Im Herzen des sich allmählich erwärmenden Atlantischen Ozeans besteht südlich von Grönland eine kalte Zone fort. Diese thermische Anomalie steht im Widerspruch zu den allgemeinen Trends und wirft grundlegende Fragen zu den zugrunde liegenden Klimamechanismen auf.
Forscher der University of California in Riverside führten eine umfassende Analyse durch, die ein Jahrhundert von Ozeandaten mit fast hundert verschiedenen Klimamodellen kombinierte. Ihre Arbeit zeigt, dass nur eine Abschwächung des atlantischen Zirkulationssystems AMOC die beobachteten Merkmale erklären kann. Dieses System, oft mit einem riesigen Förderband verglichen, transportiert normalerweise warmes und salzhaltiges Wasser nach Norden, bevor es kälteres Wasser nach Süden zurückführt, und spielt somit eine wesentliche Rolle bei der Regulierung des Klimas.
Temperaturtrend an der Atlantikoberfläche zwischen 1900 und 2005 für den Durchschnitt von sechs Beobachtungsdatensätzen. Bildnachweis: Kai-Yuan Li/UCR
Die von den Wissenschaftlern angewandte Methode erwies sich als besonders aufschlussreich. In Ermangelung direkter Messungen des Zirkulationssystems über einen langen Zeitraum nutzten sie Temperatur- und Salzgehaltsaufzeichnungen als zuverlässige Indikatoren. Dieser indirekte Ansatz ermöglichte es, die Entwicklung des Systems über mehr als hundert Jahre nachzuvollziehen und bot eine wertvolle historische Perspektive. Klimamodelle, die diese Abschwächung nicht berücksichtigten, waren nicht in der Lage, die tatsächlichen Beobachtungen zu reproduzieren.
Die Folgen dieser Verlangsamung gehen weit über die bloße lokale thermische Anomalie hinaus. Das atlantische Zirkulationssystem beeinflusst direkt die Wetterlagen in Europa, verändert die Niederschläge und verlagert die atmosphärischen Strömungen, die die Wettersysteme lenken. Diese Veränderungen können die Temperaturen und Klimabedingungen in einem großen geografischen Gebiet beeinflussen und potenziell Millionen von Menschen betreffen.
Diese Forschung ermöglicht es auch, eine wichtige wissenschaftliche Debatte über die Ursachen der beobachteten Abkühlung zu entscheiden. Einige aktuelle Modelle führten dieses Phänomen hauptsächlich auf atmosphärische Faktoren wie die Verschmutzung durch Aerosole zurück, doch diese Simulationen stimmten nicht mit den Beobachtungen überein. Die Studie zeigt eindeutig, dass nur die Abschwächung des Zirkulationssystems die gesammelten Daten korrekt erklärt, was die Genauigkeit einiger aktueller Klimamodelle in Frage stellt.
Die von den Forschern entwickelte Technik eröffnet neue Perspektiven für die Klimavorhersage. Indem sie es ermöglicht, die vergangene Entwicklung des Systems anhand indirekter Daten nachzuverfolgen, bietet sie ein wertvolles Werkzeug, um zukünftige Veränderungen vorherzusehen. Die Wissenschaftler betonen, dass dieser Ansatz entscheidend dafür sein könnte, zu verstehen, wie sich das Klimasystem entwickeln wird, wenn die Treibhausgasemissionen weiter ansteigen.
Die Meeresökosysteme stellen einen weiteren wichtigen Bereich der Auswirkungen dar. Veränderungen von Temperatur und Salzgehalt beeinflussen direkt die Verteilung der Meeresarten, was zu Verlagerungen von Populationen und Veränderungen der Lebensräume führen kann. Diese ökologischen Veränderungen könnten Auswirkungen auf die Fischerei und die marine Biodiversität in der gesamten nordatlantischen Region haben.
Das atlantische Zirkulationssystem AMOC
Das atlantische Zirkulationssystem AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) funktioniert wie ein riesiger ozeanischer Förderer, der Wärme über den Nordatlantik verteilt. Es transportiert warmes und salzhaltiges Wasser aus den tropischen Regionen zu den nördlichen Breitengraden, wo es seine Wärme an die Atmosphäre abgibt, bevor es dichter wird und in die Tiefe absinkt. Dieser natürliche Mechanismus trägt dazu bei, relativ milde Temperaturen in Westeuropa aufrechtzuerhalten.
Wenn dieses System sich verlangsamt, gelangt weniger warmes Wasser nach Norden, was die etablierten thermischen Gleichgewichte verändert. Der Prozess des Absinkens des kalten Wassers schwächt sich ebenfalls ab und stört den gesamten Kreislauf. Diese Verlangsamung kann durch mehrere Faktoren erklärt werden, darunter der verstärkte Zustrom von Süßwasser aus dem Schmelzen des grönländischen und arktischen Eises.
Wissenschaftler beobachten dieses System genau, da seine Schwankungen schnelle Klimaveränderungen auslösen können. Historisch wurden bedeutende Veränderungen dieser Zirkulation mit abrupten Klimaübergängen in Verbindung gebracht. Sein gegenwärtiges Funktionieren zu verstehen, hilft dabei, abzuschätzen, wie sich das Klima in den kommenden Jahrzehnten entwickeln könnte.
Die jüngste Forschung zeigt, dass dieses System im Laufe des letzten Jahrhunderts allmählich schwächer geworden ist. Dieser Trend könnte sich mit der fortschreitenden globalen Erwärmung beschleunigen, was erhebliche Auswirkungen auf die Wetterlagen und Ökosysteme der nördlichen Hemisphäre hätte.