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Von Rekord zu Rekord

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 29.10.2012 15:40

Die Nordpolregion hat einen neuen Rekordsommer erlebt. Im September erreichte die Fläche des arktischen Meereises ein neues Rekordminimum seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen: 3,42 Millionen Quadratkilometer Eisfläche waren es am 16. September, zusammengedrängt auf den Teil nördlich von Kanada und Grönland, während der Rest des Meeres praktisch frei war. Die bisherige Rekordmarke vom Sommer 2007 war bereits Ende August unterschritten worden.

Rekordminimum des arktischen Meereises. Die gelbe Linie ist die durchschnittliche Ausdehnung des sommerlichen Meereises seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen 1979. (Bild: NSIDC)"Seit 1979 haben wir die Satellitendaten und wir sehen einen linearen Abnahmetrend", erklärt Klaus Dethloff, Sektionsleiter Atmosphärische Zirkulation am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Potsdam. Die diesjährige Fläche betrug 49 Prozent der 1979 gemessenen. Noch dramatischer ist es, wenn man das Eisvolumen schätzt, denn flächendeckend messen wie die Ausdehnung kann man es nicht. Nach einem an der Universität von Washington in Seattle betriebenem Modell hat das Meereisvolumen seit 1979 um sage und schreibe 76 Prozent abgenommen.

Wenn es so weiter geht, wird der arktische Ozean im Sommer schneller eisfrei als bislang gedacht. "Eisfrei" bedeutet, dass weniger als eine Million Quadratkilometer Wasserfläche von Eis bedeckt ist. "2030 oder 2040 ist ziemlich realistisch", schätzt etwa Julienne Stroeve vom US-amerikanischen Nationalen Datenzentrum für Schnee und Eis in Boulder, Colorado, das die regelmäßigen Eisflächenmeldungen herausgibt. Die Klimamodelle sind mit dieser Dynamik heillos überfordert. Selbst die modernsten prognostizieren eine eisfreie Arktis erst gegen Ende des Jahrhunderts. "Die Polaren Breiten haben auf der einen Seite die größten Fehler in den globalen Klimamodellen", erläutert Klimamodellierer Dethloff, "auf der anderen Seite ist aber auch die Datenlage extrem schlecht, denn es gibt so viele Prozesse, die wir extrem schlecht vermessen können. Die Modelle können natürlich nur dann besser werden, wenn man Daten zur Validierung der Modelle hat."

Arktis-Schnitt (Grafik: H. Bauch)

Schnitt durch die heutige Arktis: Aus dem Atlantik fließt relativ warmes (1 bis 2°C) und salzhaltiges Wasser in den Arktischen Ozean. Eine Schicht aus salzarmem aber sehr kaltem (bis zu -1.8°C) Wasser liegt darüber und isoliert so das Meereis an der Oberfläche vom Schmelzen von unten. Während der jüngsten Eiszeit war diese Süßwasserschicht geringmächtiger, sodass sich der Temperaturgradient zwischen Oberfläche und Atlantikwasser verschob und die Wassertemperatur in den tieferen Schichten auf das Doppelte des heutigen Wertes anstieg (Grafik: H. Bauch).

Daten sammeln aber ist in den entlegenen Polarregionen deutlich teurer als anderswo - und es braucht Zeit. "Schön wäre es, wenn wir 210 Jahre hätten", seufzt Dethloff, "dann würden wir das System besser verstehen." Tatsächlich aber reicht die Datenreihe aus Satellitenmessungen 23 Jahre zurück, amerikanische Daten aus dem Polarkreis in Alaska beginnen immerhin schon 1948. Und so sind sich die Polarforscher gar nicht sicher, ob der mehrjährige Trend seit 1979 auch wirklich von Dauer ist. "Wenn wir ein regionales Klimamodell der Arktis mit dem amerikanischen Datensatz antreiben, dann zeigt das simulierte Eisvolumen eine ungefähr 65-jährige Schwingung", sagt der Awi-Forscher. Solche über Jahrzehnte laufenden Klimaschwankungen machen den Modellen die Prognose nicht leichter, die Satellitenvermessung des arktischen Meereises hat auf dem abnehmenden Teil der Kurve eingesetzt. "Jetzt müssen wir abwarten", meint Dethloff, "wir sind im Minimum der Eis-Bedeckung, erholt sich das Eis wieder oder erholt es sich nicht." Es ist durchaus vorstellbar, dass sich die sommerliche Eisfläche wieder fängt und trotz steigender Temperaturen am Pol für ein paar Jahre oder sogar Jahrzehnte wieder wächst.

