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Wie stabil sind Meeresströme?

Potsdam, 05.12.05


Ein Team von Wissenschaftlern aus neun Klimaforschungseinrichtungen in sieben Ländern hat unter Federführung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung eine umfangreiche Vergleichsstudie zu Klimamodellen erstellt. Im Zentrum der Untersuchung stand die Stabilität der Meeresströme im Atlantik, die aufgrund der durch den Menschen verursachten Klimaänderungen zukünftig gefährdet sein könnte. Ziel der Studie war es, eine kritische Grenze zu bestimmen, bei der die für das Klima wichtige Atlantikströmung abreißen würde. Das Hauptergebnis der Studie ist, dass alle an der Untersuchung beteiligten Modelle solch einen kritischen Schwellenwert aufweisen. Unsicher bleibt aber nach wie vor, wie weit das gegenwärtige Klima von diesem Schwellenwert entfernt ist. Daher ist es schwierig, das Risiko zukünftiger Veränderungen der Meeresströme zu abzuschätzen.


Die Möglichkeit von Veränderungen in den Meeresströmen ist wieder ins Rampenlicht gerückt, als britische Forscher von einer gemessenen Abschwächung der atlantischen Tiefenströmung um 30% berichteten (Nature, 1. Dez. 2005). Wissenschaftler arbeiten seit Jahren daran, die Mechanismen von Meeresströmungs-Änderungen genauer zu verstehen und die Risiken für die Zukunft einzuschätzen. In der Klimageschichte sind viele plötzliche Veränderungen der Meeresströmungen aufgetreten, besonders in der letzten Eiszeit. Es ist weithin bekannt, dass sich Meeresströmungen durch die Abnahme des Salzgehalts des Meerwassers aufgrund von Süßwassereinträgen durch Regen, Flüsse und Schmelzwasser ändern können. Ein Trend abnehmenden Salzgehalts wird im nördlichen Atlantik in den letzten Jahrzehnten beobachtet.

Die neue Studie untersuchte die Wirkung von Süßwassereintrag systematisch: In allen Modellen wurde dem Nordatlantik eine sich langsam erhöhende Menge an Süßwasser zugegeben und die Reaktion der Meeresströmung und des Klimas analysiert. Alle elf verwendeten Modelle stimmten in einem Punkt überein: Wenn genügend Süßwasser zugeführt wird, bricht die so genannte thermohaline Zirkulation des Atlantik zusammen. Diese Zirkulation bildet einen Teil des Golfstroms und trägt dazu bei, dass es in Europa wesentlich wärmer ist als ohne diese "Gratis-Heizung".

"Die entscheidende Frage ist: wieviel Süßwasser ist nötig, um diese Strömung zu stoppen?" sagt Stefan Rahmstorf, Professor für Physik der Ozeane an der Universität Potsdam und Initiator der Studie. "Wir haben ein standardisiertes Experiment entwickelt, um die Reaktion unterschiedlicher Klimamodelle miteinander zu vergleichen."

In einigen Modellen reichten im langjährigen Mittel bereits weniger als 0,1 Millionen Kubikmeter pro Sekunde, während die stabilsten Modelle fünfmal soviel benötigten, bis die Strömung zum Erliegen kam. Die Mehrzahl der Modelle benötigte Mengen nahe 0,2 Millionen Kubikmeter pro Sekunde. Zum Vergleich: Würde das grönländische Inlandeis über einen Zeitraum von 1000 Jahren abschmelzen (was einige Glaziologen als mögliches Ergebnis einer durch den Menschen verursachten globalen Erwärmung sehen), würde dies allein zu einem durchschnittlichen Süßwassereintrag von 0,1 Millionen Kubikmeter pro Sekunde in den Atlantik führen.

Zwar ist es für die meisten Experten eher unwahrscheinlich, dass die globale Erwärmung zu einer gravierenden Änderung der Meeresströmung führen würde; wegen der schwerwiegenden Folgen ist das Risiko aber dennoch ernst zu nehmen. ,Wir sprechen hier von einer Art Unfall im Klimasystem" sagt Rahmstorf. ,Wegen der kaum kalkulierbaren, möglicherweise schwerwiegenden Folgen sollten wir das Risiko auf ein Minimum begrenzen".

Die vorliegende Studie, die am 6. Dezember in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wird, trägt dazu bei, Modellunterschieden auf den Grund zu gehen und verbesserte Modelle mit geringerer Unsicherheit zu entwickeln. Sie ist eine von mehreren internationalen Vergleichsstudien, die sich mit unterschiedlichen Aspekten der Stabilität von Meeresströmungen beschäftigen. Ziel ist, der Gesellschaft eine bessere Grundlage zu bieten, um die mit dem Klimawandel verbundenen Risiken abschätzen zu können.

Beteiligte Institutionen

  • Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung,
  • Hadley Centre for Climate Prediction and Research, Met Office, Exeter, GB,
  • Institut d'Astronomie et de Géophysique Georges Lemaître, Université Catholique de Louvain, Belgien,
  • Joint Institute for the Study of the Atmosphere and the Oceans, University of Washington, Seattle, USA,
  • National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA,
  • Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven,
  • Southampton Oceanography Centre, GB,
  • Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, McGill University, Montreal, Quebec, Kanada,
  • School of Earth and Ocean Sciences, University of Victoria, British Columbia, Kanada.


Weitere Infomationen

Prof. Dr. Stefan Rahmstorf, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Tel. 0331 288 26 88, Fax: 0331 288 26 00, rahmstorf@pik-potsdam.de und Dr. Andrey Ganopolski, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Tel. 0331 288 2594, Fax: 0331 288 26 00 ganopolski@pik-potsdam.de

Quelle

Rahmstorf, S., M. Crucifix, A. Ganopolski, H. Goosse, I. V. Kamenkovich, R. Knutti, G. Lohmann, R. Marsh, L. A. Mysak, Z. Wang, and A. J. Weaver, 2005: Thermohaline circulation hysteresis: a model intercomparison. Geophysical Research Letters, 32, L23605, doi:10.1029/2005GL023655

Der Artikel ist als pdf-file online erhältlich unter:

http://www.pik-potsdam.de/~stefan/Publications/Journals/rahmstorf_etal_grl_2005.pdf

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