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Vereisung der Ostsee im Wandel der Zeiten

In den vergangenen 250 Jahren war das Baltische Meer wiederholt völlig zugefroren. Wenngleich die winterliche Eisbedeckung stark variiert, lassen langjährige Beobachtungsreihen eine langsame Abnahme der maximalen Vereisung erkennen. Detaillierte Klimamodelle sagen eine dramatische Verstärkung dieses Trends vorher.

Nach acht aufeinanderfolgenden überwiegend milden Wintern waren im zurückliegenden Winter 1995/96 in Mitteleuropa wieder frostige Verhältnisse eingekehrt. Untersuchungen haben gezeigt, daß sich diese Kälteperiode weniger durch neue Temperaturrekorde als durch ihre ungewöhnliche Länge auszeichnete.

Damit verbunden war eine langandauernde Vereisung vieler Binnengewässer und von weiten Teilen der Ostsee (Bild 1). Nach Informationen des Bundesamtes für Seeschiffahrt und Hydrographie in Hamburg und Rostock wurden an der deutschen Ostseeküste durchschnittlich 83 Tage mit Meereis registriert. An den Boddengewässern in Vorpommern waren sogar bis zu 145 Tage – also fast fünf Monate – mit Eisvorkommen zu verzeichnen. Das entspricht nahezu den mittleren Verhältnissen in der Bottenwiek, dem nördlichsten und zugleich eisreichsten Teil der Ostsee.

Beobachtungsdaten

Eisreiche Winter gingen schon früh in die Chroniken der Küstenstädte ein, weil alle maritimen Aktivitäten, insbesondere die Schiffahrt, unterbrochen wurden. So kann man in den von Curt Weikinn von der damaligen Akademie der Wissenschaften verfaßten "Quelltexten zur Witterungsgeschichte Europas von der Zeitwende bis zum Jahr 1850" (Akademie-Verlag Berlin, erschienen in drei Bänden, 1958 bis 1961) mehrfach Berichte über eine vollständig vereiste Ostsee finden.

Zum Winter 1459/60 ist dort etwa zu lesen: "Es wird von Chronisten berichtet, es sei zu dieser Zeit ein so rauher und strenger Winter gewesen, daß von Dänemark nach Lübec Fußgänger über des Eis gegangen seien." Oder zur kalten Jahreszeit 1322/23: "Es war nämlich zwischen Dänemark und dem Slawenland und Jütland das ganze Baltische Meer gefroren, so daß Straßenräuber, vom Slawenland kommend, einige Gegenden Dänemarks ausplünderten, und Wirtshäuser mitten im Meer auf dem Eise für die Passanten errichtet waren."

Um die Strenge der Eiswinter einzuschätzen, sammeln die nationalen Eisdienste der Ostsee-Anliegerstaaten verschiedene Daten. Als für die gesamte Ostsee repräsentativ kann man die am Finnischen Institut für Meeresforschung in Helsinki aufgestellte Zeitreihe der maximalen jährlichen Eisbedeckung der Ostsee ansehen. Die einzelnen Werte umfassen die mit Fest- und Treibeis bedeckte Fläche der Ostsee zum Zeitpunkt ihrer maximalen Ausdehnung (Bild 2). Diese fällt wegen der Besonderheiten des Gefriervorgangs und des Eiswachstums erst auf die Monate Februar oder März. Die Werte ab 1890 gelten als zuverlässig, die älteren Daten als eine gute Schätzung der tatsächlichen Verhältnisse. Deutlich ist ein signifikanter negativer Trend erkennbar, der in Einklang mit rezenten Klimaschwankungen steht. Bis in die Mitte des letzten Jahrhunderts dauerte in Mitteleuropa die sogenannte Kleine Eiszeit an; um das Jahr 1810 gab es so gut wie keine milden Winter. Die sich anschließende Abnahme der Eisbedeckung der Ostsee dauerte dann bis in die vierziger Jahre dieses Jahrhunderts an. Danach blieben die Werte auf niedrigem Niveau relativ konstant.

Beeindruckend sind die großen jährlichen Unterschiede. Waren im Winter 1988/89 nur etwa zwölf Prozent der Ostsee von Eis bedeckt, war sie in bisher 15 Wintern auf der maximal möglichen Fläche von 420000 Quadratkilometern zugefroren. In diesem Jahrhundert kam es nur in den drei Wintern 1939/40, 1941/42 und 1946/47 zur Totalvereisung. Wie Erkundungsflüge zeigten, gab es dabei stets Treibeis, also auch Stellen mit offenem Wasser. Ob die Ostsee überhaupt einmal vollständig unter einer Festeisdecke lag, ist nicht mit Sicherheit bekannt.

