Der seit einigen Jahren zu beobachtende dramatische Rückgang des Meereises in der Arktis lässt sich laut einer neuen Studie möglicherweise noch aufhalten. Die Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass auch die globale Erwärmung gestoppt oder zumindest deutlich verlangsamt wird.
Ein Beitrag von Ralph-Mirko Richter. Quelle: Max-Planck-Institut für Meteorologie.
(Bild: Ansgar Walk, Wikipedia)
Infolge einer anhaltenden globalen Erwärmung lässt sich seit mehreren Jahrzehnten ein Anstieg der Lufttemperaturen registrieren, welcher nicht nur globale, sondern auch regionale Auswirkungen zur Folge hat. In der Arktis macht sich dies durch einen über dem weltweiten Durchschnitt liegenden Anstieg der Luft- und Wassertemperaturen durch zurückweichende Gletscher, auftauende Permafrostböden und schmelzendes Meereis bemerkbar. Diese Veränderungen haben weitreichende und zumeist negative Folgen, welche nicht nur die dort lebenden Menschen, sondern auch die einheimische Fauna und Flora betreffen.
Mit der Erwärmung gehen zahlreiche Rückkopplungseffekte einher. Besonders der drastische Schwund des arktischen Sommereises ließ dabei die Befürchtung laut werden, dass sich die Eisbedeckung einem sogenannten Kipp-Punkt nähern könnte. Bei einem Überschreiten des Kipp-Punktes wäre der Verlust des verbleibenden arktischen Meereises im Sommer nicht mehr zu stoppen.
Aktuelle Forschungsergebnisse des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie deuten jetzt jedoch darauf hin, dass ein solcher Kipp-Punkt für den Verlust des Sommereises in der Arktis anscheinend nicht existiert. Stattdessen scheint die Eisbedeckung relativ direkt auf die jeweiligen klimatischen Umgebungsbedingungen zu reagieren. Der fortschreitende Verlust des arktischen Meereises könnte laut der Studie der Hamburger Wissenschaftler verlangsamt oder sogar gestoppt werden – allerdings nur unter der Voraussetzung, dass auch die globale Erwärmung gestoppt oder zumindest verlangsamt wird.
Die Erkenntnis, dass der Verlust des arktischen Meereises ab einem bestimmten Punkt nicht zu einem Selbstläufer wird, hat die Wissenschaftler des Max-Planck-Institutes für Meteorologie überrascht. „Die mögliche Existenz eines Kipp-Punktes für den Verlust des arktischen Meereises erscheint zunächst völlig logisch“, so Steffen Tietsche, der Erstautor einer gerade publizierten Studie. „Wenn die Eisbedeckung zurückgeht, nimmt das Meerwasser mehr Sonnenlicht auf und erwärmt sich daher stärker, sodass noch mehr Eis abschmilzt.“ Ein solcher Rückkopplungseffekt könnte prinzipiell dazu führen, dass der Verlust des arktischen Meereises sich selbst verstärkt und ab einem gewissen Punkt unabhängig von den vorherrschenden Klimabedingungen wird.
(Bild: Dirk Notz (Max-Planck-Institut für Meteorologie))
Die Gültigkeit dieses Konzepts wurde jetzt mit einem Klimamodell untersucht. In dem dabei verwendeten Computermodell entfernten die beteiligten Wissenschaftler die Eisbedeckung der Meeresoberfläche zu Beginn des arktischen Sommers vollständig, um so die maximale Aufnahme von Sonnenlicht im offenen Wasser zu simulieren. „Wir erwarteten eigentlich, dass der Ozean nach der künstlichen Eisschmelze eisfrei bleiben würde, weil das offene Wasser im Sommer deutlich mehr Wärme aufnimmt“, erklärt Steffen Tietsche diese Vorgehensweise.
Entgegen den Erwartungen erholte sich die Eisbedeckung in den Modellsimulationen jedoch stets innerhalb eines Zeitraumes von etwa drei Jahren, so dass dann wieder Bedingungen wie vor der künstlichen Eisschmelze herrschten. Dieses Ergebnis deutet nach der Ansicht der Klimatologen darauf hin, dass der Zustand des Meereises jederzeit eng an die vorherrschenden Klimabedingungen gebunden ist. Dies lässt die Existenz eines Kipp-Punktes als unwahrscheinlich erscheinen.
Die Wissenschaftler betonen allerdings, dass die Ergebnisse ihrer Studie nicht den dramatischen Verlust des arktischen Meereises aufgrund eines vom Menschen verursachten Klimawandels infrage stellen. „Wenn wir die globale Erwärmung nicht stark verlangsamen, wird die Arktis in einigen Jahrzehnten im Sommer eisfrei sein“, so Steffen Tietsche. „Unsere Forschung zeigt, dass die Geschwindigkeit, mit der das Meereis zurückgeht, eng mit der Geschwindigkeit der globalen Erwärmung zusammenhängt. Unsere Arbeit unterstreicht aber, dass wir den Verlust des arktischen Meereises grundsätzlich noch verlangsamen oder vielleicht sogar stoppen können.“
Die Forscher fanden bei ihren Simulationen auch heraus, welche Prozesse die Erholung der Eisbedeckung ermöglichen. Demzufolge verliert der Ozean während des arktischen Winters den Großteil seiner im Sommer zusätzlich aufgenommenen Wärme. Dieser Wärmeverlust ist wegen des Fehlens einer isolierenden Eisdecke extrem effizient, da der offene Ozean ohne eine bedeckende Eisschicht über einen direkten Kontakt zur kalten Atmosphäre verfügt. Außerdem wächst das sich schließlich neu bildende dünne Eis sehr schnell, da eine dünne Eisschicht die Wärme des Meerwassers schlechter isoliert als dickes Eis.
Wie die Berechnungen der Hamburger Klimaforscher ergaben, wird die Wärme, welche vom Meerwasser durch das dünne Eis abgegeben wird, anschließend in einem stärkeren Umfang von der Atmosphäre in den Weltraum abgestrahlt als bislang angenommen. Gleichzeitig wird der Simulation zufolge weniger Wärme aus den südlicheren Regionen in die Arktis transportiert. Die Kombination dieser stabilisierenden Rückkopplungen wirkt sich stärker als die destabilisierende Rückkopplung durch die zusätzliche Aufnahme von Sonnenlicht im Sommer aus.
Die Studie der Max-Planck-Wissenschaftler bestätigt Untersuchungen von US-Wissenschaftlern, welche mit einem viel einfacheren Modell durchgeführt wurden. „Diese Übereinstimmung von Modellen völlig unterschiedlicher Komplexität bedeutet normalerweise, dass die Resultate vertrauenswürdig sind“, so Prof. Dr. Jochem Marotzke, der Direktor der Abteilung „Ozean im Erdsystem“ am Max-Planck-Institut für Meteorologie und Koautor der neuen Studie. Die hier kurz vorgestellten Forschungsergebnisse wurden am 26. Januar 2011 in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“ publiziert.
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