Wissen - Klimawandel


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Schmelzende Polkappen Dünnes Eis in Arktis und Antarktis

Die Eisschilde an Nordpol und Südpol leiden unter dem Klimawandel. Das einst ewige Eis schmilzt und die Gletscher schrumpfen. Im Februar 2018 war in der Antarktis und der Arktis der Eisschild rekordverdächtig klein.

Stand: 12.03.2018

Es muss nicht erst ein Eisberg am Nordseestrand vorbeidriften, um zu erkennen, dass der Mensch eng mit Arktis und Antarktis verbunden ist. Die Polarregionen bekommen die Gegenwart der Menschheit längst zu spüren: Der Klimawandel lässt das Eis schwinden.

Laue Polarnacht in Grönland, Schmelze in der Antarktis

Zwei Rekorde gab es im Februar 2018 aus den Polarregionen dieser Erde zu vermelden. Als weite Teile Europas in eisiger Polarluft bibberten, wärmten im Gegenzug milde Winde aus dem Süden die Arktis. Dem Norden Grönlands bescherten sie mitten in der Polarnacht Temperaturen von plus sechs Grad Celsius. Gleichzeitig maßen Forscher des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung (AWI) am Südpol die zweitniedrigste Meereisausdehnung seit Beginn der Satellitenauswertung und zwar insgesamt nur 2,52 Millionen Quadratkilometer Eisfläche. Nur 2017 gab es im antarktischen Sommer noch weniger Eis. In diesen Monaten hat in der Antarktis das Eis typischerweise seine kleinste Ausdehnung. Besonders wenig antarktisches Eis gibt es im Rossmeer, im Weddellmeer und im östlichen Amundsen Meer.

Klimawandel sorgt für Frühling am Nordpol

Die am Nordpol sommerlich erscheinenden Werte bei gleichzeitig sibirischer Kälte in Mitteleuropa sind laut dem Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) Wettermuster, die mit dem Klimawandel verknüpft sind. Warme Luft bremst das Gefrieren von Wasser im Nordpolarmeer. Bildet sich weniger Eis, bleibt die Eisdecke im Winter kleiner als in anderen Jahren und der Ozean erwärmt sich schneller.

Klarer Trend mit Schwankungen

Die Eisfläche in der Arktis schrumpft kontinuierlich.

Im Februar 2018 registrierten AWI-Forscher dann auch tatsächlich mit knapp 14 Millionen Quadratkilometern den niedrigsten Durchschnittswert für die Eisfläche im hohen Norden seit Beginn der Satellitenmessungen im Jahr 1978. „Allerdings nimmt die Eisbedeckung im Februar keineswegs von Jahr zu Jahr gleichmäßig ab, sondern schwankt erheblich“, erklärt der Meereisphysiker Marcel Nicolaus vom Alfred-Wegener-Institut. Über längere Zeiträume ergibt sich jedoch ein klarer Trend: Die Eisdecke auf dem Nordpolarmeer schrumpft im Monat Februar um durchschnittlich 2,75 Prozent pro Dekade.

"Hinter dieser langfristigen Abnahme steckt eindeutig der Klimawandel."

Meereisphysiker Marcel Nicolaus, Alfred-Wegener-Institut.

Steigen die Temperaturen und verkleinern sich die Eisflächen auf dem Nordpolarmeer, verändern die geringen Unterschiede im Luftdruck zwischen verschiedenen Gebieten den sogenannten Polarjet. Mit diesem Begriff bezeichnen Meteorologen einen Gürtel starker Winde, die mit Geschwindigkeiten von einigen Hundert Kilometern in der Stunde hoch oben in der Atmosphäre von West nach Ost um den Globus brausen. Allerdings bildet der Polarjet keinen perfekten Kreis, sondern kann riesige Schleifen bilden, besonders wenn sich der Temperaturunterschied zwischen dem Norden und dem Süden verringert. Vergrößern sich mit dem Klimawandel also die Schwingungen des Polarjets, dringt mancherorts Warmluft viel weiter als in normalen Zeiten nach Norden und andernorts Kaltluft viel weiter nach Süden.

Erderwärmung sorgt für Kälteeinbruch in Europa

Tümpel aus Schmelzwasser in der Arktis

Genau diese Entwicklung können Klimaforscher bereits beobachten: Die Warmlufteinbrüche in die Arktis kommen nicht nur häufiger, sondern werden auch stärker und dringen weiter nach Norden. Im Februar 2018 schwenkte der Polarwirbel über Grönland besonders weit nach Norden, über Europa reichte er dagegen weit nach Süden. Dabei klemmte er ein Hochdruckgebiet über Skandinavien und ein Tief über Grönland praktisch ein. An deren Flanken flutete eiskalte Polarluft auf kürzestem Weg weit in den Süden Europas, während über Grönland warme Luft weit nach Norden floss, die dort das Bilden einer Eisdecke auf dem Nordpolarmeer bremste.

Hitzerekorde lassen Eis schmelzen

Sommer 2015 in der Arktis: dünnes Eis

Auch in den vorangeganen Jahren machte sich der Klimawandel in den Polregionen bemerkbar. Das überdurchschnittlich warme Jahr 2015, das weltweit Monat für Monat Hitzerekorde zu verzeichnen hatte, machte auch der Arktis schwer zu schaffen: Schon im Sommer 2015 fiel die Eisschmelze um den Nordpol besonders stark aus. Nicht nur die Ausdehnung der Eisfläche lag unter dem mehrjährigen Mittel, das Eis war auch auffallend dünn.

