Von 78 Grad am Dienstag zu Schnee am Mittwoch? Solche Schwankungen sind in der Mitte der Vereinigten Staaten nicht ungewöhnlich, wo das Wetter schnell von einem Extrem ins andere umschlagen kann. Das gilt vor allem für den Frühling, wenn sich die Bedingungen in eine Achterbahn verwandeln, mit milden Frühlingstagen gefolgt von einer abrupten Rückkehr zum Winter.
Diese wilden Schwankungen waren in diesem Frühjahr deutlich zu sehen, mit einem rekordverdächtigen Wirbelsturm am 13. und 14. März und einem zweiten System in diesem Monat, das in einem weiten Gebiet von Colorado bis Minnesota sehr starken Schnee und heftige Winde brachte. Für Forscher wie mich ist diese Region ein faszinierender und manchmal auch frustrierender Ort, um Wetter und Klima zu studieren. Es ist kein Zufall, dass Orte wie Colorado und Oklahoma zu den weltweiten Zentren der Atmosphärenforschung gehören.
Wo die Winde auf die Berge treffen
Wie kommt es zu solchem „Großwetter“ in den Great Plains? Es beginnt mit der Geographie.
Wenn man durch die zentralen Vereinigten Staaten nach Westen reist, steigen die Ebenen allmählich an. In Zentral-Colorado steigt das Gelände dann schnell in die Rocky Mountains an, was zu großen Höhenunterschieden führt, aber auch zu feineren Erhebungen und Flusstälern. Diese Topografie bildet die Grundlage für die komplexen Wettersysteme in unserer Region.
Der Südosten Colorados und die angrenzenden Pfannenstiele von Texas und Oklahoma bilden eine Brutstätte für außertropische Wirbelstürme – die großen Tiefdruckgebiete, die regelmäßig über das Land ziehen und Regen, Schnee, Gewitter und starke Winde mit sich bringen. Wenn sich Tiefdruckgebiete über den Rocky Mountains von Westen nach Osten bewegen und auf der anderen Seite wieder auftauchen, werden die Luftsäulen vertikal „gestreckt“. Dadurch drehen sie sich mit zunehmender Geschwindigkeit, so wie Eiskunstläufer, wenn sie ihre Arme einziehen.
Diese Merkmale stehen in Wechselwirkung mit dem üblichen Temperaturgefälle von Süden nach Norden, das östlich der Berge besteht – das heißt, im Süden ist es wärmer und im Norden kälter – und setzen einen Prozess in Gang, bei dem sich starke Kalt- und Warmfronten entwickeln und ein Wirbelsturm sich rasch verstärken kann. Entlang dieser Fronten bilden sich ausgedehnte Niederschläge, die von starkem Schnee bis hin zu heftigen Gewittern reichen.
Ein oder zwei Tage vor der Entstehung des Wirbelsturms liegen die Temperaturen also oft weit über dem Durchschnitt, um dann schnell wieder abzufallen, wenn die starke Kaltfront, die mit dem Wirbelsturm einhergeht, durchzieht. Mit anderen Worten: Die raschen Temperaturschwankungen, die wir östlich der Rocky Mountains beobachten, sind nicht nur ein interessanter Aspekt dieser Stürme – sie sind der Schlüssel zu ihrer Entwicklung und Intensivierung.
Wenn sich diese Wirbelstürme im Herbst und im Frühjahr entwickeln, können sie viele Formen ungewöhnlichen und gefährlichen Wetters hervorrufen, die manchmal nur ein paar Landkreise voneinander entfernt sind. Besucher im östlichen Colorado sind oft überrascht, wenn sie zur gleichen Zeit Warnungen vor Waldbränden, Tornados und einem Schneesturm hören. Wie der Klimatologe Brian Brettschneider gezeigt hat, liegt in weiten Teilen der Great Plains im Durchschnitt mehr als ein Meter Schnee – und das nach dem ersten 70-Grad-Tag des Jahres! Und Colorado ist der einzige Staat der Nation, in dem jeder Monat des Jahres in irgendeinem Teil des Staates der durchschnittlich feuchteste Monat des Jahres ist.
Herausforderungen bei der Vorhersage
Bei großen Stürmen im Zentrum der USA steht viel auf dem Spiel. Diese Region ist bekannt für tödliche Überschwemmungen, und Dürren, Waldbrände, Tornados und Hagelstürme können hier Verluste und Schäden in Milliardenhöhe verursachen.
Dank engagierter Forschung und zunehmender Computerleistung werden die Wettervorhersagen immer besser. Die Vorhersagen des nationalen Wetterdienstes für die diesjährigen Wirbelstürme im März und April waren genau richtig. Aber die Vorhersage von lokal begrenzten Schneestürmen und Gewittern ist angesichts des komplexen Geländes dieser Region immer noch sehr schwierig. Die Forschung auf diesem Gebiet wird fortgesetzt.
Auch zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die nördlichen und südlichen Great Plains gibt es aufgrund der großen Wetterschwankungen noch wichtige Fragen. Wie in den meisten Teilen des Landes ist ein deutlicher Erwärmungstrend zu beobachten, aber es ist schwer zu sagen, wie diese Erwärmung Faktoren wie Dürren, Unwetter und Schneestürme beeinflusst.
Nach schweren Dürreperioden in vielen Gebieten im Jahr 2018 war 2019 bisher eines der feuchtesten Jahre in der Geschichte. Ist dies nur eine Folge unseres natürlichen, stark schwankenden Klimas oder Teil eines langfristigen Trends, der mit der allgemeinen Erwärmung des Planeten zusammenhängt?
Trotz dieser Herausforderungen arbeiten Meteorologen und Klimatologen mit Leidenschaft daran, herauszufinden, wie die Atmosphäre funktioniert, bessere Vorhersagen über ihr Verhalten zu treffen und diese Informationen an Entscheidungsträger und die Öffentlichkeit weiterzugeben. Ereignisse wie die schweren Stürme in diesem Frühjahr erinnern uns daran, dass wir alle das ganze Jahr über auf das Wetter vorbereitet sein müssen.