Der Klimawandel wird laut Analyse zu mehr Flugturbulenzen auf der Nordhalbkugel führen

Laut einer neuen Studie wird erwartet, dass eine Art unsichtbarer und unvorhersehbarer Luftturbulenzen auf der Nordhalbkugel häufiger auftreten, wenn sich das Klima erwärmt. Laut der Studie nahm das als Clear-Air-Turbulenz bekannte Phänomen zwischen 1980 und 2021 auch auf der Nordhalbkugel zu.

Diese Forschung folgt auf aktuelle Arbeiten, die durch die Analyse großer Datensätze und die Durchführung umfassender Modellsimulationen einen Anstieg der Turbulenzen in klarer Luft von mittelschwer bis schwer vorhersagen. Die Studie wurde veröffentlicht in Geophysical Research Journal: Atmosphären.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Turbulenzen in klarer Luft in den meisten vom Jetstream betroffenen Regionen zunehmen werden, insbesondere über Nordafrika, Ostasien und dem Nahen Osten, und dass die Wahrscheinlichkeit von Turbulenzen in klarer Luft mit jedem Grad der Erwärmung zunimmt. Während die meisten Menschen Turbulenzen erwarten, wenn sie ein Flugzeug mitten in einem Gewitter oder über einer Bergkette fliegen, treffen Turbulenzen bei klarer Luft Flugzeuge auf unerwartete Weise. Und im Gegensatz zu anderen, offensichtlicheren Arten von Turbulenzen gibt es in klarer Luft keine einfache Möglichkeit, Turbulenzen zu erkennen und zu vermeiden.

„Wir wissen, dass Turbulenzen in klarer Luft die Hauptursache für Luftturbulenzen sind, die etwa 70 Prozent aller wetterbedingten Unfälle in den Vereinigten Staaten ausmachen“, sagte Mohamed Foudad, Atmosphärenforscher an der University of Reading und Hauptautor von die Studie. Kürzlich aufsehenerregende Begegnungen mit Turbulenzen bei klarer Luft haben auf Flügen von Singapore Airlines und Air Europa zu Verletzungen geführt.

Foudad fügte hinzu, dass Luftfahrtingenieure künftig bei der Konstruktion von Flugzeugen erhöhte Turbulenzen berücksichtigen sollten.

„Wir sind mittlerweile davon überzeugt, dass der Klimawandel in einigen Regionen die Turbulenzen bei klarer Luft verstärkt“, sagte er.

Luftanalyse

Die meisten Turbulenzen in klarer Luft treten in der Nähe von Jetstreams auf: sich schnell von West nach Ost bewegende Luftströmungen in der oberen Troposphäre, wo Verkehrsflugzeuge fliegen, etwa 10 bis 12 Kilometer (etwa 32.000 bis 39.000 Fuß) über der Erdoberfläche. Manchmal treffen Flugzeuge, die Jetstreams überqueren, auf Spitzen aufsteigender flüchtiger Luft, die als vertikale Windscherung bezeichnet werden und das Phänomen der Turbulenzen in klarer Luft erzeugen.

Wenn sich das Klima erwärmt, nimmt die Energiemenge in der Atmosphäre zu, was sowohl die Geschwindigkeit der Jetstreams als auch das Ausmaß der vertikalen Windscherung erhöht. Diese Zunahmen bedeuten, dass Turbulenzen bei klarer Luft, denen Flugzeuge derzeit in etwa 1 % der Fälle auf der Nordhalbkugel ausgesetzt sind, in Zukunft voraussichtlich häufiger vorkommen werden. Derzeit treten Turbulenzen bei klarer Luft am häufigsten über Ostasien auf, wo der subtropische Jetstream am stärksten ist und Flugzeuge in etwa 7,5 % der Fälle mit mäßigen bis schweren Turbulenzen bei klarer Luft rechnen müssen.

Foudad und seine Kollegen verwendeten 11 Klimamodelle, um vergangene und zukünftige Veränderungen der Turbulenzen in klarer Luft zu bestimmen. Um zukünftige Trends zu ermitteln, führten die Forscher 20 Computersimulationen unter Bedingungen einer potenziellen Erwärmung im Bereich von 1 Grad Celsius (entspricht der aktuellen Erwärmung) bis 4 Grad Celsius durch.

In den meisten vom Jetstream betroffenen Gebieten der nördlichen Hemisphäre werden die atmosphärischen Turbulenzen zunehmen. In Regionen, in denen klare atmosphärische Turbulenzen am stärksten zunehmen, stimmen die Modelle der Studie am meisten überein, was laut Foudad auf ein hohes Vertrauen in die Ergebnisse hinweist. Frühere Studien sagten für die Zukunft eine Zunahme klarer atmosphärischer Turbulenzen über dem Nordatlantik voraus, doch die neue Studie war für die Region nicht schlüssig.

Durch eine erneute Analyse der Atmosphärendaten von 1980 bis 2021 stellten die Forscher fest, dass mittelschwere bis schwere Turbulenzen bei klarer Luft im Zeitraum von 41 Jahren über Nordafrika, Ostasien, dem Nahen Osten, dem Nordatlantik und dem Nordpazifik um etwa 60 bis 155 % zunahmen.

Während in der Vergangenheit in Nordafrika, Ostasien und im Nahen Osten beobachtete Anstiege auf den Klimawandel zurückzuführen sind, konnten Forscher die im Nordatlantik und im Nordpazifik beobachteten Anstiege nicht auf die vom Menschen verursachte Erwärmung zurückführen. Tatsächlich könnte die Klimavariabilität in diesen Regionen Anzeichen für die Auswirkungen des Klimawandels verschleiern.

Gefährliche Auswirkungen unsichtbarer Turbulenzen

Turbulenzen bei klarer Luft sind schwierig und kostspielig vorherzusagen, und eine Zunahme der Turbulenzen bei klarer Luft könnte ein Problem für die Flugzeugsicherheit darstellen.

Die Forscher weisen darauf hin, dass weitere Analysen dabei helfen könnten, festzustellen, ob zukünftige Flüge in höheren oder niedrigeren Höhen als dem aktuellen Standard sicherer sein könnten. Doch auch wenn Flugpassagiere in Zukunft möglicherweise holprigere Reisen erleben werden, sind moderne Flugzeuge darauf ausgelegt, starken Turbulenzen standzuhalten.

„Wir werden mehr solcher Unfälle erleben, aber die Menschen müssen sich auch darüber im Klaren sein, dass Flugzeuge so konstruiert sind, dass sie den schlimmsten Turbulenzen standhalten, die auftreten können“, sagte Foudad.