Eisbrecher der Arctic Coring Expedition 2004 im Packeis des Arktischen Ozeans. (Bild: IODP)Hinzu kommen noch kurzfristige Wetterkapriolen, die in diesem Jahr in die gleiche Richtung arbeiteten wie die langfristigen Klimatrends. "Wir haben vom 4. bis 8. oder 9. August einen extrem großen Orkan gehabt, der vor der sibirischen Küste entstanden und über den arktischen Ozean in Richtung Beaufort-See gezogen ist", sagt Dethloff, "und der hat das Eis dort zertrümmert." Auch Grönland war ungewöhnlichem Wetter ausgesetzt, was sich prompt bemerkbar machte. Die US-Weltraumagentur Nasa meldete schon für den 12. Juli, dass die Oberfläche des grönländischen Eisschildes zu 97 Prozent angetaut gewesen sei. Das flächendeckende Tauwetter auf dem grönländischen Festlandeis hatten gleich drei Satelliten gemessen. "Schweizer Kollegen, die auch automatische Wetterstationen auf Grönland betreiben, haben die Daten bestätigt", erklärt Klaus Grosfeld, Geophysiker am Awi-Fachbereich Klimawissenschaften, "das ist schon eine kleine Sensation." In der Vergangenheit taute die Oberfläche des Grönlandeises bis maximal 40 Prozent an, betroffen waren vor allem die Ränder. Doch in diesem Sommer strömte offenbar mehrfach Warmluft aus südlicheren Gefilden bis hoch hinauf auf den grönländischen Eisschild und sorgte dort für Lufttemperaturen um den Gefrierpunkt. "Noch können wir nicht sagen, dass das ein Klimaeffekt ist, aber es ist sicherlich eine besondere Wettersituation", sagt Grosfeld, "trotzdem wird es natürlich interessant sein, ob sich so etwas künftig häufiger einstellt."

Aufnahme von Grönland im März 1988.Dann wäre das oberflächliche Tauen des grönländischen Schildes ein Zeichen, dass der Klimatrend, der sich schon an anderen Stellen der Arktis zeigt, auch die Nr. 2 unter den Eispanzern der Erde nicht mehr unbeteiligt lässt. "Global beträgt die Erwärmung 0,7 Grad", berichtet Grosfeld, "in den nordpolaren Bereichen liegt sie jedoch bei über einem Grad." Noch zögern die Klimaforscher vom Awi mit eindeutigen Schuldzuweisungen, denn neben dem Menschen sorgt ja auch die Natur für Schwankungen. Trotzdem gibt es erste Anzeichen, dass auf Grönlands Eisschild etwas ins Fließen geraten ist. "Wir haben deutlich mehr Schmelze und auch eine Zunahme der Fließgeschwindigkeit an den Ausflussgletschern", erklärt Ingo Sasgen, Modellierer am Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam, "da hat sich etwas fundamental geändert und führt zu einem Masseverlust von jährlich 240 Gigatonnen."

Überraschende Temperatursteigerungen hat die Antarktis in den vergangenen 50 Jahren verzeichnet. (Grafik: NASA/GSFC)Die große Frage ist, ob sich auch am anderen Ende der Erde etwas zeigt. In der Antarktis sind 90 Prozent der weltweiten Süßwasservorräte als Eis gebunden. Gelangten sie komplett ins Meer, stiege der Wasserspiegel um rund 55 Meter. 30 Millionen Kubikkilometer Eis schmelzen nicht über Nacht komplett ab, dafür braucht es Jahrhunderte, gar Jahrtausende. Doch schon der Beginn kann sich drastisch bemerkbar machen. "Eine Mobilisierung des ostantarktischen Schildes könnte einen zusätzlichen Beitrag zum Meeresspiegelanstieg von bis zu 4,4 Millimeter pro Jahr bedeuten, das ist dramatisch", erklärt Klaus Grosfeld. Seit 1993 steigt der Meeresspiegel jährlich um durchschnittlich 3,2 Millimeter: Der Anstieg würde also allein durch den Beginn der Schmelze in der Ostantarktis mehr als verdoppelt. Noch gilt diese Eiskappe als schlafender Riese, doch die Ruhe könnte trügen. Grosfelds Kollegen um Hartmut Helmer haben im Mai Modellrechnungen in "Nature" vorgestellt, die das Verhalten des Filchner-Ronne-Eisschelfs vor der atlantischen Küste der Ostantarktis zum Ende des Jahrhunderts simulieren. Einströmendes wärmeres Ozeanwasser könnte das Eisschelf von unten her anschmelzen, und dann käme es zu einer Explosion der Schmelzraten von 82 Milliarden Tonnen im Jahr auf 1,6 Billionen Tonnen. "Die Eisschelfe halten das Inlandseis zusammen", so Grosfeld, "schmelzen sie, reagiert es und fließt dynamisch nach und dementsprechend steigt der Meeresspiegel."


Arktisches Meereis (Bild: Dirk Notz, MPI für Meteorologie).Wie schnell diese Schwächung der Eisschelfe geht und wie rasch die Eisschilde dann ins Fließen geraten, hängt entscheidend vom Profil des Untergrunds ab. Noch mehr als für die  Ost- gilt das für die Westantarktis: Sie hat einen marinen Eisschild, dessen Basis zum größten Teil unter dem Meeresspiegel liegt. "Und gerade im Bereich der antarktischen Halbinsel und der Westantarktis gibt es tiefe Grabensysteme, die weit ins Hinterland hineinreichen", erklärt Klaus Grosfeld. Durch diese natürlichen Kanäle unter dem Eis kann das warme Ozeanwasser viel weiter ins Landesinnere eindringen als man bisher dachte. Polarforscher sind gerade dabei, diese Riftsysteme zu kartieren, jetzt berichten sie in "Nature" von einem System mit den Ausmaßen des Grand Canyons, das unter dem Ferrigno-Eisstrom liegt. Es könnte erklären, warum ein Teil des westantarktischen Eisschilds beschleunigt über diesen Eisstrom ins Bellinghausen-Meer fließt. "Die verbesserte Kenntnis über die geographischen Bedingungen dürfte erweisen", schätzt Grosfeld, "dass die Antarktis, die bisher als recht stabil angesehen wurde, doch sehr verletzlich ist und unter den veränderten Klimabedingungen der Zukunft deutlich aktiver sein wird."