz klar in den Modellen wie auch in den Beobachtungen, dass die Stärke des Jetstreams im Sommer abnimmt“, sagt Dim Coumou vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). „Das bedeutet, dass sich die Wetterlagen langsamer nach Europa bewegen und in geringerer Frequenz Europa erreichen.“Bleiben wir im Sommer 2018: Damals mäanderte der Jetstream besonders weit zwischen Nord und Süd, und es entstanden Extremwetterlagen auf der ganzen Nordhalbkugel. Während sich in Westeuropa, im Westen der USA und in Russland Hitzehochs einnisteten, kam es gleichzeitig in Osteuropa und Japan zu heftigen Überschwemmungen, weil regenreiche Tiefdruckgebiete an einem Ort festhingen. „Ist es ein Zufall, dass die extremen Sommerwetterlagen in den vergangenen Jahrzehnten aufgetreten sind?“, fragt der US-Klimaforscher Michael Mann von der University of Pennsylvania und beantwortet seine rhetorische Frage selbst: „Meine Kollegen und ich denken nicht.“Laut Mann ist das abnorme Verhalten des Jetstreams eine Folge des Klimawandels: Weil sich die Arktis schneller als der Rest des Planeten erwärmt, sinkt die Temperaturdifferenz zwischen Arktis und Äquator, womit die treibende Kraft des Jetstreams abnimmt, so seine Hypothese. Etwa seit dem Jahr 2000 nähmen Situationen deutlich zu, in denen der Jetstream schwächele und es zu sogenannten blockierten Wetterlagen komme, sagt Dim Coumou. „Und das ist sehr interessant, denn genau seit dieser Zeit schlägt die Erwärmung der Arktis so richtig durch.“Coumou und Mann erwarten, dass sich der Trend fortsetzt, weil sich die Erde weiter erwärmt. So erfolgreich haben Klimaforscher und TV-Wettermoderatoren die Theorie von der Arktis-Erhitzung, dem schwächelnden Jetstream und den daraus folgenden Extremwetterlagen verbreitet, dass sie hierzulande fast schon Allgemeingut geworden ist. Der Atmosphärenphysiker Volkmar Wirth aus Mainz berichtete mal der Frankfurter Allgemeinen Zeitung, wie er in einem Bus saß, weil ein Zug ausgefallen war, und der Fahrer via Mikrofon über den Jetstream referierte. Der Wissenschaftler reagierte irritiert: Der Busfahrer wisse mehr als er selbst!Was er damit sagen wollte: Die Theorie vom schwächelnden Jetstream infolge des Klimawandels ist bisher genau das: eine Theorie und noch kein gesichertes Wissen. Das Forschungsfeld ist noch sehr jung, was erklärt, warum sich Befunde und Thesen zum Jetstream bisweilen widersprechen. In einem sind sich aber alle einig: Grundlegende Veränderungen des Jetstreams sind im Zuge der Erderhitzung wahrscheinlich. Und wenn sich diese Wettermaschine umstellt, dann wird das weitreichende Folgen haben.Die Erwärmung der höheren Schichten Jede Menge wissenschaftliche Studien sind in den vergangenen Jahren entstanden – nur ergeben sie noch kein klares Bild. Sicher ist zwar, dass sich die Arktis in den bodennahen Schichten übermäßig stark erwärmt. Und wenn sich der Temperaturkontrast zwischen Pol und Tropen tatsächlich verringert, dann wäre es nur logisch, dass das den Jetstream abschwächt. Doch es gibt eine zweite Kraft, die noch viel mächtiger sein könnte als die arktische Erwärmung und deren Folgen: die Erwärmung der höheren Luftschichten. Und die ist nicht an den Polen am größten, sondern in den Tropen, also dort, wo die Sonne das ganze Jahr über am stärksten einstrahlt.Das könnte die Temperaturdifferenz zum Nordpol aber sogar verstärken, was dann keinen schwächeren, sondern sogar einen kräftigeren Jetstream bedeuten würde. Und dieser würde sich zudem noch etwas nach Norden verschieben. Von einem „Tauziehen“ sprechen Klimaforscher. „Je nachdem, welche Kraft gewinnt, wandert der Höhenwind polwärts und wird stärker, oder er wandert südwärts und schwächt sich ab“, erklärt die Klimaforscherin Katinka Bellomo von der Polytechnischen Universität Turin. „Stand jetzt sieht es aus, als würde die tropische Erwärmung gewinnen. Also der Jet wird stärker und wandert polwärts.“Bis Ende des Jahrhunderts wird sich der Jetstream den Modellen zufolge über dem Nordatlantik leicht nach Norden hin verschieben, als Folge dürfte Südeuropa weniger Niederschlagsausläufer abbekommen und daher weiter austrocknen. Satellitendaten aus den vergangenen 40 Jahren lassen vermuten, dass diese Veränderung bereits begonnen hat. Aber dieser Trend gilt vor allem für den Winter, ebenso wie die prognostizierte Verstärkung der Höhenwinde.Winterstürme, wie wir sie noch nie erlebt habenNoch unübersichtlicher wird die Lage, wenn in Zukunft noch ein dritter mächtiger Akteur ins Spiel kommt: nämlich die Atlantische Umwälzzirkulation (AMOC). Sie führt zum Thema der Kipppunkte. Der Jetstream selbst ist nach gegenwärtigem Stand der Forschung wohl kein Kippelement – allerdings ist er an ein anderes Kippelement geknüpft und könnte gemeinsam mit diesem durchaus in einen neuen Zustand springen, aus dem er so schnell nicht mehr herausfinden würde: die AMOC. Je mehr dieses System von Ozeanströmungen schwächelt, desto kühler wird es im Nordatlantik, was wiederum die Erwärmung in der Arktis abdämpft und das Temperaturgefälle zwischen Nord und Süd stärkt.Für den Jetstream könnte das neuen Schwung bedeuten, erst recht nach einem Kollaps der AMOC. Die Folge wären so starke Winterstürme, wie wir sie noch nicht erlebt haben – vor allem, wenn die AMOC ganz zusammenbricht.Und im Sommer? Manche Klimaforscher nehmen an, dass in der warmen Jahreszeit genau das Gegenteil dessen passiert, was für den Winter erwartet wird. Denn je nach Jahreszeit wirken die Einflussgrößen unterschiedlich stark. Statt zuzulegen, könnten sich der Jetstream und die an ihn gebundenen Tiefdruckgebiete im Sommer tatsächlich abschwächen und zu noch extremeren blockierten Wetterlagen beitragen – und damit zu noch extremeren Hitzewellen. Allerdings ist das noch umstritten.Halten wir fest: Am Jetstream zerren drei starke Kräfte, für die es jeweils große Ungewissheiten gibt. Es fällt deshalb schwer, halbwegs verlässlich die Folgen abzuschätzen, die Veränderungen des Jetstreams mit sich brächten – da man noch nicht sicher weiß, welche Kraft in Zukunft dominieren wird. „Die Menschheit verursacht gerade dramatische Veränderungen“, sagt Barbara Früh, die beim Deutschen Wetterdienst (DWD) in Offenbach die Abteilung für Klimamodellierung leitet. „Wir experimentieren mit einem System, das wir überhaupt nicht im Griff haben.“Placeholder image-1