Was ist ein atmosphärischer Fluss?

Unsere Atmosphäre ist ständig in Bewegung. Durch diese Bewegung werden Wettersysteme rund um den Globus transportiert, wobei ein schmales Band mit stärkeren Winden, das sogenannte 'Jetstream', die für einen Großteil dieser Bewegung zwischen kalten und warmen Luftmassen sorgt.

Der Jetstream ist kein einzelnes Windband: Um ihn herum gibt es weitere kleinere Bänder oder "Flüsse". Einer von ihnen, der sich bildet, wenn der Jetstream eine bestimmte Konfiguration aufweist, ist ein "atmosphärischer Fluss". Wenn diese "Flüsse" aus Feuchtigkeit auf Land treffen, steigt das Risiko starker Regenfälle (oder Schneefälle), wenn der atmosphärische Fluss in einer bestimmten Position stecken bleibt und Überschwemmungen verursacht.

Was ist ein atmosphärischer Fluss?

Eine stimmungsvoller Fluss ist ein schmales Windband, das eine große Menge an Wasserdampf aus den Tropen in gemäßigtere Klimazonen transportiert. Sie können mehrere tausend Meilen lang und nur zehn bis hundert Kilometer breit sein. 

Während sie im Winter an der Westküste am häufigsten vorkommen, können sie an der Ostküste der USA und an der Golfküste zu jeder Jahreszeit und an fast jedem Ort auftreten, obwohl sie seltener sind.

Der häufigste Auslöser für ein atmosphärisches Flussereignis in den USA ist ein sich langsam bewegendes oder ins Stocken geratenes starkes Tiefdrucksystem im Golf von Alaska mit einer Kaltfront, die sich bis in die Tropen erstreckt. Die Winde vor dieser Front wehen im Allgemeinen aus Südwesten, was für den Feuchtigkeitstransport sorgt, der für die Bildung des atmosphärischen Flusses erforderlich ist.

Atmosphärische Flüsse sind kein seltenes Ereignis: In den Wintermonaten der nördlichen Hemisphäre ermöglicht die Positionierung des Jetstreams oft einen effizienten Feuchtigkeitstransport aus den Tropen. Meistens geschieht dies über Wasser. Ein atmosphärischer Fluss ist nur dann ein Problem, wenn er mit Land in Berührung kommt, wie etwa im kalifornischen Winter.

Wie viel Feuchtigkeit können atmosphärische Flüsse transportieren?

Sehr viel. NOAA-Schätzungen dass die von einem atmosphärischen Fluss mitgeführte Wasserdampfmenge im Durchschnitt etwa der durchschnittlichen Wassermenge an der Mündung des Mississippi entspricht!

Hören Sie sich unseren Podcast über die atmosphärischen Flüsse 2023 an

Was ist der "Ananas-Express"?

Die wohl bekannteste atmosphärische Flusskonstellation ist der "Ananas-Express". Dieser beschreibt eine Konstellation, die in der Nähe von Hawaii beginnt und sich bis zur Westküste der Vereinigten Staaten erstreckt. Dieser lange Feuchtigkeitsstau erzeugt große Mengen an Niederschlägen (und Schneefall), und es ist nicht ungewöhnlich, dass ein einzelnes Pineapple Express-Ereignis Dürreperioden - insbesondere in Kalifornien - aufgrund der Niederschlagsmenge, die fällt.

Gibt es atmosphärische Flüsse nur im Westen der USA?

Nein. Sie können überall dort auftreten, wo die Windverhältnisse den Feuchtigkeitstransport aus den Tropen in die mittleren Breiten fördern. Allerdings sind sie weit weniger häufig. Ein Beispiel war der Hurrikan Joaquin im Oktober 2015. Der Sturm landete zwar nie in den Vereinigten Staaten, aber er interagierte mit einem Tiefdruckgebiet im Inneren des Südostens der USA. Dadurch konnte Joaquin enorme Mengen an Wasserdampf nach South Carolina transportieren, wo in vier Tagen bis zu 20 Zoll Regen fielen. Auch in anderen Regionen der Welt kommt es während der Regenzeit regelmäßig zu atmosphärischen Flussereignissen.

Wie viel Regen (oder Schnee) fällt bei einem atmosphärischen Flussereignis?

Jedes Ereignis ist anders, aber Regen wird im Allgemeinen in Zoll und Schnee in Fuß gemessen. Die Position und die Bewegung des atmosphärischen Flusses spielen eine große Rolle bei den Niederschlagsmengen. Ein schmaler Pfad von Feuchtigkeit, der relativ stationär ist, ist die "beste" Voraussetzung für starke Niederschläge, da sich die Feuchtigkeit nicht über ein größeres Gebiet ausbreitet. Diese Konstellationen sind jedoch selten, und die meisten Ereignisse betreffen ein größeres Landgebiet und verlagern sich je nach den sich ändernden Windmustern.

Es ist auch erwähnenswert, dass diese Ereignisse nicht immer ein kontinuierlicher Strom von Feuchtigkeit sind. Oft fungieren atmosphärische Flüsse als Korridore für Stürme, und ein Ereignis kann aus der Kombination mehrerer Sturmsysteme über einen längeren Zeitraum bestehen.

Hier sind einige bemerkenswerte atmosphärische Flussereignisse der letzten Zeit:

• November 1861-Januar 1862: Eine Reihe von atmosphärischen Flussereignissen überschwemmte die gesamte Westküste während eines Großteils des Winters von 1861-62. In dieser Zeit fielen mehrere Meter Regen, und fast das gesamte Sacramento und San Joaquin Valley wurde überflutet, an manchen Stellen bis zu einer Tiefe von 30 Fuß. Bis heute ist dies eines der stärksten Ereignisse, obwohl Forscher glauben, dass Ereignisse dieser Größenordnung in der Region etwa alle 100 Jahre vorkommen.
• Januar 2005: Während eines fünftägigen Ereignisses in Südkalifornien fielen große Regenmengen, wobei in einigen Teilen der Region, insbesondere in den nach Süden gerichteten Bergen nördlich von Santa Barbara und Los Angeles, zwei bis drei Fuß Regen fielen. Auf den Sturm folgten mehr als einen Monat lang nahezu ununterbrochene Regenfälle, die die Überschwemmungen weiter verschlimmerten.
• Januar 2021: Ein besonders starker Wintersturm war der Höhepunkt des Pineapple Express Ende Januar, der durch Überschwemmungen, starke Winde und heftigen Schneefall große Schäden verursachte. Zwar waren die Regenfälle bei diesem System nicht so heftig wie bei anderen Ereignissen, aber dieses Ereignis ist wegen des starken Schnees und Windes in Erinnerung geblieben. Blizzard Die Bedingungen in der Sierra Nevada waren häufig, und in der Mammoth Ski Area wurden 107 ″ Schnee registriert. Der Wind erreichte in vielen Gebieten Böen von über 100 mph, wobei in der Bergstadt Alpine Meadows eine Spitzenböe von 126 mph gemessen wurde.

Sind atmosphärische Flüsse gefährlich?

Die meisten atmosphärischen Flüsse richten keinen ernsthaften Schaden an, mit kurzfristigen Sturzflut die Hauptbedrohung. Wenn die Regenfälle jedoch tagelang über demselben Ort niedergehen, können sie schnell lebensbedrohlich werden.

Bei einem starken Pineapple Express-Ereignis können Überschwemmungen tagelang, wenn nicht sogar wochen- oder monatelang andauern, wie im Winter 1861-62 (siehe obiges Bild).

Das Klima in Kalifornien ist traditionell trocken. In den meisten Orten des Bundesstaates fallen weniger als 20 Zoll Regen pro Jahr, im südlichen Teil des Bundesstaates sogar weniger als 10 Zoll pro Jahr. Infolgedessen ist der Boden ausgetrocknet, und wenn es stark regnet, ist die Gefahr von Schlammlawinen und Murgängen groß. Viele der Todesfälle, die diesen Ereignissen zugeschrieben werden, ereignen sich bei diesen Schlammlawinen, oft ohne Vorwarnung.

Können Meteorologen atmosphärische Flussereignisse vorhersagen?

Auch wenn die Vorhersage atmosphärischer Flüsse nach wie vor schwierig ist, haben sich die Computermodelle so weit verbessert, dass sie zumindest mehrere Tage im Voraus vor einem bevorstehenden Ereignis warnen können. So haben die Bewohner Zeit, sich vorzubereiten und gegebenenfalls zu evakuieren.

Das größte Problem bei der Vorhersage atmosphärischer Flüsse ist ihre Position. Da es sich in der Regel um schmale Feuchtigkeitsbänder handelt, ist es schwer, den genauen Ort des stärksten Regens zu bestimmen. Das Fazit? Wenn Sie in einem Gebiet leben, das aufgrund starker Regenfälle für Überschwemmungen anfällig ist, sollten Sie die Warnung nutzen, um sich für den Fall der Fälle vorzubereiten.

Verschlimmert der Klimawandel atmosphärische Flussereignisse?

Ja und nein. Während Experten davon ausgehen, dass Starkregenereignisse mit der Erwärmung unseres Klimas zunehmen werden, wird nicht erwartet, dass atmosphärische Flüsse in ihrer Anzahl oder Stärke zunehmen (auch wenn einzelne Ereignisse möglicherweise stärker ausfallen). Im Zuge des Klimawandels gehen Forscher davon aus, dass stärkere atmosphärische Flüsse häufiger auftreten werden, da höhere Meeresoberflächentemperaturen die Verdunstung und damit den Wasserdampfgehalt der Luft erhöhen.

Darüber hinaus zeigen Untersuchungen, dass Kalifornien im Durchschnitt etwa einmal pro Jahrhundert ein bedeutendes Ereignis wie das von 1861-62 erlebt. Die Folklore der amerikanischen Ureinwohner der Region ist voll von Geschichten über massive Überschwemmungen in den Tälern von Sacramento und San Joaquin, die durch Bohrkerne und Baumringdaten verifiziert wurden.