Die Durchschnittstemperatur ist das eine. Natürlich ist es in unseren Breitengraden im Sommer durchschnittlich wärmer als im Winter. Wie das Wetter ist oder wird, lässt sich durch verschiedene Eigenschaften angeben, Temperatur ist nur eine davon. Das Wetter lässt sich auch durch Druck und Dichte der Atmosphäre beschreiben. Ihr Zusammenspiel bestimmt, ob bei uns auf der Erde die Sonne scheint, ob sie von einer Wolkendecke verborgen wird, ob wir einen Regenschirm, lieber die Sonnenbrille oder eine winddichte Jacke einpacken sollten.

Klimawandel: Mehr Hitzewellen, Dürren und Starkregen

Aber dann gibt es auch noch Extremwettererscheinungen. Das sind außerordentliche Wettererscheinungen wie Starkregen, schwere Gewitter, orkanartige Windböen, Tornados und Hurrikans oder eine anhaltende Dürre. Ob derartiges Extremwetter wirklich extrem ist, hängt auch immer vom beobachteten Gebiet ab. Während schneebedeckte Pyramiden in Ägypten eine Sensation wären, würde man sich hierzulande eher Sorgen machen, würde gar kein Schnee fallen. Dafür gibt es in der ägyptischen Hauptstadt Kairo nur knapp zwei Dutzend Millimeter Niederschlag pro Jahr, was als völlig normal gilt.

Wetter oder Klima? Der Einfluss des Klimawandels auf das Wetter

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) rechnet für die Zukunft mit mehr Stürmen, extremen Regenfällen und Hitzewellen aufgrund der Klimaerwärmung - also mehr extremen Wetterlagen. Zwar ist es schwierig, einen Zusammenhang zwischen einem einzelnen, per Definition extremen, Ereignis und dem Klima herzustellen. Aber die beobachtete Häufung solcher Ereignisse kann inzwischen als Indiz dafür gewertet werden, dass die Annahme vieler Klimaforscher stimmt: Extremwetter nimmt mit steigenden Temperaturen zu.

Der statistische Nachweis ist zwar nicht ganz einfach, da kurze Beobachtungszeiträume, die natürliche Klima-Variabilität sowie die flächendeckende Erfassung kleinräumiger Ereignisse - zum Beispiel Starkregen oder Gewitter - schwierig sind. Aber seit einigen Jahren kommen Wissenschaftler dem Zusammenhang zwischen dem Extremwetter und dem Klimawandel mithilfe von verfeinerten Klimamodellen und schnelleren Computern immer öfter auf die Spur: Diese Wissenschaft nennt sich Zuordnungsforschung oder auch Attributionsforschung.

Die Wettermaschine: Sonne, Wolken, Hochs, Tiefs, Jetstreams ...

Wetter ist ein chaotisches und sehr komplexes System. Verändert sich ein Parameter, wie die durchschnittliche Temperatur, so hat das gravierende Folgen.

Wetterprogosen: Extremwetter in Deutschland

Was Extremwetter anrichten kann, zeigt sich in Teilen Deutschlands immer mal wieder: Ausnahmezustand aufgrund sintflutartiger Regenfälle. Aufgrund von extremem Dauerregen und daraus resultierendem Hochwasser müssen mitunter ganze Wohngebiete evakuiert werden. Oder eine Hitzewelle beeinträchtigt ganze Regionen.

Starkregen und Dauerregen in Deutschland 2001 bis 2020

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Extremwetterereignisse wie Starkregen, Stürme oder Hitzewellen sind unterschiedliche meteorologische Phänomene. Das beeinflusst auch, wie gut oder wie schlecht sie sich vorhersagen lassen. Prinzipiell gilt: Je größer, desto leichter lässt sich ein Wetterereignis abschätzen. Es hängt auch von der räumlichen Ausdehnung ab, ob man dieses Tage, Stunden oder eher gar nicht vorhersagen kann.

Klimawandel: Anstieg der Temperaturen seit Aufzeichnungsbeginn

Seit Beginn der systematischen Wetteraufzeichnungen im Jahr 1881 hat sich die durchschnittliche Temperatur in Deutschland bereits erhöht: Von 1881 bis 2022 vermisst der Deutsche Wetterdienst (DWD) einen Temperaturanstieg von 1,7 Grad Celsius. Eine erhöhte Temperatur der Luft hat Einfluss auf das Wetter: Bei einer Erwärmung von einem Grad kann die Luft sieben Prozent mehr Wasser aufnehmen. Speziell Osteuropa, der Osten Deutschlands und Teile Bayerns geraten zudem immer stärker unter Mittelmeereinfluss. Dabei kann sich ein Tief über dem Mittelmeer wie ein Schwamm voll Wasser saugen, zieht östlich an den Alpen vorbei und regnet sich in Mittel- und Osteuropa ab. Gerade der Mai bietet nach Angaben der Meteorologen hohes Unwetterpotenzial. Wegen der starken Sonneneinstrahlung habe sich der Kontinent bereits erwärmt, die feuchte Luft über dem Meer sei aber noch recht kalt. Die Temperaturgegensätze und die Luftfeuchtigkeit lassen Tiefdruckgebiete über Mitteleuropa entstehen.

