Toename hittegolven in Europa gelinkt aan veranderende straalstroom

In Europa is het aantal hittegolven drie tot vier keer sneller toegenomen dan in andere gebieden op het noordelijk halfrond, zoals de VS of Canada. Een internationaal onderzoeksteam - onder leiding van KNMI'er Dim Coumou, hoogleraar Klimaatextremen en maatschappelijke risico’s aan de Vrije Universiteit Amsterdam - heeft voor het eerst aangetoond dat deze snelle toename samenhangt met veranderingen in de luchtcirculatie.

“Extreme hitte komt in Europa de laatste jaren vaker voor en is intenser. Denk aan de hete en droge zomers van 2018, 2019 en 2020 in Europa. De verwachting is dat dit alleen maar erger wordt”, zegt Efi Rousi van het Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK) en hoofdauteur van het onderzoeksartikel. "Ons onderzoek laat zien dat deze hitte-extremen in Europa samenhangen met een dubbele straalstroom boven het Euraziatische gebied en dat zulke periodes langer worden.” De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Nature Communications.

Langere periodes van dubbele straalstroom

De langere periodes met een dubbele straalstroom verklaren de stijgende trend van hittegolven in West-Europa bijna volledig

De straalstromen boven Eurazië - grote luchtstromen op 5 tot 10 kilometer hoogte - zijn aan het veranderen. Periodes waarin de straalstroom zich in tweeën splitst en zo een dubbele straalstroom vormt, worden langer. Deze langere periodes met een dubbele straalstroom verklaren de stijgende trend van hittegolven in West-Europa bijna volledig. En ze verklaren ongeveer 30 procent van de stijgende trend over heel Europa. 

Klimaatdata van de twee warmste maanden   

Voor de analyse definieerden de wetenschappers een hittegolf als ten minste zes opeenvolgende dagen waarop de maximale temperatuur de grens van de 10 procent warmste dagen voor die locatie overschrijdt. Ze analyseerden dagelijkse klimaatdata voor de twee warmste maanden in Europa, juli en augustus, over een periode van 42 jaar. Sindsdien is er satellietdata beschikbaar.      

Dynamiek in atmosfeer speelt belangrijke rol

“We hebben ontdekt dat er drie toestanden van de straalstroom zijn, waarvan de dubbele straalstroom er één is. De dubbele straalstroom bestaat uit twee straalstroomvertakkingen, één boven Zuid- en één boven Noord-Eurazië,” legt coauteur Kai Kornhuber, wetenschapper aan Columbia University in New York uit. Het aantal keren per jaar dat een dubbele straalstroom voorkomt is niet echt veranderd, maar ze duren nu wel een stuk langer. Deze toename zorgt er voor, samen met de algehele temperatuurstijging door klimaatverandering, dat er intensere hittegolven ontstaan. "Onze nieuwe resultaten benadrukken hoe belangrijk het is om de dynamische processen in de atmosfeer goed te begrijpen, zodat we ons kunnen voorbereiden op toekomstige risico's op extreme hitte en hotspots zoals West-Europa kunnen identificeren”, aldus Kornhuber.

Vooral relevant voor West-Europa

Ons onderzoek toont aan dat dubbele straalstromen nu langer duren en dat dit ongeveer 30 procent van de hittegolftrends in heel Europa verklaart

De toenemende aanhoudendheid van dubbele straalstromen is vooral relevant voor West-Europa. "Ons onderzoek toont aan dat dubbele straalstromen nu langer duren en dat dit ongeveer 30 procent van de hittegolftrends in heel Europa verklaart. Als we echter alleen naar het westelijke deel van Europa kijken, verklaart het bijna 100 procent,” zegt Efi Rousi. "In deze regio komen de weersystemen meestal vanaf de Atlantische Oceaan en hebben daarom een verkoelend effect. Maar tijdens een dubbele straalstroom verandert de koers van de weersystemen richting het noorden, waardoor langdurige hittegolven kunnen ontstaan boven West-Europa." Dit in tegenstelling tot andere Europese regio’s zoals het Middellandse Zeegebied en Oost-Europa, waar uitdroging van de grond waarschijnlijk belangrijker is voor het ontstaan van langdurige hittegolven.

Waarom worden dubbele straalstroom periodes langer?

“Dubbele straalstromen kunnen getriggerd worden door veel processen, waaronder de chaotische variabiliteit in de atmosfeer”, legt Dim Coumou uit. "Interessanter is de vraag hoe het komt dat dubbele straalstromen nu langer aanhouden. Een mogelijke verklaring is de versnelde opwarming in het hoge noorden, in het bijzonder boven landregio's zoals Siberië, Noord-Canada en Alaska. In de zomer warmen die regio's veel sneller op dan de Noordelijke IJszee, aangezien boven zee het overschot aan energie gebruikt wordt om ijs te smelten.

Dit is belangrijk om lange termijn verwachtingen van extreme hitte te verbeteren

Het land dat grenst aan de Noordelijke IJszee warmt snel op in de zomer, wat samenhangt met het snel minder worden van het sneeuwdek in het late voorjaar. Dit toenemende temperatuurverschil tussen het land en de zee is gunstig voor de persistentie van dubbele straalstromen”, zegt Coumou. “Klimaatmodellen zijn geneigd de toename van extreme hitte te onderschatten, ook in een regio als Nederland. Het is daarom belangrijk om te kijken in hoeverre de gevonden dynamische patronen door modellen worden weergegeven om zo lange termijn verwachtingen van extreme hitte te verbeteren.”