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China Luftreinhaltepolitik hat Extremhitze verstärkt
Chinas Luftreinhaltepolitik hat die anthropogenen Aerosole über Ostasien seit 2013 stark reduziert und damit einen zuvor kühlenden Einfluss abgeschwächt. Eine neue Modellstudie zeigt, dass dadurch mehr Sonnenenergie die Erdoberfläche erreicht und sich zugleich großräumige Luftströmungen über der Region verschieben können. Beides schafft in Ostchina günstigere Bedingungen für sommerliche Extremhitze und verstärkt einen regionalen Erwärmungseffekt, der zur Wirkung der Treibhausgase hinzukommt.
Qingdao (China). Eine bessere Luftqualität hat für das Klima einen gut bekannten Nebeneffekt, weil viele anthropogene Aerosole einfallendes Sonnenlicht streuen und dadurch die Erdoberfläche kühlen. Wenn ihre Konzentration sinkt, fällt ein Teil dieses kühlenden Schleiers weg, sodass mehr kurzwellige Strahlung den Boden erreicht und die Luft erwärmt. In Ostasien geschah dies besonders schnell, nachdem China ab 2013 schärfere Maßnahmen gegen Luftverschmutzung eingeführt und die Aerosolemissionen deutlich gesenkt hatte.
Schon frühere Arbeiten zeigen, dass die sinkende Aerosolbelastung in Ostasien die regionale und globale Erwärmung mit antreiben kann, obwohl die Luftreinhaltung gesundheitlich wichtig bleibt. Unklar war bisher, ob die Emissionsminderung auch die atmosphärische Zirkulation so verändert, dass Extremhitze in Ostchina häufiger oder intensiver werden kann. Genau diese Verbindung zwischen Strahlungsänderung, Großwetterlage und Hitze haben die Autoren der neuen Studie untersucht.
Forscher der Ocean University of China (OUC) um Hai Wang haben dafür historische Aerosol-Einzelsimulationen des Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) ausgewertet und mit Beobachtungs- und Reanalysedaten verglichen. Diese Modellläufe berücksichtigen ausschließlich die Entwicklung anthropogener Aerosole und helfen dadurch, deren Klimawirkung von anderen Antrieben wie Treibhausgasen zu trennen. Im Mittelpunkt steht der markante Rückgang der ostasiatischen Aerosolbelastung seit 2013, der zeitlich mit einer deutlichen Zunahme sommerlicher Hitzeextreme in Ostchina zusammenfällt.
Die verschiedenen Datensätze zeigen in dieselbe Richtung, denn mit sinkender Aerosolbelastung steigt die kurzwellige Sonnenstrahlung, die an der Oberfläche ankommt. Dadurch erwärmen sich den Simulationen zufolge sowohl die bodennahe Luft als auch die Troposphäre, also die wetteraktive untere Schicht der Atmosphäre, über Ostasien. Der Aerosolrückgang verändert damit nicht nur die Temperatur am Boden, sondern auch die vertikale Wärmeverteilung, die für großräumige Strömungen entscheidend ist.
Diese zusätzliche Erwärmung verändert den nord-südlichen Temperaturgradienten und verschiebt den ostasiatischen Westwind-Jet, ein schmales Band starker Höhenwinde, in den Modellen nach Norden. Nach der Studie tragen die thermische Windbalance und Rückkopplungen durch wandernde Wetterwirbel zu dieser Verlagerung bei, wodurch sich die Zirkulation zwischen Ostasien und dem Westpazifik neu ordnet.
Das westpazifische Subtropenhoch dehnt sich gleichzeitig weiter nach Nordwesten aus und begünstigt über Ostchina großräumiges Absinken, das stabile und heiße Wetterlagen unterstützt. Zusätzlich löst der veränderte Jet eine anomale Nord-Süd-Zirkulation aus, die das Absinken verstärkt und damit weitere günstige Bedingungen für extreme Sommerhitze schafft. Für die Autoren bildet diese Kette einen physikalischen Mechanismus, der den Zusammenhang zwischen weniger Aerosolen und häufigeren oder intensiveren Hitzeextremen erklären kann.
Die Studie bedeutet nicht, dass Luftreinhaltung die alleinige Ursache der jüngsten Hitzetrends ist, denn die reale Atmosphäre wird gleichzeitig von Treibhausgasen und natürlicher Variabilität geprägt. Die Aerosol-Einzelsimulationen trennen diesen Einfluss gezielt heraus und zeigen deshalb, welchen zusätzlichen Beitrag der Rückgang der Schwebstoffe unter vergleichbaren Bedingungen leisten kann. Die Autoren beschreiben einen Überlagerungseffekt. Wenn die frühere Aerosol