Ozeane und Kryosphäre im Klimawandel

Heute wissen und verstehen wir deutlich besser, wie das komplexe Klimasystem der Erde funktioniert. Wir können nachvollziehen, worauf natürliche Schwankungen im Klimasystem basieren, und belegen, welchen Anteil der Mensch an der Erderwärmung hat.

Dennoch gibt es nach wie vor Lücken in der Klimaforschung: Vor allem aus tieferen Ozeanschichten und polaren Regionen fehlen wichtige Daten, mit denen sich langfristige klimatische Schwankungen und Entwicklungen erklären lassen. Dabei spielen insbesondere die Ozeane, die 70 Prozent der Erdoberfläche bedecken, eine entscheidende Rolle. Sie haben seit der industriellen Revolution 30 Prozent des vom Menschen verursachten Kohlenstoffdioxids sowie 90 Prozent der Wärme absorbiert, die durch den Anstieg der Treibhausgase entstanden sind.

Schon jetzt ist klar, dass der menschengemachte Klimawandel die Ozeane spürbar verändert: Sie werden wärmer und saurer. Der Klimawandel verschiebt das Gleichgewicht der Eisschilde und Gletscher, weil zum Beispiel schmelzende Eismassen den Meeresspiegel ansteigen lassen und die Meeresströmungen verändern. Helmholtz-Forscherinnen und Forscher wollen deshalb die Mechanismen aufklären, wie Ozeane und Kryosphäre auf die Erderwärmung reagieren, und wie sie das Klima beeinflussen – von der Vergangenheit über die Gegenwart bis in die Zukunft. Der Begriff Kryosphäre umfasst dabei alle Gebiete der Erde, in denen Wasser in Form von Eis oder Schnee vorkommt – also Meereis, Schnee, Gletschereis und Permafrost.

Wir erforschen, wie sich der Klimawandel auf die Temperaturverteilung, Kohlenstoffspeicherung und Nährstoffkreisläufe in den Ozeanen und auf die Ausdehnung des Meereises auswirkt. Dazu nutzen wir zum Beispiel Daten aus der Arktis, die das Forschungsschiff „Polarstern“ auf der MOSAiC-Expedition sammelte. Gemeinsam mit unseren nationalen und internationalen Partnern untersuchen wir, wie sich klimatisch relevante Strömungssysteme im Atlantik ändern und welche Folgen das Aufsteigen von Wasser aus tieferen Schichten in die oberflächennahe Wasserschicht hat. Denn dies hat wiederum Einfluss auf die Verteilung von Phytoplankton und damit letztendlich die Fischerei und die Nahrungsmittelversorgung der lokalen Bevölkerung vor der nordwestlichen Küste Afrikas. Für das Jahr 2027 planen wir eine US-amerikanisch-deutsche Satellitenmission, mit der wir noch präziser die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Meere und das Eis untersuchen wollen. Unsere wissenschaftlichen Erkenntnisse fließen anschließend in die Berichte des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ein. So unterstützen wir nationale und internationale politische Akteure mit fundierten wissenschaftlichen Fakten bei ihrer Entscheidungsfindung.

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„Vor allem aus tieferen Ozeanschichten und polaren Regionen fehlen bisher wichtige Daten, mit denen sich langfristige klimatische Schwankungen und Entwicklungen erklären lassen. In umfangreichen Studien, Expeditionen und Modellierungen werden wir diese Daten gemeinsam mit internationalen Partnern erheben und auswerten.“

Topicsprecher Gerrit Lohmann, Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

E-mail: gerrit.lohmann(at)awi.de

Topic-Support: Almut Brunner, Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung