Vom Menschen verursachter Klimawandel führt zu einer ausgeprägten Umorganisation der winterlichen atmosphärischen Zirkulationsregime über dem Nordatlantik

Warum die Winterwinde über dem Atlantik für Sie wichtig sind

Das Winterwetter, das den Alltag in Ost-Nordamerika und Europa prägt, wird von weiträumigen Windmustern hoch über dem Nordatlantik gelenkt. Diese Muster entscheiden, ob eine Jahreszeit stürmisch oder ruhig, nass oder trocken, mild oder beißend kalt verläuft. Diese Studie stellt eine dringende Frage: Formen wir Menschen durch die Erwärmung des Planeten nicht nur die Temperaturen um, sondern verändern wir auch diese großräumigen winterlichen Muster selbst — also wie die Atmosphäre über dem Nordatlantik reagiert?

Große Klimamuster hinter vertrautem Wetter

Das Winterklima im Nordatlantik ist in einige wiederkehrende „Regime“ organisiert, also bevorzugte Zirkulationsmuster in der Atmosphäre. Eines der wichtigsten ist die Nordatlantische Oszillation (NAO), die den Druckunterschied zwischen einem Tief bei Island und einem Hoch bei den Azoren beschreibt. Ist dieser Unterschied stark (positive NAO-Phase), verstärken sich die Westwinde und verlagern sich nach Norden, was oft milde, nasse Winter in Nordeuropa und trockenere Bedingungen in Teilen Südeuropas und des Mittelmeerraums bringt. Ist der Unterschied schwach oder umgekehrt (negative NAO-Phase), schwächt sich der Jetstream ab oder verlagert sich, was kältere Winter in Europa und andere regionale Änderungen begünstigt. Zu wissen, ob die globale Erwärmung die Häufigkeit dieser Regime — und ihre Intensität — verändert, hat direkte Folgen für Überschwemmungen, Dürren, Windenergie und Landwirtschaft im Nordatlantikraum.

Jahrhunderte von Winterhimmeln simulieren

Um natürliche Schwankungen von menschengemachten Veränderungen zu trennen, nutzten die Autorinnen und Autoren 100 Simulationen eines modernen Klimamodells, die den Zeitraum 1850 bis 2100 unter einem Szenario hoher Emissionen abdecken. Da jede Simulation derselben äußeren Antriebskraft unterliegt, aber leicht unterschiedliche Anfangsbedingungen hat, beschreibt ihr Durchschnitt die erzwungene Klimareaktion auf Treibhausgase und andere Faktoren, während die Streuung zwischen ihnen die interne Variabilität darstellt. Das Team konzentrierte sich auf den Winter (Dezember bis Februar) und untersuchte die Zirkulation in etwa 5 Kilometern Höhe, wo der mittellatitudinale Jetstream verläuft, zusammen mit den Bodentemperaturen. Mit statistischen Werkzeugen identifizierten sie die führenden Muster, die die Höhenluftzirkulation mit der Oberflächenerwärmung verknüpfen, und bestimmten dann unterschiedliche atmosphärische Regime durch Clusterbildung der Modell-Ausgaben vor und nach einem Wendepunkt um 1995, als ein klarer menschlicher Einfluss auf die Nordatlantikzirkulation erkennbar wird.

Gleiche Anzahl an Regimen, aber ihr Charakter verschiebt sich

Die Analyse zeigt, dass der Nordatlantik, wenn die äußere Antriebskraft berücksichtigt wird, sowohl vor als auch nach 1995 weiterhin vier Haupt-Winterzirkulationsregime aufweist. Dennoch sind ihre räumlichen Muster unter der globalen Erwärmung umorganisiert. Die Zentren von Tief- und Hochdruck verlagern sich nach Norden, und das am häufigsten auftretende Regime nach 1995 ähnelt stärker einem positiven NAO-Muster, mit einem klarer ausgeprägten isländischen Tief und azorischem Hoch. Gleichzeitig verliert der intern erzeugte Anteil der Zirkulation — das, was die Atmosphäre ohne veränderte äußere Bedingungen tun würde — nach 1995 eines seiner Regime und wird von einem einzelnen, schwächeren Muster dominiert. Das deutet darauf hin, dass die vom Menschen verursachte Erwärmung nicht nur einen Hintergrundtrend hinzufügt, sondern aktiv einige natürliche Zirkulationszustände unterdrückt und andere beständiger macht.

NAO: zunächst positiver, dann gegen Ende des Jahrhunderts abgeschwächt

Betrachtet man die NAO im Detail, reproduziert das Modell ihre bekannte Dipolstruktur und ihr historisches Verhalten. Mit einbezogener erzwungener Reaktion tendiert der durchschnittliche NAO-Index während des größten Teils des 21. Jahrhunderts zu positiveren Werten, was bedeutet, dass Winter mit starkem Druckkontrast zwischen Island und den Azoren häufiger werden. Gleichzeitig nimmt die Gesamtvariabilität der NAO ab: Schwankungen zwischen positiven und negativen Phasen werden weniger ausgeprägt. Auffällig ist, dass gegen Ende des Jahrhunderts eine moderate Zunahme von schwächeren negativen NAO-Ereignissen zu beobachten ist, was zur leichten Abschwächung der positiven Tendenz beiträgt. Physikalisch hängen diese Veränderungen mit Verschiebungen des Jetstreams in der mittleren Troposphäre zusammen: NAO-positive Regime entwickeln stärkere, leicht polwärtsere Westwinde, während NAO-negative Regime schwächere, leicht äquatorwärtsere Jets aufweisen.

Was das für zukünftige Winter bedeutet

Für eine allgemeine Leserschaft lautet die Kernbotschaft: Der menschengemachte Klimawandel reorganisiert die „Fahrspuren“ der winterlichen Atmosphäre über dem Nordatlantik. Das breite Spektrum an Zirkulationsmustern verschwindet nicht, aber einige treten häufiger und beständiger auf, während andere seltener werden. Die natürliche Variabilität des Klimas wird in bestimmten Hinsichten gedämpft, insbesondere bei der NAO, obwohl extreme negative Ereignisse weiterhin möglich sind. Dieses sich verändernde Gleichgewicht trägt dazu bei zu erklären, warum zukünftige Winter konsistentere Muster bei Sturmverläufen, Niederschlägen und Temperaturen über Europa und Ost-Nordamerika bringen könnten, überlagert von allgemeiner Erwärmung. Es unterstreicht auch, dass Klima-Anpassungsplanung nicht nur steigende Temperaturen berücksichtigen muss, sondern auch, wie die zugrundeliegenden atmosphärischen Regime, die das tägliche Wetter steuern, umgestaltet werden.

Zitation: Satpathy, S.S., Franzke, C.L.E., Verjans, V. et al. Anthropogenic climate change leads to a pronounced reorganisation of wintertime North Atlantic atmospheric circulation regimes. Commun Earth Environ 7, 155 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03180-0

Schlüsselwörter: Nordatlantische Oszillation, atmosphärische Zirkulation, Klimawandel, Winterwetter, Jetstream