Quelle: Universität Hamburg 12. August 2024.

12. August 2024 – Eine neue Studie des Exzellenzclusters CLICCS der Universität Hamburg zeigt, wie viel CO₂ im Arktischen Ozean durch die Erosion von Permafrost in die Atmosphäre entweicht.

Die Weltmeere mildern den Klimawandel, denn sie entziehen der Atmosphäre rund 30 Prozent der vom Menschen freigesetzten Treibhausgase. Doch dieser Anteil wird durch die Folgen der Erderwärmung beeinflusst. Zum Beispiel durch die Erosion von Permafrostboden an den Küsten des Arktischen Ozeans. Diese reduziert die CO₂-Aufnahmefähigkeit des Meerwassers deutlich. Dr. David Nielsen und sein Team können erstmals in Klimamodellen darstellen, wie stark sich dieser Effekt in der Zukunft auswirken wird. Die Studie ist jetzt im Fachmagazin Nature Climate Change erschienen.

Demnach werden im Arktischen Ozean pro Jahr und pro Grad Celsius globaler Temperaturerhöhung ein bis zwei Millionen Tonnen CO₂ weniger von der Atmosphäre aufgenommen als bisher angenommen. Das entspricht einem Zehntel der Emissionen, die in Europa jährlich durch den Autoverkehr verursacht werden.

Durch das Auftauen und Abtragen der über Jahrtausende gefrorenen Küstenstreifen gelangen große Mengen Erdboden und Sedimente in den Ozean. Wie die Partikel genau mit dem Meerwasser reagieren, hängt von ihrer Zusammensetzung ab. In jedem Fall erhöhen sie mit ihren organischen Bestandteilen den Kohlenstoffgehalt im Wasser und verringern so die Aufnahmefähigkeit für CO₂ aus der Luft – und zwar um zehn bis 15 Prozent im gesamten Arktischen Ozean, wie das Team berechnete.

„Wir können den Meeren dankbar sein, dass sie einen großen Teil unserer Treibhausgase aufnehmen“, sagt Klimaforscher Nielsen. „Doch vielleicht setzt sich diese Dienstleistung der Meere nicht unbegrenzt fort. Wenn wir wissen wollen, ob wir uns auch in Zukunft auf ihre Wirkung verlassen können, müssen wir die Mechanismen der CO₂-Aufnahme genau verstehen.“

Nielsens Studie trägt dazu bei, den Einfluss von Permafrost-Erosion besser zu verstehen. Dadurch kann dieser künftig in Klimavorhersagen und Kohlenstoffbudgets mitberücksichtigt werden. So könnte sich die Erosion bis zum Jahr 2100 um den Faktor zwei bis drei beschleunigen. Das Team untersuchte deshalb verschiedene Szenarien für Küstenerosion, je nachdem, wie erfolgreich sich der Klimaschutz weltweit entwickelt.

Orginalpublikation:
Nielsen DM, Chegini F, Maerz J, Brune S, Mathis M, Dobrynin M, Baehr J, Brovkin V, Ilyina T (2024): Reduced Arctic Ocean CO₂ uptake due to coastal permafrost erosion; Nature Climate Change; https://www.nature.com/articles/s41558-024-02074-3

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Klimawandel

Der Beitrag UHH: Arktischer Ozean nimmt künftig weniger CO2 auf als erwartet erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität Hamburg 13. Februar 2024.

13. Februar 2024 – Seit 2007 haben sich die Bedingungen in der Arktis verschoben. Dies zeigen Daten, die jetzt im Fachjournal Nature Communications Earth & Environment veröffentlich wurden. Zwischen 2007 und 2021 ereigneten sich in den Randgebieten des Arktischen Ozeans elf Hitzewellen, bei denen die Wassertemperatur an der Oberfläche durchschnittlich 2,2 Grad Celsius wärmer war als das langjährige Mittel. Die Hitzewellen hatten eine mittlere Dauer von 37 Tagen. Ab 2015 traten sie jährlich auf.

Die bislang stärkste Hitzewelle ereignete sich 2020. Sie dauerte 103 Tage mit Spitzentemperaturen von vier Grad Celsius über dem langjährigen Mittel. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Hitzewelle ohne den Einfluss von menschengemachten Treibhausgasen aufgetreten wäre, liegt unter einem Prozent, errechnete das Team um Barkhordarian vom Exzellenzcluster CLICCS. Es grenzte dadurch die Bandbreite ein, welche Entwicklungen in der Arktis künftig plausibel sind. So werden jährliche Hitzewellen in Zukunft die Regel sein.

Die Arktis tritt in eine neue Phase ein
Barkhordarian weist außerdem erstmals nach, dass arktische Hitzewellen entstehen, wenn das Meereis nach dem Winter früh und schnell schmilzt. Dadurch kann sich bis zum Zeitpunkt der maximalen Sonneneinstrahlung im Juli viel Wärme im Wasser anreichern. „2007 hat in der Arktis eine neue Phase begonnen“, sagt die Expertin für Klimastatistik an der Universität Hamburg. „Es gibt immer weniger dickes Eis, das mehrere Jahre alt ist. Stattdessen nimmt der Anteil von einjährigem, dünnen Eis beständig zu.“ Das dünne Eis ist jedoch weniger haltbar und schmilzt schneller, sodass die Sonneneinstrahlung ungehindert die Wasseroberfläche erwärmen kann.

