Heftigere Regengüsse bei wärmeren Temperaturen

St¨¹rme begleitet von starkem Regen kommen in unseren Breitengraden vor allem im Sommer vor. Solche St¨¹rme entwickeln sich nach dem gleichen Muster: Im Laufe des Tages erw?rmt die Sonne die Erdoberfl?che und kurbelt damit die Verdunstung an. Die feuchte Luft steigt mit der Thermik in die H?he und k¨¹hlt sich ab, sodass der Wasserdampf kondensiert. Wolken bilden sich. Ist die aufw?rtsgerichtete Luftstr?mung stark, bilden sich innert weniger Stunden kilometerhohe Haufenwolken (Cumulonimben). Aus solchen Wolken regnet es meist lokal begrenzt sehr heftig und kurz, was ?berschwemmungen und Erdrutsche zur Folge haben kann.

Die Menge solcher Niederschl?ge folgt einem physikalischen Prinzip. Dieses besagt, dass unter idealen Bedingungen und im weltweiten Durchschnitt die Regenintensit?t um sieben Prozent pro Grad Temperaturerh?hung steigt. Das bedeutet, dass starker Regen in einem w?rmeren Klima theoretisch noch st?rker werden sollte.

Aussergew?hnlich lange Messreihe

Anhand einer un¨¹blich langen Messreihe untersuchten nun ETH-Forscher von der Professur f¨¹r Hydrologie und Wasserwirtschaft unter der Leitung von Postdoktorand Nadav Peleg, wie r?umliche und zeitliche Merkmale einzelner extremer Regen und die Temperatur zusammenh?ngen.

F¨¹r ihre Untersuchung werteten die Forscher mit dem ETH-Grossrechner Euler einen riesigen Datensatz aus, der von einem israelischen Wetterradarsystem stammt. Mit dem Radarsystem massen Meteorologen 25 Jahre lang kontinuierlich und r?umlich wie zeitlich hochaufgel?st Regen(mengen) ¨¹ber dem ?stlichen Mittelmeergebiet. Das Radarsystem konnte dank der engmaschigen Messung selbst lokale Regenzellen erfassen. Ber¨¹cksichtigt haben die Forscher Regenmessungen in einem Temperaturbereich von 5 bis 25 Grad Celsius ¨C Temperaturen also, wie sie im Fr¨¹hling und Herbst im ?stlichen Mittelmeerraum vorherrschen.

Die Studie, die soeben im ?Journal of Hydrometeorology? erschien, zeigt auch die Beziehung zwischen Lufttemperatur und weiteren Eigenschaften von St¨¹rmen auf, wie zum Beispiel die r?umliche Homogenit?t von Regen.

Spitzenintensit?ten nehmen zu

Mithilfe ihrer Analysen best?tigten die Forscher, dass die Spitzenintensit?t von extremem Regen im ?stlichen Mittelmeerraum bei h?heren Temperaturen zunimmt. Allerdings f?llt diese Zunahme mit 4,3 Prozent pro Grad Celsius geringer aus als im theoretischen Durchschnitt nach dem beschriebenen physikalischen Prinzip.

Bisher war umstritten, ob der theoretische Anstieg von sieben Prozent auch in dieser Untersuchungsregion gilt. Andere Forscher stellten dies fr¨¹her n?mlich in Abrede und berichteten, dass Starkregen bei zunehmender Temperatur dort sogar abnehmen w¨¹rde. Allerdings war bei den Studien dieser Wissenschaftler die zeitliche und r?umliche Aufl?sung der Regenmessung geringer.

Peleg und seine Kollegen stellten zudem fest, dass bei h?heren Temperaturen die Fl?che von einzelnen Regenzellen h?ufig kleiner wurde und sich Regenf?lle anders ¨¹ber den Sturm verteilten: Durch Konvektionsprozesse verschob sich die in der Atmosph?re verf¨¹gbare Feuchtigkeit von Gebieten mit tiefer Regenintensit?t hin zu Gebieten mit hoher Niederschlagsintensit?t. ?In einem w?rmeren Klima steigt daher das Risiko f¨¹r lokale ?berschwemmungen?, sagt Peleg.

Trends, aber keine Prognose

Aufgrund der Beobachtung des gegenw?rtigen Klimas auf das k¨¹nftige w?rmere Klima zu schliessen, will Peleg jedoch nicht. ?Die Daten beziehen sich auf das aktuelle Klima und zeigen die Trends der vergangenen 25 Jahre?, betont er. Wie sich das Klima ver?ndern werde und damit einhergehend das Regenregime, sei jedoch nicht so eindeutig. ?Will man detailliert k¨¹nftige ?nderungen beim Auftreten von extremen St¨¹rmen voraussagen, braucht man hochaufgel?ste Klimamodelle.?

Dennoch h?lt er die gewonnenen Erkenntnisse wichtig f¨¹r Politiker und andere Entscheidungstr?ger. Generell d¨¹rfte sich im ?stlichen Mittelmeerraum extremer Regen intensivieren. ?Unsere Forschungsresultate helfen, die Auswirkungen des k¨¹nftigen Klimas auf die Verf¨¹gbarkeit von Wasser oder Naturgefahren ¨C Stichwort lokale Unwetter und ?berflutungen - besser einzusch?tzen?, sagt der Wetterforscher.

Peleg und seine ETH-Kollegen haben nun ein Folgeprojekt geplant. Damit wollen sie untersuchen, wie sich extremer Regen in Raum und Zeit in der Schweiz ?ndert. ?Da die Topografie des Landes sehr komplex ist, wird das eine Knacknuss?.