Project

Discipline

extreme weather events; wave dynamics; climate change; midlatitude weather; resonance; teleconnections; heatwaves

Lead
Mit dem Klimawandel erwärmt sich nicht nur das mittlere Klima, sondern auch extreme Wetterereignisse werden häufiger. Besonders Hitzewellen sind in den letzten Jahren häufiger aufgetreten und sind von längerer Dauer als früher.
Lay summary
Der Aufwärtstrend im Auftreten von Extremereignissen soll sich mit dem Klimawandel noch verschlimmern. Solche Extreme geschehen meist im Zusammenhang mit langlebigen Wetterlagen. Während sich allerdings kein klarer Trend in der Langlebigkeit von Wetterlagen erkennen lässt, werden Hitzewellen gleichzeitig häufiger. Diese Unstimmigkeit soll hier aufgeklärt werden. Häufig werden langlebige Wetterlagen mit sogenannten Resonanzereignissen in der Atmosphäre in Verbindung gebracht, welche für die Langlebigkeit solcher Ereignisse verantwortlich sein sollen. Diese sind jedoch noch nicht verstanden. In dieser Forschung wird eine Hierarchie von neuen Methoden angewendet, um solche Ereignisse zu erforschen und um langfristig die Möglichkeiten der Vorhersage solcher Extreme und deren Auswirkungen auf die Gesellschaft besser verstehen zu können.

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Last update: 30.09.2021

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Extreme temperature events, especially heatwaves, have increased in frequency, duration, and amplitude over the past decades, with devastating impacts on human health and ecosystems. This trend is projected to continue with climate change. Extremes tend to be forced by anomalously persistent states of the atmosphere, but it remains unclear what causes these persistent patterns, and how they will change under global warming. In fact, atmospheric dynamics has been suggested to become less favorable for heatwaves in terms of a downward trend in atmospheric blocking, but on the other hand, resonant states of the atmosphere, which can lead to persistent atmospheric patterns, have been suggested to increase with climate change. Resonance is commonly investigated by applying theoretical predictions to observational data, which helps to identify events, but leaves many open questions with respect to the dynamics of these events. We here propose a novel approach by employing a hierarchy of tools of increasing complexity to investigate resonant and remotely forced extreme events. Processes that contribute to persistence or predictability of resonant extremes can be isolated in the hierarchy, yielding insights for a fundamental understanding of the atmospheric dynamics related to extremes. This research builds on the expertise of the PI and her research group in hierarchical modeling from simple wave propagation tools to complex coupled general circulation models. The results of the proposed research will benefit a wide range of communities in modeling, prediction, theory, and impacts research.