Offiziell spricht man von einer marinen Hitzewelle, wenn die Temperaturen an der Wasseroberfläche an mindesten fünf aufeinanderfolgenden Tagen höher sind als 95 Prozent der Werte aus den letzten 30 Jahren.

„Nicht nur der anhaltende Verlust des Meereises, auch das wärmere Wasser kann das Ökosystem Arktis dramatisch beeinträchtigen“, sagt Barkhordarian. Nahrungsketten können abreißen, Fischbestände geschädigt werden und insgesamt kann die biologische Vielfalt abnehmen.

Hintergrund:
Ist der Mensch verantwortlich? Mit Hilfe der Attributionsforschung lässt sich vergleichen, wie sich die Welt mit und ohne den Einfluss des Menschen entwickelt hätte. Für die vorliegende Studie wurde berechnet, wie wahrscheinlich das Auftreten der einzelnen Hitzewellen in einer Welt ohne menschengemachte Treibhausgase wäre. Weiter werteten Barkhordarian und ihr Team Satellitendaten aus und nutzten gekoppelte Klimamodelle für ihre Analysen.

Fachartikel:
Barkhordarian A, Nielsen DM, Olonscheck D, Baehr J (2024): Arctic marine heatwaves forced by greenhouse gases and triggered by abrupt sea-ice melt; Nature Communications Earth & Environment.
https://www.nature.com/articles/s43247-024-01215-y
pdf: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01215-y.pdf

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Klimawandel

Der Beitrag UHH: Hitzewellen im Arktischen Ozean in Zukunft regelmäßig erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Pressedienst der Universität Hamburg, 21. Juni 2022.

21. Juni 2022 – Dr. Armineh Barkhordarian weist im Fachjournal Nature Communications Earth and Environment jetzt nach, dass dieser Pool sich nicht durch natürliche Klimaschwankungen erklären lässt – er ist durch menschlichen Einfluss entstanden. „Dieser Wärmepool wird die Wassertemperatur auch in Zukunft ansteigen lassen und so zu häufigeren und stärkeren lokalen Hitzewellen im Ozean führen. Das bringt die Ökosysteme an ihre Grenzen“, erklärt Barkhordarian, Expertin für Atmosphärische Wissenschaften. Barkhordarian ist Mitglied des Exzellenzclusters „Climate, Climatic Change, and Society“ (CLICCS) der Universität Hamburg.

Das Team um Barkhordarian zeigt, dass der Pool in der Vergangenheit immer wieder lokale Hitzewellen im Ozean befördert hat. Eines dieser Phänomene ist als tödlicher „Pacific Ocean Blob“ mit verheerenden Auswirkungen in den Jahren 2014 und 2015 bekannt geworden. Die Produktivität der Ozeane brach ein, giftige Algenblüten traten auf, eine hohe Zahl von Seevögeln und Meeressäugern starb. Zusätzlich beförderte das Ereignis schwere Dürren an der Westküste der USA.

Die jüngste Hitzewelle dauerte ganze drei Jahre an, von 2019 bis 2021, mit einer Wassertemperatur von sechs Grad Celsius über dem Normalwert. Das Team um Barkhordarian konnte jetzt belegen, dass dieses Extremereignis direkt auf den vom Menschen verursachten Anstieg der globalen Treibhausgase zurückgeht. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Hitzewelle auch ohne den Einfluss des Menschen stattgefunden hätte, beträgt weniger als ein Prozent, mit 99-prozentiger Wahrscheinlichkeit ist ein Treibhausgasantrieb erforderlich.

Die Studie zeigt, dass die Temperatur im Nordost-Pazifik in den letzten 25 Jahren durchschnittlich um 0,05 Grad Celsius pro Jahr gestiegen ist. Die Region kühlte im Winter insgesamt weniger ab und der Sommer dauerte in Schnitt 37 Tage länger. Dies führte dazu, dass dort allein in den letzten 20 Jahren 31 marine Hitzewellen auftraten, während von 1982 bis 1999 nur neun auftraten.

„Häufigere und extremere Hitzewellen im Ozean belasten die Ökosysteme dramatisch. Das birgt nicht nur enorme Gefahren für die Biodiversität. Es kann auch dazu führen, dass in marinen Ökosystemen eine Schwelle überschritten wird, nach der eine Erholung nicht mehr möglich ist“, sagt Armineh Barkhordarian. „Durch die Entdeckung des Wärmepools bekommen wir jetzt entscheidende Informationen über die Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse in der Zukunft.“

Inwieweit ist der Mensch verantwortlich? Mit der so genannten Attributionsforschung vergleichen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie sich die Welt mit und ohne den Einfluss des Menschen entwickelt hätte. So wurde in der vorliegenden Studie der Anteil an Hitzewellen im Meer berechnet, der auf die vom Menschen zusätzlich emittierten Treibhausgase nach 1982 zurückzuführen ist. Dadurch werden auch statistische Aussagen für die Zukunft möglich.

Originalpublikation
Barkhordarian A, Nielsen DM, Baehr J (2022): Recent marine heatwaves in the North Pacific warming pool can be attributed to rising atmospheric levels of greenhouse gases; Nature Communications Earth and Environment, DOI: 10.1038/s43247-022-00461-2.
https://www.nature.com/articles/s43247-022-00461-2

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Klimawandel

Der Beitrag Riesiger Wärmepool im Pazifik durch Klimawandel verursacht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.