Extremwetterereignisse (Hitze, Dürre, Starkregen, Hagelschlag, Fallböe) werden als Folge der globalen Erhöhung der Durchschnittstemperatur von 1 °C angesehen. Dies kann durchaus große Auswirkungen auf Faktoren haben, die das Wetter beeinflussen.
• Hohe Temperaturen führen zu einer erhöhten Wasserverdunstung aus Böden, Pflanzen oder Wasserflächen. Das kann die Häufigkeit und Intensität von Dürren beeinflussen.
• Erwärmt sich die Atmosphäre, kann sie potenziell mehr Wasserdampf speichern. Heutzutage enthält unsere Atmosphäre schätzungsweise 4 % mehr Wasserdampf als noch vor 40 Jahren. Die Folge sind extreme Niederschläge (Starkregen), die sich merklich erhöhen.
• Auch die sogenannten Oberflächentemperaturen der Ozeane stehen in Verbindung mit Extremwettern. So haben Veränderungen dieser Temperaturen Unregelmäßigkeiten in der atmosphärischen Zirkulation von Niederschlägen verursacht, wodurch es in bestimmten Teilen der Welt vermehrt zu Dürren kommen kann.
• Besondere Extremereignisse sind Fallböen (Downbursts). Dabei kommen starker Regem, Gewitter und starker Sturm zusammen.
Es gibt wissenschaftliche Erkenntnisse, dass sich einige Wetterbedingungen bereits verschoben haben. So sind z. B. kalte Nächte weltweit zurückgegangen, während warme Nächte zugenommen haben. Dürren, die Intensität von Stürmen sowie Hitzewellen haben zugenommen und werden dies voraussichtlich auch weiterhin tun. Forscher*innen erwarten, dass die meisten Kategorien von extremen Wetterereignissen durch die globale Erwärmung weiterhin zunehmen werden. Ausnahme sind Kältewellen. In Mitteleuropa sind neue Hitzerekorde im Sommer seit geraumer Zeit zur Normalität geworden.
Es ist aber wichtig zu betonen, dass der Klimawandel nie die einzige Ursache eines Extremereignisses ist. In unseren chaotischen Wettersystem haben alle Wetterereignisse immer mehrere Ursachen. Attributionsstudien (Zuordnungsforschung) identifizieren stattdessen, ob der Klimawandel eine dieser Ursachen ist, und wenn ja, wie sehr Häufigkeit und Intensität eines Extremwetters durch den menschengemachten Klimawandel verändert worden sind.
Dazu lassen Forschende ihre Klimamodelle mögliches Wetter in zwei Szenarien berechnen. Einerseits für eine (hypothetische) Atmosphäre, die nicht vom Menschen verändert wurde, und andererseits für eine (die tatsächliche) mit erhöhtem Treibhausgasgehalt.