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Bessere Vorbereitung

Studie: Extremwetter kann jetzt deutlich früher vorhergesagt werden

Überschwemmung in Thailand © Qimono / Pixabay
Extremwetter in Thailand © Qimono / Pixabay

Überschwemmungen, Hitzewellen, Dürren – sie alle treten durch die Erderhitzung weltweit häufiger auf, mit verheerenden Folgen. Verheerend, da sie oft ohne oder für die Menschen nur mit geringer Vorwarnzeit auftreten. Dadurch können sich Menschen nur schwierig anpassen, sich wirklich vorzubereiten ist beinahe unmöglich. Forschende vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) haben nun ein mathematisches Modell entwickelt, mit dem Vorhersagen für Extremereignisse erheblich früher und besser erfolgen können. Und so womöglich tausende Menschenleben gerettet werden können. Eine Veröffentlichung zu den Ergebnissen erschien in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Proceedings of the US-National Academy of Sciences (PNAS).

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Neuer mathematischer Ansatz

Herkömmliche Wetter- und Klimavorhersagen beruhen in erster Linie auf numerischen Modellen, die atmosphärische und ozeanische Prozesse nachbilden. Diese Modelle sind laut den Forschenden allgemein sehr nützlich. Sie können jedoch nicht alle zugrundeliegenden Prozesse perfekt simulieren. Phänomene wie das Einsetzen des Monsuns, Überschwemmungen oder Dürren werden dadurch möglicherweise zu spät vorhergesagt. „Derzeit gibt es zum Beispiel keine verlässliche Vorhersage von Starkregenfällen in den östlichen Zentral-Anden, die zu Überschwemmungen und Erdrutschen mit verheerenden Auswirkungen für die Bewohner in diesem Teil Südamerikas führen“, erklärt Studienautor Jürgen Kurths vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) in der Aussendung zur Studie.

An dieser Stelle setzt das neue Modell der netzwerkgestützten Vorhersage ins Spiel. Dabei wird nicht, wie beim bestehenden Verfahren, eine Vielzahl lokaler Wechselwirkungen betrachtet, die etwa physikalische Prozesse wie Wärme- oder Feuchtigkeitsaustausch darstellen, sondern die Forschenden schauen sich direkt die Verbindungen zwischen verschiedenen geografischen Orten an, die sich über Kontinente oder Ozeane erstrecken können. Diese Verbindung wird ermittelt, indem sie die Ähnlichkeit in der Entwicklung physikalischer Größen wie der Lufttemperaturen an diesen Orten messen. „Im Falle von El Niño beispielsweise bauen sich im tropischen Pazifik starke Verbindungen im Kalenderjahr vor dem Einsetzen des Ereignisses auf“, erklärt Josef Ludescher vom PIK. Durch den neuen Ansatz wird nicht das gesamte Erdsystem simuliert, sondern es werden großräumige Verbindungsmuster in Beobachtungsdaten analysiert.

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Vorhersage macht Regionen sicherer

Bisher hat sich die Methode schon bewährt. In der Veröffentlichung der Forschenden wurden mehrere Erfolgsgeschichten zusammentragen, die demonstrieren, wie wirksam der Ansatz in der Praxis ist. „Die neue Herangehensweise hat sich in den letzten Jahren in mehreren Fällen als sehr effizient erwiesen, um verschiedene Klimaphänomene viel früher als bisher vorherzusagen. El Niño zum Beispiel konnte bis zu einem ganzen Jahr früher vorhergesagt werden, im Vergleich zu etwa sechs Monaten mit den Methoden, die heute Standard sind“, erklärt Ludescher, „Der Beginn des indischen Sommermonsuns in Zentralindien, der für die Wirtschaft in dieser Region lebenswichtig ist, wurde dank des neuen Ansatzes mehr als einen Monat im Voraus vorhergesagt, viel früher als die derzeit verwendeten Prognosen.“

Durch die Methode können Regionen künftig sicherer gemacht werden. Die Vorhersagen für Ereignisse wie El Niño, Monsun, Dürren oder extreme Regenfälle erfolgen damit erheblich früher, je nach Art des Ereignisses einen Monat oder sogar ein Jahr im Voraus. Die neue Vorhersagemethode ist somit ein potenzieller Schlüssel für eine bessere Anpassung an die globale Klimakrise sein. Denn durch sie treten Überschwemmungen, Hitzewellen oder Starkregenfälle auch in Zukunft verstärkt auf. Methoden, diese besser vorauszusehen, werden für Millionen Menschen in den am stärksten betroffenen Ländern künftig überlebensnotwendig sein.

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