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„Snow-Eater“-Hitzewellen verdoppeln die Schneeschmelze
Mehrere Tage ungewöhnlicher Wärme können die Schneedecke im Westen der USA etwa doppelt so schnell schwinden lassen wie im Mittel über alle Schmelztage hinweg. Eine Langzeitanalyse zeigt zudem, dass solche „Snow-Eater“-Hitzewellen seit dem 19. Jahrhundert häufiger und großflächiger auftreten, doch ihre modellierte Schmelzintensität nahm nicht statistisch signifikant zu.
Berkeley (U.S.A.). Die winterliche Schneedecke der westamerikanischen Gebirge ist ein wichtiger Wasserspeicher. Sie hält Niederschlag über Monate zurück und setzt das Wasser während der Schneeschmelze wieder frei. Außergewöhnlich warme Frühjahrsperioden können diesen Ablauf abrupt beschleunigen und dadurch den Zeitpunkt und die Menge des verfügbaren Wassers verändern.
Ein Forschungsteam mehrerer US-amerikanischer Einrichtungen hat nun eine besondere Form solcher Wärmeperioden systematisch untersucht und bezeichnet sie als „Snow-Eater“-Hitzewellen, weil sie während der Schneeschmelzsaison ungewöhnlich rasch Schnee abbauen. Die Studie ist im Fachmagazin Science Advances erschienen.
Für ihre Analyse definierten die Forscher klare Bedingungen, nach denen ein Snow-Eater-Ereignis zwischen dem 19. März und dem 1. Juli auftreten, mindestens drei Tage anhalten und Temperaturen oberhalb des Gefrierpunkts bringen musste. Zugleich musste die Temperatur in zwei Metern Höhe mindestens sechs Kelvin über dem für die jeweilige Jahreszeit typischen Wert liegen.
Dazu wertete das Team die NOAA-CIRES-DOE 20th Century Reanalysis für den Zeitraum von 1850 bis 2015 aus. Diese Rekonstruktion liefert dreistündliche Temperaturdaten auf einem Raster von etwa 75 Kilometern. Mit dem Analysewerkzeug TempestExtremes verfolgten die Wissenschaftler zusammenhängende Hitzeereignisse räumlich und zeitlich und berechneten anschließend mit dem in der Hydrologie verwendeten Modell SNOW-17, wie viel Schneeschmelze solche Wärmephasen ermöglichen können.
Die modellierten Schmelzraten prüfte das Team zusätzlich anhand von Messungen des US-amerikanischen SNOTEL-Netzes. Dessen Stationen erfassen unter anderem das Wasseräquivalent der Schneedecke, also jene Wassermenge, die nach vollständigem Schmelzen des Schnees übrig bliebe, wobei für diesen Vergleich Messdaten von 1980 bis 2015 zur Verfügung standen.
Der Vergleich zeigt einen deutlichen Unterschied, denn über alle Schmelztage hinweg nahm das gemessene Wasseräquivalent im Mittel um rund neun Millimeter pro Tag ab. An Tagen innerhalb einer Snow-Eater-Hitzewelle waren es dagegen etwa 18 Millimeter, sodass die Schneedecke unter diesen Bedingungen im Durchschnitt ungefähr doppelt so schnell Wasser verlor.
Seit den 1950er Jahren identifizierte die Analyse im Westen der USA typischerweise drei bis fünf solcher Hitzewellen pro Jahr und die einzelnen Ereignisse dauerten meist drei bis fünf Tage. Besonders folgenreich können sie werden, wenn vor der Wärmeperiode noch große Schneemengen in den Bergen liegen.
Dazu passt ein weiterer Befund, denn sieben von elf untersuchten extremen Frühjahrshochwassern, bei denen Schneeschmelze eine wichtige Rolle spielte, traten in einem Abstand von höchstens fünf Tagen zu einem identifizierten Snow-Eater-Ereignis auf. Diese zeitliche Nähe belegt für sich genommen allerdings nicht, dass die Hitzewelle jedes dieser Hochwasser verursacht hat.
Über den gesamten untersuchten Zeitraum veränderten sich auch die Eigenschaften der Hitzeereignisse, wobei ihre erfasste Fläche in der Reanalyse im Mittel um rund 102.000 Quadratkilometer pro Jahrhundert zunahm. Gleichzeitig stieg ihre Häufigkeit um etwa ein Ereignis pro Jahrhundert, während das erste Snow-Eater-Ereignis eines Jahres zunehmend früher auftrat und die durchschnittliche Dauer leicht abnahm.