Es scheint paradox: Trotz globaler Erwärmung erleben die USA einen schweren Wintersturm und extreme Kälte. Auch bei uns in Deutschland war es in den letzten Wochen schneereich und kalt. Was steckt dahinter? Die Ursache für diese winterlichen Kälteeinbrüche liegt rund 50 Kilometer über unseren Köpfen - in der Stratosphäre. Denn dort sorgt eine Störung des Polarwirbels dafür, dass arktische Luft weiter nach Süden gelangen kann als normal. Aber wie entsteht diese Anomalie? Und wie beeinflusst sie unser Wetter?

© NASA Goddard Space Flight CenterDer polare Jetstream verläuft von West nach Ost und ist bestimmend für das Klima in Europa und Nordamerika
Der Klimawandel heizt die Atmosphäre immer weiter auf und macht dadurch auch die Winter milder - eigentlich. Tatsächlich zeigen Messdaten, dass Kältetage und Schnee bei uns in den letzten Jahrzehnten seltener geworden sind. Umso erstaunlicher scheint es, dass Nordamerika und Europa trotzdem immer wieder extreme Wintereinbrüche und Kälteperioden erleben, zuletzt im Winter 2019, im Frühjahr 2021 und auch wieder in diesem Jahr.
Was aber steckt dahinter? Ein Grund für extreme Winterkälte ist der Polarwirbel - eine starke Ringströmung rund um den Nordpol. Sie entsteht durch ein weitgehend stationäres Tiefdrucksystem über der Arktis und die Luftmassengrenze zu wärmeren, gemäßigten Regionen. Dadurch bilden sich schnelle Windbänder in der oberen und unteren Atmosphäre aus. Dieser polare Vortex ist im Winter besonders ausgeprägt und schließt die arktischen Luftmassen ein - normalerweise.
Wenn der Polarwirbel schwächeltDoch manchmal schwächt sich der Polarwirbel ab und gerät aus der Form. Die sonst nahe am Pol liegende Ringströmung bildet dann Bögen aus, die bis weit in die gemäßigten Breiten reichen können. "Diese Störung des polaren Vortex entsteht typischerweise durch einen Anstieg der Temperaturen und des Luftdrucks in der arktischen Stratosphäre - ein sogenanntes stratosphärisches Wärmeereignis", erklärt Matthew Barlow von der University of Massachusetts.
Ein solches Wärmeereignis ist auch zurzeit über dem Nordpol messbar, wie Barlow berichtet. Durch diese Anomalie verringert sich der Kontrast zwischen den arktischen Luftmassen und den umgebenden Regionen. Dies nimmt dem Polarwirbel seine Energie und erlaubt es der Ringströmung gleichzeitig, sich in einem weiten Bogen nach Süden auszubreiten - über fast die gesamte USA. Diese "Beule" transportiert arktische Kaltluft weit nach Süden und erklärt die extremen Tieftemperaturen selbst in den südlichen US-Bundessstaaten.
Jetstream als SturmtreiberAber es kommt noch etwas dazu: Der schwere Sturm und die starken Schneefälle über den USA werden durch eine weitere atmosphärische Anomalie verstärkt. Die Südausbreitung des Polarwirbels wirkt auch auf den in geringerer Höhe liegenden
Jetstream. Dieses in zehn Kilometer Höhe liegende Windband zieht sich zwischen dem 40. Und 50. Breitengrad einmal um den Globus. Seine Bögen und Wellen sind für die gemäßigten Breiten wetterbestimmend.
Kommentar: Ja, es ist paradox. Nachdem jahrzehntelang von einer stetigen Erwärmung gesprochen worden war. Auf unserer Erde passiert viel, als viele Klimawissenschaftler wahrhaben wollen: