Antarktis: Rückkehr der Weddell-Polynja stützt Kieler Klimamodelle

<p>Eigentlich herrscht in der Antarktis noch tiefster Winter. Das Wedell-Meer ist zu dieser Jahreszeit<br/>üblicherweise mit einer dicken Eisschicht bedeckt. Doch trotz eisiger Temperaturen in der Region<br/>zeigen Satellitenbilder derzeit eine große eisfreie Fläche inmitten des Packeises. Das Loch im<br/>Meereis hat ungefähr die Größe von Niedersachsen und fasziniert Klima- und Polarforscher<br/>weltweit. Auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für<br/>Ozeanforschung Kiel beobachten die Entwicklung genau. „Für uns ist diese eisfreie Fläche ein<br/>wichtiger neuer Datenpunkt, an dem wir unsere Klimamodelle messen können. Ihr Auftreten nach<br/>mehreren Jahrzehnten bestätigt zudem unsere früheren Berechnungen“, sagt Dr. Torge Martin,<br/>Meteorologe und Klimamodellierer im GEOMAR-Forschungsbereich „Ozeanzirkulation und<br/>Klimadynamik“.</p><iframe width="500" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/zGUwbEDuXzE"/><p>Die Polarforschung bezeichnet eine große eisfreie Zone in sonst zugefrorenen Meeresgebieten<br/>mit dem russischen Wort Polynja. In der Arktis und Antarktis treten Polynjas regelmäßig auf,<br/>jedoch typischerweise in Küstenregionen. Sie spielen dort eine wichtige Rolle bei der Bildung von<br/>neuem Meereis und Tiefenwassser. Im offenen Ozean hingegen sind Polynjen selten. Die<br/>sogenannte Weddell-Polynja konnte erst ein einziges Mal beobachtet werden. Das war in den<br/>1970er-Jahren. „Damals gab es die ersten Satelliten, mit denen man die Meereisausdehnung aus<br/>dem Weltall beobachten konnte. Messungen vor Ort waren und sind mit enormem Aufwand<br/>verbunden, so dass es nur selten passende Daten aus dem Ozean gibt“, sagt Dr. Martin.<br/>Trotzdem ist das Phänomen der Weddell-Polynja gut zu erklären. „Der südliche Ozean ist stark<br/>geschichtet, eine sehr kalte, aber salzarme Wasserschicht liegt über einer deutlich wärmeren und<br/>salzhaltigeren und wirkt wie eine Isolationsschicht“, erklärt Prof. Dr. Mojib Latif, Leiter des<br/>Forschungsbereichs am GEOMAR. Wenn bestimmte Faktoren zusammenkommen, kann das<br/>warme Wasser der unteren Schicht an die Oberfläche gelangen und dort das Eis schmelzen. „Das<br/>ist wie ein Überdruckventil – der Südozean gibt dann mehrere Winter lang überschüssige Wärme<br/>an die Atmosphäre ab, bis das Wärmereservoir erschöpft ist“, ergänzt Professor Latif.<br/>Zwei Fragen blieben bei dieser Erklärung allerdings offen: Wie oft tritt die Polynja auf und hat der<br/>Klimawandel Einfluss auf diesen Prozess? „Wenn es kaum Beobachtungsdaten gibt, können uns<br/>Computermodelle helfen, die die Wechselwirkungen zwischen dem Ozean, der Atmosphäre und<br/>dem Meereis simulieren“, erklärt Dr. Annika Reintges, Erstautorin der jüngsten Studie der Kieler<br/>Gruppe. Die Modelle funktionieren nach allgemeinen physikalischen Gesetzen. Realitätsnahe<br/>Daten wie das Relief des Meeresbodens in einer Region oder echte Klimadaten als Startpunkt<br/>geben einen Rahmen vor, in dem die Modelle laufen. <br/>Allerdings führen Unsicherheiten in den Rahmendaten zu einer Bandbreite von Ergebnissen.<br/>„Deshalb versuchen wir immer, die Simulationen an realen Phänomenen abzugleichen, um die<br/>Modelle zu verbessern. Leider sind viele Messreihen zu kurz, um die simulierte Klimavariabilität in<br/>Zeiträumen von mehreren Jahrzehnten bewerten zu können. Wir vergleichen die Modelle deshalb<br/>auch untereinander“, so Dr. Reintges weiter.</p>

<p>Eigentlich herrscht in der Antarktis noch tiefster Winter. Das Wedell-Meer ist zu dieser Jahreszeit<br />üblicherweise mit einer dicken Eisschicht bedeckt. Doch trotz eisiger Temperaturen in der Region<br />zeigen Satellitenbilder derzeit eine große eisfreie Fläche inmitten des Packeises. Das Loch im<br />Meereis hat ungefähr die Größe von Niedersachsen und fasziniert Klima- und Polarforscher<br />weltweit. Auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für<br />Ozeanforschung Kiel beobachten die Entwicklung genau. „Für uns ist diese eisfreie Fläche ein<br />wichtiger neuer Datenpunkt, an dem wir unsere Klimamodelle messen können. Ihr Auftreten nach<br />mehreren Jahrzehnten bestätigt zudem unsere früheren Berechnungen“, sagt Dr. Torge Martin,<br />Meteorologe und Klimamodellierer im GEOMAR-Forschungsbereich „Ozeanzirkulation und<br />Klimadynamik“.</p> <iframe width="500" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/zGUwbEDuXzE"></iframe><p>Die Polarforschung bezeichnet eine große eisfreie Zone in sonst zugefrorenen Meeresgebieten<br />mit dem russischen Wort Polynja. In der Arktis und Antarktis treten Polynjas regelmäßig auf,<br />jedoch typischerweise in Küstenregionen. Sie spielen dort eine wichtige Rolle bei der Bildung von<br />neuem Meereis und Tiefenwassser. Im offenen Ozean hingegen sind Polynjen selten. Die<br />sogenannte Weddell-Polynja konnte erst ein einziges Mal beobachtet werden. Das war in den<br />1970er-Jahren. „Damals gab es die ersten Satelliten, mit denen man die Meereisausdehnung aus<br />dem Weltall beobachten konnte. Messungen vor Ort waren und sind mit enormem Aufwand<br />verbunden, so dass es nur selten passende Daten aus dem Ozean gibt“, sagt Dr. Martin.<br />Trotzdem ist das Phänomen der Weddell-Polynja gut zu erklären. „Der südliche Ozean ist stark<br />geschichtet, eine sehr kalte, aber salzarme Wasserschicht liegt über einer deutlich wärmeren und<br />salzhaltigeren und wirkt wie eine Isolationsschicht“, erklärt Prof. Dr. Mojib Latif, Leiter des<br />Forschungsbereichs am GEOMAR. Wenn bestimmte Faktoren zusammenkommen, kann das<br />warme Wasser der unteren Schicht an die Oberfläche gelangen und dort das Eis schmelzen. „Das<br />ist wie ein Überdruckventil – der Südozean gibt dann mehrere Winter lang überschüssige Wärme<br />an die Atmosphäre ab, bis das Wärmereservoir erschöpft ist“, ergänzt Professor Latif.<br />Zwei Fragen blieben bei dieser Erklärung allerdings offen: Wie oft tritt die Polynja auf und hat der<br />Klimawandel Einfluss auf diesen Prozess? „Wenn es kaum Beobachtungsdaten gibt, können uns<br />Computermodelle helfen, die die Wechselwirkungen zwischen dem Ozean, der Atmosphäre und<br />dem Meereis simulieren“, erklärt Dr. Annika Reintges, Erstautorin der jüngsten Studie der Kieler<br />Gruppe. Die Modelle funktionieren nach allgemeinen physikalischen Gesetzen. Realitätsnahe<br />Daten wie das Relief des Meeresbodens in einer Region oder echte Klimadaten als Startpunkt<br />geben einen Rahmen vor, in dem die Modelle laufen. <br />Allerdings führen Unsicherheiten in den Rahmendaten zu einer Bandbreite von Ergebnissen.<br />„Deshalb versuchen wir immer, die Simulationen an realen Phänomenen abzugleichen, um die<br />Modelle zu verbessern. Leider sind viele Messreihen zu kurz, um die simulierte Klimavariabilität in<br />Zeiträumen von mehreren Jahrzehnten bewerten zu können. Wir vergleichen die Modelle deshalb<br />auch untereinander“, so Dr. Reintges weiter.</p>