Extrem warmer Winter 2015/16 in der Arktis

Darauf folgte der warme Winter 2015/16: Im Januar 2016 maßen die Forscher des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) in Bremerhaven in der Arktis Temperaturen, die um sechs Grad Celsius über dem Januar-Durchschnitt lagen, im Februar waren es sogar acht Grad über dem langjährigen Monats-Mittel. Entsprechend langsamer als sonst wuchs das arktische Meereis:

Eisfläche der Arktis im Sommer 2015 und im folgenden Winter

Im Februar, wenn die Eisbedeckung ihr jährliches Maximum erreicht, waren 2016 nur 14,25 Millionen Quadratkilometer der Arktis mit Eis bedeckt - fast eine Million weniger als im Durchschnitt der Jahre 1981 bis 2010. Messungen der Eisdicke mit dem Satelliten Cryo-Sat-2 zeigten, dass auch das Wintereis viel dünner als normal ist. Messungen von US-Forschern nördlich von Alaska bestätigen diese Daten: Wo normalerweise das Eis anderthalb Meter dick ist, misst es in diesem Frühjahr nicht mal einen Meter.

Der geringe Eiszuwachs im Winter bestätigte die Befürchtungen der Meereisforscher des AWI: Bei ihrer jährlichen September-Bilanz, wenn die Schmelzsaison zu Ende geht, stellten sie 2016 fest, dass die Fläche des Arktischen Meereises auf eine Größe von knapp 4,1 Millionen Quadratkilometern abgeschmolzen ist. Das war die zweitkleinste Fläche seit Beginn der Satellitenmessungen. Weniger Meereis gab es nur im Negativ-Rekord-Jahr 2012 mit 3,4 Millionen Quadratkilometern. Nordost- und Nordwestpassage sind derzeit gleichzeitig für Schiffe befahrbar. Ebenfalls ungewöhnlich: In der Nähe des Nordpols zeigte das Meereis viele offene Wasserflächen.

Beide Pole verlieren Eismasse

Eis-Volumen

Nach Berechnungen von Forschern hatte 2014 das grönländische Eisschild ein Gesamtvolumen von rund 2,96 Millionen Kubikkilometern und das der Antarktis von etwa 27 Millionen Kubikkilometern. Ein Kubikkilometer (km³) entspricht dem Rauminhalt eines Würfels, der eine Kantenlänge von einem Kilometer besitzt. Ein Kubikkilometer Eis hat ein Gewicht von 920 Millionen Tonnen.

Die polare Eisschmelze ist schneller als je zuvor in den vergangenen zwanzig Jahren, warnte das AWI schon im Sommer 2014: Messungen des ESA-Satelliten CryoSat-2 zeigten, dass die Eisschilde in in Grönland und der Antarktis inzwischen zusammen rund 500 Kubikkilometer Volumen pro Jahr verlieren - fast 500 Milliarden Tonnen.

Der größere Anteil entfällt mit 375 Kubikkilometern auf das grönländische Eis. Seit 2009 habe sich der jährliche Eisverlust in der Westantarktis verdreifacht und in Grönland verdoppelt. Für den Osten der Antarktis konnten die Wissenschaftler einen Eiszuwachs nachweisen - der jedoch die Verluste im Westen nicht aufwiegen kann.

Weiche Gletscher-Rutschbahn

Gletscherspalte in Grönland

Hat die Gletscherschmelze erst einmal begonnen, beschleunigt sie sich selbst - durch das entstehende Schmelzwasser. Es bildet Seen und Flüsse auf den Gletschern, die sich immer weiter ins Eis fressen. Sickert das Wasser durch Eisspalten in die Gletscherbasis, saugt sich der Boden unter dem Gletscher voll und wird instabil. Denn Grönlands Gletscher ruhen nicht auf felsigem, festen Untergrund, sondern auf porösem Sediment. Der Effekt: Der Gletscher rutscht schneller und beschleunigt damit den Eisabbau rapide. Das zeigten Wissenschaftler der University of Cambridge im Herbst 2014 in Simulationen.

"Das grönländische Eisschild ist nicht annähernd so stabil wie wir denken."

Poul Christoffersen, University of Cambridge

Das Eis verabschiedet sich massenweise

Die Polkappen büßen nicht nur an Eisfläche ein, auch die Dicke der Eisschilde nimmt ab. Das zeigte eine Untersuchung der Eisdicke mit Satellitendaten aus den Jahren von 1992 bis 2011, an der Forscher der beiden Münchner Universitäten beteiligt waren. In den beiden Jahrzehnten haben die Eisschilde in der Antarktis und Grönland etwa 4.000 Milliarden Tonnen an Masse verloren. Deren Schmelzwasser hat den Meeresspiegel um rund elf Millimeter steigen lassen, was etwa einem Fünftel des Gesamtanstiegs entspricht.

Permafrostboden taut auf

Nicht nur Meereis und Gletscher schmelzen, auch der Permafrostboden taut auf, in dem große Mengen organischen Materials gelagert sind. Beim Auftauen werden Unmengen an Methan frei - ein Treibhausgas, dass um ein Vielfaches schädlicher wirkt als Kohlendioxid.

Ein Forscherteam untersuchte 2013 die Permafrostböden in der Antarktis und zeigte auf, wie verheerend deren Auftauen ist:


  • "Klimawandel live: Riesiger Eisberg in Antarktis abgebrochen": am 12. Juli 2017 um 18.30 Uhr in der "Rundschau", BR Fernsehen
  • "Eisbär ohne Eis - Klima wandelt Lebensräume": am 20. Januar 2014 um 22 Uhr in "Faszination Wissen", BR Fernsehen
  • "Wenn das Eis in der Arktis schmilzt": am 25. September 2012 um 18.05 Uhr in "IQ - Wissenschaft und Forschung", Bayern 2

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