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Klimawandel: Brackwasser

Weniger Eis und Schnee, mehr Regen und Tauwetter: So oder ähnlich lautet mittlerweile die Wettervorhersage für Sibirien, Alaska und Grönland, schließlich wird die Arktis wärmer. Am Schluss landet das Nass auch schneller im Ozean und verdünnt dessen Salzlösung. Und vielleicht macht es das Meer sogar wieder etwas kühler.
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Erinnert sich noch jemand an Wolfgang Emmerichs Katastrophenszenario in "The day after tomorrow", als der Golfstrom versiegt und Europa wie Nordamerika zu Eispalästen erstarren? Auch wenn dieser Plot hemmungslos übertrieben war, ein Fünkchen Wahrheit beinhaltete er doch: Klimatologen befürchten durch die Erderwärmung tatsächlich ein Erlahmen der Umwälzpumpe "Golfstrom", die noch jenseits des Polarkreises für eisfreie Häfen sorgt. Denn der Energielieferant aus den Tropen ist Teil der großräumigen so genannten thermohalinen Zirkulation, die Warmwasser nach Nordosten fördert. Nach ihrer Abkühlung stürzt diese salzreiche Strömung bei Grönland als riesiger Wasserfall in die Tiefsee und zieht an der Oberfläche neues Material aus niedrigen Breiten nach.

Das System beginnt aber zu stottern oder erliegt womöglich völlig, wenn die Salzmenge des Nordatlantiks so weit durch Süßwasser verdünnt wird, dass die für das Absinken nötige Konzentration des Stroms nicht mehr erreicht wird. In der Vergangenheit geschah dies mehrfach während der Heinrich-Events, als am Ende der Eiszeiten exorbitante Schmelzwasserseen aus Nordamerika in den Atlantik flossen und damit indirekt die Wiedererwärmung Nordeuropas oder Kanadas verzögerten – der wärmende Golfstrom wendete damals weiter südlich als heute.

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Schwindsucht: Meereis am Nordpol | Im Vergleich zu 1979 ging die durchschnittlich von Eis bedeckte Ozeanfläche rund um den Nordpol bis 2003 um mindestens zehn Prozent zurück.
Eher schleichend vollzieht sich momentan die Versüßung von Nordatlantik und dem angrenzenden Nordpolarmeer, deren Ausmaß Bruce Peterson vom Marine Biological Laboratory in Woods Hole und seine Kollegen jetzt begutachteten. Salzloses oder zumindest -armes Wasser stammt in der Arktis aus unterschiedlich gehaltvollen Quellen, wie die Forscher feststellen mussten. Die abtauenden Gletscher Grönlands und Spitzbergens beispielsweise lieferten zwischen 1965 und 1995 mit rund 2000 Kubikkilometern Süßwasser einen vergleichsweise mickrigen Beitrag zum entsprechenden Gesamtvolumen rund um den Nordpol – jedoch seit Mitte der 1990er Jahre mit zunehmendem Einfluss.

Deutlich mehr steuerte das sich rapide zurückziehende Meereis der Region bei, das seit 1978 im Schnitt ein Zehntel – im Sommer auch bis zu einem Fünftel – seiner damaligen Fläche verloren hat. Zusätzlich dünnte die Eisdecke zwischen 15 und 40 Prozent aus, was dem Meer insgesamt weitere 15 000 Kubikkilometer Süßwasser zuführte. Die größte Zufuhr leisteten schließlich gesteigerte Niederschläge über Land und Meer der nördlichen Breiten – eine verglichen mit schmelzenden Gletschern und schwindendem Packeis nicht auf den ersten Blick erkennbare Folge steigender Temperaturen.

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Grönland-Gletscher | Noch tragen die schmelzenden Gletschers von Grönland nur 2000 Kubikkilometer Wasser zur Aussüßung des Nordpolaermeers bei – allerdings mit steigender Tendenz.
Veränderte Luftdruckverhältnisse über dem Ozean ließen demnach in den drei ausgewerteten Dekaden feuchte Luftströmungen weiter nach Norden vordringen als zuvor üblich, sodass sich die Wolken ihrer regen- oder schneeschweren Last nun häufiger in Sibirien, Nordkanada oder Nordskandinavien entledigten. Zudem erwärmten sich die arktischen und subarktischen Gefilde deutlich stärker als der Rest des Planeten; die wärmere Luft nimmt wiederum mehr Feuchtigkeit auf, was die Niederschlagsmengen ebenfalls steigert. Entweder direkt oder über Flüsse wie Lena, Ob und Jenissej oder Yukon endet der Regen letztlich im Meer: insgesamt 20 000 Kubikmeter.