Die überwiegend eisarmen Winter in den letzten Jahren sind übrigens weniger dem vielzitierten anthropogenen (also vom Menschen verursachten zusätzlichen) Treibhauseffekt, als vielmehr der intensivierten winterlichen Zonalzirkulation über dem Nordatlantik zuzuschreiben. Eine ihrer Folgen waren die – mittlerweile schon fast wieder in Vergessenheit geratenen – Winterorkane, die Anfang der neunziger Jahre gehäuft auftraten (siehe "Häufung winterlicher Sturmtiefs – Zufall oder Zeichen eines beginnenden Klima-Umschwungs?" von Holger Schinke, Spektrum der Wissenschaft, Juli 1994, Seite 32, sowie Dossier 5, Klima und Energie, Seite 82).

Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe ergaben, daß der Zusammenhang zwischen der Vereisung der deutschen Ostseeküste und der gesamten Ostsee nur mäßig ist (Korrelationskoeffizient r = 0,71). Nach der vom Bundesamt für Seeschiffahrt in Hamburg und Rostock seit 1879 aufgestellten Datenreihe, die für die deutsche Ostseeküste die Anzahl der Tage mit Eis, die jeweilige prozentuale Bedeckung und die Dicke des Eises enthält, steht beispielsweise der vergangene Winter in diesem Jahrhundert an siebter Stelle. In der gesamten Ostsee hingegen war er mit 62 Prozent Eisbedeckung nur wenig eisreicher als ein mittelstrenger Winter (52 Prozent), was nur Platz 23 entspricht.


Prognose

Um herauszufinden, wie sich die Eisverhältnisse in der Ostsee künftig entwickeln könnten, wandten wir die sogenannte downscaling-Methode, mit der man eine lokale oder regionale Größe statistisch an das großräumige Luftdruck- beziehungsweise Lufttemperaturfeld ankoppelt, auf die Ergebnisse des aktuellen, am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg betriebenen globalen Zirkulationsmodells an, das ein Atmosphären- mit einem Ozeanmodell verbindet.

Das Resultat ist ein Beispiel dafür, welche bedeutenden Folgen mit einem Klimawandel verbunden sein können: Für das 21. Jahrhundert wird ein drastisch anmutender Rückgang des Ostsee-Eises prognostiziert (Bild 2).

Bei der Bewertung der Darstellung muß man freilich beachten, daß sie auf einer bedingten Klimavorhersage beruht. So ist im Modell angenommen, daß durch menschliche Aktivitäten auch weiterhin große Mengen treibhauswirksamer Spurengase in die Atmosphäre gelangen (sogenanntes Szenario IS92a) und daß sich alle anderen Randbedingungen wie etwa die Sonneneinstrahlung nicht ändern. Des weiteren ist zu berücksichtigen, daß selbst die am besten entwickelten Klimamodelle, die auch die Ozeane einschließen, noch unvollkommen sind, was mit der noch nicht genügenden Kenntnis des Klimasystems zusammenhängt. Erst in jüngster Zeit hat man erkannt, daß die Strahlungswirkung von ebenfalls zunehmend emittierten Schwefelverbindungen in der Atmosphäre (Schwefeldioxid und dessen Folgeprodukte) dem zusätzlichen Treibhauseffekt entgegenwirkt (vergleiche "Sulfat-Aerosole und Klimawandel" von Robert J. Charlson und Tom M. L. Wigley, Spektrum der Wissenschaft, April 1994, Seite 46, sowie Dossier 5, Klima und Energie, Seite 74). Diese Aerosole sind in den Berechnungen bisher als konstant angenommen worden. Die Darstellung in Bild 2 für das Ostsee-Eis im 21. Jahrhundert ist daher als eine Möglichkeit der tatsächlich eintretenden Verhältnisse zu werten.

Es ist auch darauf hinzuweisen, daß es unzulässig wäre, die vorhergesagte Eisfläche einem individuellen Jahr zuzuordnen. Aussagen können nur über den zu erwartenden Grad der Variabilität und über die Häufigkeitsverteilung der verschiedenen Eiswinter getroffen werden.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 1997, Seite 106
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
1 / 1997

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 1 / 1997

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