Wetterextreme in Deutschland: Hitzewellen nehmen zu

Der Klimawandel bedeutet auch in Deutschland nicht nur eine Veränderung der mittleren Verhältnisse, also einen Anstieg der mittleren Temperatur. Er bedeutet auch eine Veränderung der Extremwerte: Tendenziell gibt es mehr heiße Tage und weniger Frosttage. Die Anzahl von Hitzewellen nimmt zu - und was früher extrem war, ist heute schon fast normal. Deshalb bedeutet der Klimawandel auch mehr Extremwetter. Eine gesteigerte mittlere Temperatur erhöht das Risiko für Dürren, Waldbrände und Hitzewellen.

Mehr als doppelt so viele gefährliche Hitzetage bis 2050

So errechneten Forscher aus den USA, dass sich auch in unseren gemäßigteren Breiten die Tage mit gefährlicher Hitze bis 2050 mehr als verdoppeln werden. Bis 2100 werden es sogar drei bis zehn Mal so viele Tage mit gefährlicher Wetterlage sein wie im Vergleichszeitraum zwischen 1979 bis 1998. Die Klassifizierung "gefährlich" stammt aus dem Hitzeindex des nationalen Wetterdienstes der USA. Dieser beruht auf dem Effekt von Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf den Menschen, dem sogenannten Hitzestress. Übersetzen könnte man das mit gefühlter Temperatur. Ab 39,4 Grad Celsius gilt sie als gefährlich, ab 51,1 Grad Celsius als extrem gefährlich. Hierbei kann es innerhalb weniger Stunden zum Hitzschlag kommen.

Noch gefährlicher wird die Situation den Wissenschaftlern zufolge in den subtropischen und tropischen Klimazonen: Hier errechneten sie gefährliche Hitze für die Mehrheit der Tage im Jahr - und das ist das mittlere Szenario ihrer Modellrechnung mit einer Steigerung der globalen Durchschnittstemperatur um drei Grad gegenüber dem vorindustriellen Zeitraum. In Regionen südlich der Sahara, auf der Arabischen Halbinsel und in Indien würde es sich demnach sogar an mehr als 15 Tagen im Jahr heißer als 51,1 Grad anfühlen.

Mehr Starkregen, Schlammlawinen und Überschwemmungen

Bäume stehen nach Starkregen unter Wasser.

Wissenschaftler gehen vor allem in Bezug auf Starkniederschlagereignisse - also die sintflutartigen Regenfälle - davon aus, dass die Regenmengen mit der globalen Erwärmung zunehmen werden. Der DWD merkt dazu an, dass von 2001 bis 2019 fast jeder Ort Deutschlands von einem Starkregenereignis betroffen war, und Dauerregen besonders die Gebirgsregionen trifft. Sogar in heißen und trockenen Jahren gab es viele Starkregenereignisse. Im Prinzip kann es also überall in Deutschland zu extremen Unwettern, Sturzregen und Überschwemmungen kommen. Allerdings kann der Starkregen in bergigen Gegenden besonders heftig ausfallen. Deshalb sind das Erzgebirge, der Alpenrand oder der Schwarzwald besonders betroffen. Das liegt daran, dass sich dort Regen- und Gewitterwolken besonders stauen und der Niederschlag dort dann intensiver fällt als anderswo.

Katastrophenschutz: Starkregen und Überschwemmungen in Deutschland

Das Kloster Weltenburg bei Kehlheim ist umschlossen - von Hochwasser der Donau. In den letzten Jahren keine seltene Gefahr.