Das meiste Süßwasser sammelt sich dann vorläufig im Becken des Nordpolarmeers. Erst wenn die so genannte Nordatlantik-Oszillation (NOA) – die Luftdruckdifferenz zwischen Islandtief und Azorenhoch – besonders ausgeprägt ist und damit eine extra steife Brise aus Westen weht, schwappt es in den Nordatlantik. Deutlich ausgeprägt war dieser Austausch etwa in den 1970er Jahren, gegenwärtig hat die NOA dagegen wieder eine etwas schwächere Phase, was den Wasseraustausch in den Atlantik vermindert. Die Forscher prognostizieren aus ihren Daten jedoch eine baldige Revitalisierung und damit einen neuerlichen großen Süßwasserschub nach Süden.

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Thermohaline Zirkulation | Der Golfstrom ist Teil der thermohalinen Zirkulation, die warmes Wasser von den Tropen nach Norden transportiert. Dort sinkt das salzhaltige Wasser in die Tiefe und strömt am Meeresgrund als kaltes Wasser fast um den gesamten Globus. Dieses einfache Bild eines globalen Förderbands wird allerdings zunehmend in Frage gestellt.
Vielleicht trägt das zuströmende und relativ kühle Tau- und Regenwasser auch dazu bei, dass sich der Nordatlantik 2003 und 2005 trotz der weltweit sehr hohen Lufttemperaturen nicht weiter erhitzte, sondern abkühlte. So erwärmten sich die Meere zwischen 1955 und mindestens 1998 im globalen Mittel um etwa 0,04 Grad Celsius – gemessen bis in eine Tiefe von 3000 Metern: In den oberflächennahen Schichten fiel die Erhöhung mit immerhin 0,5 bis 1 Grad Celsius schon deutlich stärker aus. Dagegen gaben die obersten 750 Meter der Ozeane in den Jahren 2003 und 2005 weltweit etwa ein Fünftel der in den Jahrzehnten zuvor gewonnenen Wärmeenergie wieder an die Atmosphäre ab, so die Messungen von Forschern um John Lyman von der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) [2].

Warum die Entwicklung der Meereskörper in diesen beiden Jahren den weiter zunehmenden Lufttemperaturen zuwider lief, können sich die Forscher jedoch noch nicht vollständig erklären. Sie gewinnen ihre Daten zum Teil von rund 2500 auf der See schwimmenden Tauchbojen und Treibbojen, die bis in große Tiefen sinken können, um dort den Salzgehalt und die Temperaturen aufzuzeichnen. Diese sind allerdings unregelmäßig über die sieben Weltmeere verteilt, sodass eine simple Verlagerung von Warmwasserkörpern in weniger stark bestückte Regionen die Ergebnisse verzerren könnte.

Womöglich spielen auch ein klein wenig veränderte Meeresströmungen, der verstärkte Aufstieg kalten Tiefenwassers – wie zum Beispiel westlich von Peru oder Namibia – oder der erwähnte kühle Süßwasserzuwachs aus Flüssen und Treibeis eine Rolle. Am wahrscheinlichsten halten die Forscher jedoch eine temporäre Abkühlung als Nebeneffekt der Erwärmung. Klingt paradox, ist es aber nicht: Steigende Temperaturen treiben die Verdunstung an, was einen Netto-Energieverlust für den Ozean bedeutet und zudem die Wolkenbildung begünstigt, die ausgehend von Auswertungen des International Satellite Cloud Climatology Projects seit 1999 um ein bis zwei Prozent zugenommen hat. Mehr Wolken blockieren allerdings die Sonneneinstrahlung und können somit die direkte Aufheizung verzögern oder zeitweilig blockieren, was das Thermostat im Wasser herunter regelt.

Für Klimawandelskeptiker taugt dieses Argument noch aus einem anderen Grund nicht, denn die Abkühlung hätte eigentlich zu einem Rückgang des Meeresspiegels um gemittelte zwei Millimeter führen müssen: So wie sich erhitzendes Wasser ausdehnt, müsste sich abkühlendes wieder zusammenziehen. Das Gegenteil war jedoch der Fall, Satelliten maßen in all den Jahren zwischen 1993 und 2005 einen kontinuierlichen Anstieg der Pegel – auch 2003 und 2005 machten davon keine Ausnahme. Die schmelzenden Gletscher in der Antarktis und vor allem Grönlands pumpen also womöglich mehr Süßwasser als bekannt in die Meere und schließen damit vorerst den Kreis.
29.08.2006

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 29.08.2006

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