Aus der Forschung
Beobachtungen der GRACE-Satelliten zeigen die saisonalen Schwankungen im Wasserhaushalt. Diese Schwankungen zeigen sich am deutlichsten im Amazonasgebiet. Bild: GFZ
Das Gewicht der Weltmeere
Einem Team aus der Universität Bonn und den Helmholtz-Zentren Potsdam (GFZ) und Alfred-Wegener-Institut (AWI) ist es erstmals gelungen, die kurzzeitigen Schwankungen in der räumlichen Verteilung der Wassermassen im Ozean zu messen. Dazu haben sie Daten aus mehreren Verfahren kombiniert, denn die Ozeanmasse hängt nicht nur vom Volumen, ableitbar aus der Topografie des Meeresbodens und dem Meeresspiegel, sondern auch von Temperatur und vom Salzgehalt ab. Direkte Informationen zur Masse lieferte dabei die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE, bei der die Abstände des Satellitenpaares „Tom“ und „Jerry“ auf Tausendstel Millimeter genau vermessen werden. Je größer die Ozeanmasse unter der Flugbahn der Satelliten ist, desto größer ist die Schwerkraft. Das wirkt sich auf die Flughöhe der Satelliten und damit auf ihren Abstand voneinander aus. Über die Abstandsänderung lassen sich die Schwerkraft und daraus die Masse ableiten. Zusätzlich nutzten die Wissenschaftler einen Effekt, den Vielleser kennen: Ähnlich wie ein Regalbrett in einem überfüllten Bücherregal, biegt sich auch der Meeresboden unter der Last der Wassermassen durch. Dadurch sinken stationäre GPS-Messstationen am Land um bis zu einem Zentimeter ab und rücken wenige Millimeter näher aneinander. Je schwerer das Wasser, desto stärker fällt diese Bewegung aus.
„Der Meeresspiegelanstieg wird von zwei Faktoren bestimmt, von der Erwärmung des Wassers und vom Masseneintrag durch abschmelzende Eismassen in den Polarregionen. Mit den Satellitendaten von GRACE konnten wir wunderbar beobachten, welchen Anteil die Massenveränderungen im Ozean am Anstieg des Meeresspiegels haben“, erläutert Dr. Frank Flechtner vom GFZ. Insbesondere in den höheren Breiten schwanken Wassermassen innerhalb weniger Wochen beträchtlich. Aus dem Vergleich der Massen- und Volumenänderung wollen die Forscher insbesondere auf Veränderungen der im Ozean gespeicherten Wärmemenge schließen. Demnächst sollen daher auch die langzeitlichen Veränderungen untersucht werden. Die Ergebnisse sollen unter anderem in die globalen Klimamodelle einfließen.