Obwohl es regionale Unterschiede und auch Unsicherheiten gibt, welche Auswirkungen einzelne veränderte Parameter genau haben, ist somit prinzipiell klar, dass der Klimawandel zu mehr Extremwetterereignissen in Deutschland führen sollte. Und tatsächlich wird eine Zunahme von Extremwettern in Deutschland beobachtet. Im Einzelfall aber hilft diese Beobachtung zunächst wenig. Zwar ist ein Unwetterpotenzial in den Wettervorhersagen Tage vorher zu erkennen. Aber wo genau mehr als hundert Liter Regenwasser pro Quadratmeter fallen werden, kann oft nur Minuten vorher gesagt werden. Feuerwehr und Katastrophenschutz sind direkt mit dem DWD vernetzt und erhalten über eigene, ausfallsichere Systeme ständig Informationen. Sie können Warn-Meteorologen auf Hotlines erreichen. Wenn eine extreme Unwetterlage erkennbar sei, kann der DWD Extraschichten einrichten.

Extremwetter - natürlich oder menschengemacht?

War diese Hitzewelle Zufall oder steckt der Klimawandel dahinter? Und was ist mit dem Starkregen, oder dem Orkan, der Dürre oder auch der Kältewelle? Es ist für ein einzelnes Ereignis, egal wie extrem es auch sein mag, unmöglich, zu sagen: Der Klimawandel ist die Ursache. Jedes Wetterereignis könnte rein zufällig auftreten oder Teil der natürlichen Variationen des Wetters sein. Auch Extremwetter hat es schon lange vor dem Klimawandel gegeben.

Allerdings ist klar, dass der Klimawandel Einfluss auf das Wetter und auf Extremwetter hat. Aus Beobachtungen und Klimamodellen ist offensichtlich, dass der Klimawandel bestimmte Extremwetterereignisse entweder wahrscheinlicher oder aber stärker macht. Das betrifft vor allem Hitzewellen und Starkregen aber auch Hochwasser. Aber ob ein einzelnes Ereignis nun wirklich auf das Konto des Klimawandels geht, konnten Forschende bis vor Kurzem nicht wirklich sagen. Das noch recht junge Forschungsfeld der Zuordnungsforschung ändert dies seit einigen Jahren.

Attributionsforschung: Extremwetter dem Klimawandel zuordnen

Zuordnungsforschung wird auch Attributionsforschung genannt. Es handelt sich dabei um ein noch recht junges Forschungsfeld. Forschende, die sich mit der Attributionsforschung beschäftigen, wollen extreme Wetterereignisse zuordnen, indem sie herausfinden, inwieweit der menschengemachte Klimawandel dafür verantwortlich sein könnte. Dabei gibt es unterschiedliche Methoden und Herangehensweisen. Eine Methode besteht darin, klimatische Parallelwelten am Computer zu erschaffen. Virtuelle Welten ohne Klimawandel und virtuelle, "echte" Welten mit Klimawandel werden dann miteinander verglichen, um herauszufinden, wie oft und wie stark gewisse Extremwetterereignisse auftreten.

Klimawandel: Wie funkioniert die Zuordnungsforschung?

Mithilfe von komplexen Klimamodellen und leistungsfähigen Computern ist es inzwischen durchaus möglich, für bestimmte Extremwetterereignisse Aussagen darüber zu treffen, ob diese "menschengemacht" oder "natürlichen Ursprungs" sind. Ein Beispiel: Klimaforscher konnten zeigen, dass eine Hitzewelle, unter der die russische Region Sibirien im Jahr 2020 litt - in der Stadt Werchojansk wurden am 20. Juni 2020 38 Grad Celsius gemessen - ohne den Klimawandel fast unmöglich gewesen wäre. Ohne Klimawandel käme es nämlich nur etwa alle 80.000 Jahre zu einer solchen Extremwetterlage. Doch der Mensch erhöht durch die Treibhausgas-Emissionen die Wahrscheinlichkeit für solche Hitzewellen um das 600-fache. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) stellt für das Jahr 2022 fest, dass es sich um den sonnenscheinreichsten, drittwärmsten und fünfttrockensten Sommer in Deutschland seit Aufzeichnungsbeginn durch den DWD handelte.

Klimaforschung: Eine Karte des menschengemachten Extremwetters

Die Klimawebsite Carbon Brief hat eine interaktive Karte zusammengestellt, auf der sie bis dato mehr als 350 wissenschaftliche Studien sammelt, die sich mit der Zuordnung von Extremwetterereignissen beschäftigen. Ihre Analyse zeigt, dass 70 Prozent der 405 untersuchten Extremwetterereignisse durch den menschengemachten Klimawandel entweder wahrscheinlicher oder stärker gemacht wurden, 9 Prozent hingegen weniger wahrscheinlich oder schwächer. Das bedeutet: 79 Prozent aller untersuchten Ereignisse waren bis zu einem gewissen Grad vom Klimawandel und dadurch vom Menschen beeinflusst.

Sendungen zum Thema Extremwetter: