Blocking-Eigenschaften in Europa im Klimawandel

Blockierungslagen können zu extremen Wettersituationen führen, wie zum Beispiel zu Hitzewellen oder zu Starkregenereignissen. Grundsätzlich können zwei Typen von Blockierungen unterschieden werden: High-over-Low und Omega. Die Punktwirbeltheorie und die kinematische Vorticity-Zahl erlauben eine neuartige automatisierte Differenzierung dieser beiden Typen. Basierend auf der NCEP-2 Reanalyse untersuchen wir Auftrittswahrscheinlichkeiten für und Übergangswahrscheinlichkeiten zwischen diesen zwei Blockierungstypen und nicht-blockierten Zuständen für den Zeitraum 1990 bis 2019 im Europäischen Raum. Logistische Regression und Markov-Modelle mit zwei und drei Zuständen beschreiben die Änderungen der Auftritts- und Übergangswahrscheinlichkeiten.

Während jährliche Auftrittswahrscheinlichkeiten für Blockierungen (ohne Unterscheidung zwischen Omega und High-over-Low) nur einen schwachen Trend zeigen, sehen wir vereinzelt stärke Trends für saisonale und monatliche Auftrittswahrscheinlichkeiten; insbesondere ist für Februar und März ein Anstieg und für Dezember ein Abfall über die Untersuchungsperiode zu erkennen. Die Möglichkeit der Aufspaltung in die oben genannten zwei Blockierungstypen  zeigt, dass die Omega-Blockierungen einen dominanten Beitrag zu den Änderungen im Februar und Dezember zeigen.

Aus der Beschreibung der Übergangswahrscheinlichkeiten mit einem Markov-Modell mit drei Zuständen (High-over-Low, Omega, nicht blockiert) zeichnet sich eine größer werdende Auftrittswahrscheinlichkeit und Stabilität für Omega-Blockierungen im Vergleich zu High-over-Low ab. Außerdem lassen sich für die Studienperiode Änderungen in den Übergangswahrscheinlichkeiten im Sommer erkennen, wobei insbesondere die Übergänge hin zu den Omega-Blockierungen wahrscheinlicher werden und nicht-blockierte Situationen weniger lange anhalten.