Physikalisches Verständnis des extremen weltweiten Temperatursprungs 2023

Warum die Hitzespitze 2023 wichtig ist

Ende Sommer und frühen Herbst 2023 stiegen die globalen Oberflächentemperaturen weit über bisher Messwerten an und beunruhigten Wissenschaftler und Öffentlichkeit gleichermaßen. Diese Studie stellt eine einfache Frage mit weitreichenden Folgen: War dieser Sprung ein Zeichen dafür, dass sich die globale Erwärmung plötzlich beschleunigt hat, oder das Ergebnis einer seltenen Konfiguration natürlicher Klimamuster, die sich auf die menschengemachte Erwärmung aufschichteten?

Ein rekordverdächtiger Sprung in globaler Wärme

Die Autorinnen und Autoren zeigen, dass der größte Teil des Temperatursprungs 2023 aus den Ozeanen stammte, insbesondere aus dem ausgedehnten Indo-Pazifik-Becken. Im Vergleich August bis Oktober 2023 mit denselben Monaten 2022 finden sie einen rekordhohen Jahres-zu-Jahres-Anstieg der globalen marinen bodennahen Lufttemperatur. Etwa zwei Drittel dieses Ozeansprungs waren mit Gewässern im Indo-Pazifik verknüpft, mit zusätzlichen Beiträgen aus dem ungewöhnlich warmen Nordatlantik und ausgedehnten Landflächen in den Tropen und nördlichen mittleren Breiten. Insgesamt heben sich jedoch Größe und Zeitpunkt des Ausschlags von früheren starken El-Niño-Jahren ab, was darauf hindeutet, dass etwas anderes eine Rolle spielte.

Ein neuer El Niño auf einem nachwirkenden La Niña

El Niño und La Niña beschreiben Schwankungen der Pazifiktemperaturen und Winde, die sich auf das globale Klima auswirken. Typischerweise erreichen die globalen Temperaturen einige Monate, nachdem sich ein El Niño vollständig entwickelt hat, ihren Höhepunkt. 2023 entwickelte sich ein moderater bis starker El Niño aus einer seltenen „Dreifach“-La-Niña, die den östlichen Pazifik über mehrere Jahre gekühlt hatte. Das schuf die Grundlage für eine ungewöhnlich scharfe Verschiebung: Kalte Oberflächengewässer und dichte Deckschichten tiefer Wolken im Jahr 2022 kehrten sich 2023 zu wesentlich wärmeren Meeren um, insbesondere in Regionen, in denen Luft normalerweise absinkt. Einen vergleichbaren Temperaturanstieg im Indo-Pazifik sieht man in früheren starken El-Niño-Ereignissen seit 1979 nicht.

Wolken, Sonnenlicht und ein Energieschub

Da tiefe Wolken wie ein heller Spiegel für Sonnenlicht wirken, können Veränderungen in der Wolkenbedeckung stark beeinflussen, wie viel Energie das Erdsystem aufnimmt. Die rasche Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen in normalerweise trockenen, absinkenden Regionen über dem östlichen und zentralen Pazifik verringerte die Stabilität der unteren Atmosphäre und dünnte die Schichten tiefer Wolken aus bzw. ließ sie aufbrechen. Als diese reflektierenden Wolken schrumpften, erreichte mehr Sonnenlicht die Ozeanoberfläche. Die Autorinnen und Autoren stellen fest, dass die Indo-Pazifik-Region einen der größten Anstiege der netto eingehenden Energie an der Oberkante der Atmosphäre seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen erlebte, und dass sich diese Zunahme eng mit den Zonen stärkster Erwärmung überschneidet. Dieser Energiegewinn zusammen mit einer sehr geringen globalen Rückstrahlung 2023 half, den oberen Ozean aufzuladen und die Atmosphäre für eine schnelle Erwärmung vorzubereiten.

Ungewöhnliche tropische Regenfälle und frühe atmosphärische Erwärmung

Niederschlagsmuster über warmen tropischen Meeren steuern, wo Wärme in die Atmosphäre freigesetzt wird. Bei einem „kanonischen“ El Niño nimmt der Niederschlag tendenziell über dem westlichen Pazifik-Warmbecken ab und nimmt später in kühleren zentralen und östlichen Regionen zu. 2023 war dieses Muster abgeschwächt und verschoben. Die Meeresoberflächentemperaturen über dem Warmbecken blieben höher als bei typischen El-Niño-Ereignissen, und dort nahm der Niederschlag tatsächlich zu, anstatt abzunehmen. Gleichzeitig erwärmten sich die östlichen Pazifikgewässer, doch die jahreszeitliche Abkühlung begrenzte die Bildung starker Tiefdruckstürme. Die Studie verwendet einen Index, der Meerestemperaturen nach Niederschlag gewichtet, und zeigt, dass diese ungewöhnliche Mischung es der tropischen Troposphäre erlaubte, sich früher als üblich zu erwärmen, bereits im Spätsommer statt erst im Winter.

Von den Tropen bis zur Welt: warum der Anstieg so groß war

Sobald sich die tropische freie Atmosphäre erwärmt, verbreiten großräumige Wellenmuster diese Wärme in höhere Breitengrade und heben die globale Oberflächentemperatur an. Die Autorinnen und Autoren finden einen engen statistischen Zusammenhang zwischen tropischen mittleren Atmosphärentemperaturen und globaler Oberflächenwärme, und 2023 liegt nahe dem oberen Ende dieser Beziehung. Sie identifizieren außerdem zusätzliche Verstärkungen durch den rekordwarmen tropischen Nordatlantik und durch ein Hintergrundmuster der Meeresoberflächentemperaturen, das auf längeren Zeitskalen einer La-Niña-ähnlichen Situation ähnelt. Viele dieser langsamen Variationen und Wolkenreaktionen werden in aktuellen Klimamodellen schlecht erfasst, was erklären könnte, warum Simulationen Schwierigkeiten haben, ein Ereignis so extrem wie den Sprung 2023 zu reproduzieren.

Was das für unsere Zukunft bedeutet

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die außergewöhnliche Hitzespitze 2023 nicht aus einer plötzlichen neuen Rate menschgemachter Erwärmung entstanden ist, sondern aus einer seltenen Übereinstimmung natürlicher Prozesse, die auf den langfristigen Trend auftraten. Eine mehrjährige vorausgehende La Niña, jahrzehntelange Wärmeakkumulation im westlichen Pazifik, rekordniedrige Bedeckung mit tiefen Wolken über dem östlichen Pazifik, ein ungewöhnliches El-Niño-Muster und ein superwarmer Atlantik trafen in derselben Jahreszeit zusammen. Jeder dieser Faktoren ist zuvor beobachtet worden, doch ihr Timing 2023 war außergewöhnlich. Diese Arbeit legt nahe, dass mit fortschreitender Erwärmung des Planeten ähnliche Übereinstimmungen von Ozeanzuständen und Wolken die globalen Temperaturen vorübergehend weit über den zugrunde liegenden Durchschnitt treiben können und damit einen frühen Ausblick auf Bedingungen bieten, die später in diesem Jahrhundert erwartet werden.

Zitation: Mex, J., Cassou, C., Jézéquel, A. et al. Physical understanding of the extreme global temperature jump in 2023. Commun Earth Environ 7, 406 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03382-6

Schlüsselwörter: 2023 Hitzespitze, El Niño, Indo-Pazifik Erwärmung, Wolkenrückkopplungen, globale Oberflächentemperatur