Vom Menschen verursachte Erwärmung getriebene Verschiebungen der atmosphärischen Zirkulation und Zunahme des Drehimpulses: Einfluss auf die Erdrotation

Warum die Tageslänge sich leise verändert

Wir neigen dazu, einen Tag als feste 24 Stunden zu betrachten, festgelegt durch die gleichmäßige Drehung unseres Planeten. Doch die Erdrotation verändert sich ständig subtil, und diese neue Forschung zeigt, dass vom Menschen verursachter Klimawandel inzwischen Teil dieser Entwicklung wird. Indem die Erwärmung globale Windmuster und die Verteilung der Luft über den Planeten umgestaltet, verlangsamt sie die Erdrotation ein klein wenig und verlängert den Tag um messbare Beträge.

Wie Luft und Planet einen kosmischen Dreh teilen

Erde und Atmosphäre verhalten sich wie ein gekoppeltes System rotierender Teile. Der feste Planet besitzt den größten Teil der Masse, doch auch die sich bewegende Luft trägt Rotationskraft, bekannt als Drehimpuls. Wenn die Atmosphäre sich beschleunigt, muss sich der feste Erdkörper verlangsamen, um die gesamte Drehung des Systems im Gleichgewicht zu halten — ähnlich einem Eiskunstläufer, der die Arme ausstreckt, um langsamer zu rotieren. Die Autoren konzentrieren sich darauf, wie langfristiger Klimawandel diesen empfindlichen Austausch verändert und was das für die genaue Länge eines Tages bedeutet.

Stärkere Höhenwinde und verschiebbare Klimagürtel

Anhand großer Simulationssätze aus drei modernen Klimamodellen, gerechnet unter einem Szenario hoher Emissionen bis zum Jahr 2100, verfolgt die Studie, wie Erwärmung die globalen Luftströmungen umformt. Wenn der Planet sich erwärmt, weitet sich die tropische Zirkulation, bekannt als Hadley-Zelle, polwärts aus, und die Höhen-Jetstreams in den Subtropen verstärken sich. Gleichzeitig schwächen sich die üblichen bodennahen Passatwinde in den Tropen. Diese Veränderungen verlagern mehr Bewegung der Atmosphäre in schnelle, hochgelegene Westwinde, die den Planeten umschlingen. Da diese Winde in derselben Richtung wie die Erdrotation wehen, erhöhen sie den Anteil der Atmosphäre am Drehimpuls.

Schwerere Luftgürtel und steigende Drucksysteme

Das Team untersucht zudem, wie das Gewicht der Luft — ihre Masse, sichtbar im Bodendruck — um den Globus verschoben wird. Erwärmung verstärkt große Hochdruckgebiete, besonders in den Subtropen rund um 30 Grad Nord und Süd. Dadurch befindet sich mehr atmosphärische Masse weiter vom Rotationszentrum der Erde entfernt, was einen zusätzlichen, wenn auch kleineren Zuwachs am atmosphärischen Drehimpuls bewirkt. Obwohl dieser massebezogene Effekt schwächer ist als der Zuwachs durch schnellere Winde, wirken beide in dieselbe Richtung: Sie lassen die Luft schneller rotieren, während sich der feste Erdkörper verlangsamt.

Lockereres Wechselspiel zwischen Luft und Boden

Normalerweise helfen Berge und Oberflächenreibung dabei, dass Planet und Atmosphäre Impuls austauschen. Druckunterschiede über große Gebirgszüge wie den Himalaya oder die Anden üben einen Schub auf den festen Erdkörper aus, und Bodengegenwinde reiben an der Oberfläche und übertragen Drehung. Die Simulationen zeigen, dass diese Austausche bei fortschreitender Erwärmung schwächer werden. Druckkräfte über Gebirge richten sich stärker so aus, dass sie der Erdrotation entgegenwirken, und tropische Bodengrade, die früher Drehimpuls an den Planeten abgaben, verlieren an Stärke. Infolgedessen behält die Atmosphäre mehr von ihrem Drehimpuls, statt ihn an den Boden zurückzugeben.

Wie viel länger der Tag werden wird

Setzt man diese Teile zusammen, übersetzen die Autoren die sich ändernde atmosphärische Rotationskraft in Änderungen der Tageslänge. In den drei Modellensembles finden sie, dass sich pro Grad Celsius globaler Erwärmung die Tageslänge um etwa ein Zehntel einer Millisekunde verlängert. Bis zum späten 21. Jahrhundert könnten die Einflüsse dieser atmosphärischen Veränderungen grob 10–18 % zu der langfristigen Verlangsamung der Erdrotation hinzufügen, die üblicherweise der Gezeitenwirkung des Mondes zugeschrieben wird. Im Alltag wird dieser zusätzliche Bruchteil einer Millisekunde pro Tag unbemerkt bleiben. Für präzise Zeitmessung und für Wissenschaftler, die das tiefe Innere der Erde untersuchen, signalisiert er jedoch, dass vom Menschen verursachter Klimawandel mittlerweile bis in die Zeitgebung der Planetenrotation hineinreicht.

Zitation: Satpathy, S.S., Franzke, C.L.E., Yuan, N. et al. Anthropogenic warming-driven atmospheric circulation shifts and angular momentum increase: influence on the Earth’s rotation. npj Clim Atmos Sci 9, 101 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01382-z

Schlüsselwörter: Erdrotation, atmosphärische Zirkulation, Klimaänderung, Länge des Tages, Drehimpuls