Simulationen offenbaren Ursache für jährliche Größenschwankungen der Eisfläche Rätsel um arktisches Meereis gelöst - scinexx | Das Wissensmagazin
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Simulationen offenbaren Ursache für jährliche Größenschwankungen der Eisfläche

Rätsel um arktisches Meereis gelöst

Arktis
Die Ausdehnung des arktischen Meereises geht durch den Klimawandel immer weiter zurück - zusätzlich unterliegt sie jedoch starken jährlichen Schwankungen. © D. Olonscheck

Auffällige Schwankungen: Forscher haben herausgefunden, warum die Fläche des arktischen Meereises von Jahr zu Jahr stark schwankt. Anders als bisher vermutet, spielen komplexe Prozesse innerhalb der Arktis demnach kaum eine Rolle für dieses Phänomen. Entscheidend ist allein, wie viel Wärme über die Atmosphäre zum Nordpol transportiert wird – und diese Wärmemenge schwankt mitunter offenbar erheblich, wie das Team im Fachmagazin „Nature Geoscience“ erklärt.

Der Klimawandel heizt die Arktis schneller auf als fast jede andere Region der Erde. Mit sichtbaren Folgen: Die Ausdehnung der arktischen Meereisdecke schrumpft seit Jahren rapide und erreicht immer neue Rekordminima. Schon jetzt sind einst komplett vereiste Gebiete wie die Nordost- und Nordwestpassage im Sommer eisfrei und schiffbar.

„Wir wissen, dass das arktische Meereis immer weiter zurückgeht, weil wir Menschen mit unseren Treibhausgasemissionen die Erde erwärmen“, konstatiert Dirk Olonscheck vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg. Ein Phänomen ist in diesem Zusammenhang jedoch rätselhaft: Unabhängig von dem langfristigen und kontinuierlichen Rückgang schwankt die Fläche dieser wichtigen Eiskappe von Jahr zu Jahr erheblich. Woran liegt das?

Welcher Faktor ist entscheidend?

Bisherigen Studien zufolge kommen für die Schwankungen eine Reihe unterschiedlicher Faktoren in Frage. Zum einen könnten demnach komplexe Mechanismen innerhalb der Arktis für die beobachteten Effekte verantwortlich sein – dabei werden zum Beispiel Veränderungen der Albedo, Wolken oder Oberflächenwinde als mögliche Einflussgrößen diskutiert. Zum anderen könnten aber auch Faktoren wie der atmosphärische Wärmetransport zu den Polen eine Rolle spielen.

„Welchen Beitrag die einzelnen Faktoren für die Schwankungen des Meereises leisten, ist bisher noch nicht quantifiziert worden“, erklären Olonscheck und seine Kollegen. Genau dies haben die Wissenschaftler nun nachgeholt: Für ihre Untersuchung nutzten sie Erdsystemmodelle, mit denen sich komplexe Prozesse in Atmosphäre, Ozean und auf dem Land simulieren lassen. Dabei berechneten sie den Effekt jedes potenziellen Einflussfaktors einzeln.

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Hauptursache Wärmetransport

Auf diese Weise konnte das Team schließlich den wesentlichen Treiber hinter der rätselhaften Variabilität der Eisfläche identifizieren: „Die Hauptursache ist allein die Schwankung der Wärmemenge, die über die Atmosphäre in die Arktis transportiert wird und dort direkt zur Eisschmelze führt“, berichtet Olonscheck.

Rückkopplungseffekte im Zusammenhang mit der Albedo und andere Einflussgrößen scheinen dagegen nur eine geringe Bedeutung für die jährlichen Flächenschwankungen zu haben. „Die anderen Faktoren erklären zusammen nur 25 Prozent der Meereis-Variabilität“, so das Ergebnis der Forscher. Dies bedeute, dass die in den letzten Jahren immer wieder beobachteten Rekordminima der Eisausdehnung die direkte Antwort auf eine ungewöhnlich warme Atmosphäre waren.

Prognose bleibt schwierig

Diese Erkenntnis offenbart einerseits, dass die Schwankungen der Meereisfläche leichter zu erklären sind als bisher gedacht – denn komplizierte atmosphärische und ozeanische Prozesse innerhalb der Arktis spielen für dieses Phänomen kaum eine Rolle. Gleichzeitig zeichnet sich damit aber ab: Auch in Zukunft wird sich die Größe der arktischen Meereisfläche von einem Jahr zum nächsten wohl kaum verlässlich prognostizieren lassen.

„Dazu müsste es uns gelingen, den Wärmetransport der Atmosphäre in die Arktis vorherzusagen. Dieser hängt jedoch vom höchst chaotischen Wettergeschehen ab“, schließt Olonscheck. (Nature Geoscience, 2019, doi: 10.1038/s41561-019-0363-1)

Quelle: Max-Planck-Institut für Meteorologie

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