Gewitter in Nebraska, USA. (Jason Persoff Stormdoctor/Getty Images) Während der knurrende Himmel und spektakuläre Lichtspiele, die die Luft spalten, ein aufregendes Erlebnis sein können, können Gewitter auch großen Schaden anrichten.
Aus riesige Waldbrände entfachen Dieses wilde Wetter kann Sturzfluten, schädlichen Hagel und sogar Tornados verursachen und Häuser und Geschäfte zerstören und Leben kosten.
Gewitter, die über das Land toben Südliche Great Plains der USA gehören zu den stärksten Stürmen dieser Art auf der Erde. Bekannt als mesoskalige konvektive Systeme , sorgen diese Sturmkomplexe bis zu 90 Prozent des gesamten jährlichen Niederschlags der Region.
Ihre Intensität und Häufigkeit haben zugenommen , doch unsere besten Klimamodelle haben immer noch Schwierigkeiten, vorherzusagen, wie und wann sie entstehen werden.
Um die Klimamodelle für die Southern Great Plains zu verfeinern, verwendeten der Paläoklimatologe Christopher Maupin von der Texas A&M University und seine Kollegen Sauerstoff- und Wasserstoffisotope, um die Heftigkeit vergangener Stürme zu verfolgen.
Wassermoleküle, die auf Elementen basieren, die ein oder zwei zusätzliche Neutronen besitzen, benötigen tendenziell etwas mehr Energie zum Verdampfen und geben beim Kondensieren mehr Energie ab. Dies hinterlässt eine klare Signatur in den Verhältnissen der durch Niederschlag unter verschiedenen Bedingungen getrennten Isotope.
Durch den Vergleich der Ergebnisse heute durchgeführter Analysen mit historischen Verhältnissen von Wasserstoff- und Sauerstoffisotopen, die in Stalaktiten in texanischen Höhlen gefangen gefunden wurden, entwickelten die Forscher ein genaues Bild der Wetterereignisse in der Vergangenheit.
„Diese Gewitter sind so groß, dass selbst wenn der meiste Regen in Oklahoma fällt, der Regen in Texas immer noch die Isotopensignatur dieser riesigen Stürme trägt.“ sagte Maupin.
„Sie erfassen diese Systeme mit Fingerabdrücken, unabhängig davon, wo sie vorkommen, und sie müssen nicht besonders lokalisiert sein, um erkannt zu werden.“ „Große Stürme verursachen verminderte Isotopensignaturen.“
Mithilfe eines anderen Satzes von Isotopen, dieses Mal mit denen von Uran und Thorium, datierte das Team die Stalaktiten und Stalagmiten auf etwa die letzte Eiszeit vor 30.000 bis 50.000 Jahren.
Durch die Messung der Verschiebungen der Sauerstoff- und Wasserstoffisotope entlang ihrer Länge konnten die Forscher beobachten, wie die Stürme etwa alle tausend Jahre von schwach zu stark organisiert wechselten. Je stärker die Sturmkomplexe organisiert sind, desto heftiger und schädlicher sind sie.
Sie entdeckten, dass diese Änderungen der Gewitterintensität mit bekannten, abrupten Veränderungen des globalen Klimas zusammenfielen, die als bekannt sind Dansgaard–Oeschger Veranstaltungen.
Die Forscher fanden außerdem heraus, dass diese Intensitätszunahmen mit einem Rückgang des Regens im Südwesten der USA und einem stärkeren atmosphärischen Aufschwung im Gebiet des Santa Barbara Basin einhergehen.
Sie glauben, dass das beobachtete Muster auf eine erhöhte Häufigkeit oder Intensität der riesigen globalen atmosphärischen Wellen hinweist, die das Wetter bestimmen Rossby winkt , könnte für den zusätzlichen Auftrieb sorgen, der nötig ist, um diese größeren Stürme anzuheizen.
„Der moderne anthropogene Klimaantrieb hat eine Verstärkung dieser Faktoren zunehmend begünstigt.“ synoptisch Faktoren,' schrieb das Team in ihrer Arbeit.
„Diese Arbeit wird dazu beitragen, zukünftige Sturmtrends vorherzusagen“, erklärt Geowissenschaftlerin Courtney Schumacher.
„Wenn wir ein Klimamodell für die Vergangenheit erstellen können, das mit Höhlenaufzeichnungen übereinstimmt, und dasselbe Modell auch für die Zukunft verwenden können, können wir seinen Ergebnissen mehr vertrauen, wenn es mit den Höhlenaufzeichnungen übereinstimmt, als wenn dies nicht der Fall ist.“ „Wenn von den beiden Modellen eines wirklich mit den Höhlenisotopen übereinstimmt, können Sie diesem Modell vertrauen, wenn es darum geht, die Sturmverteilung in der Zukunft zu verstehen.“
Diese Erkenntnisse können auch potenzielle praktische Anwendungen haben, sagt die Geologin und Bauingenieurin Audrey Housson, die als Studentin zu der Forschung beigetragen hat: Verständnis der Korrelation zwischen Klimawandel und das Wetter kann uns helfen, wichtige Infrastrukturen, einschließlich Wasserressourcen, in der Zukunft besser zu planen.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Naturgeowissenschaften .