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Jul 03, 2023

Klimawandel und Meerestemperaturen: Warum gibt es ein Argentinien?

Der Versuch zu erklären, was hinter dem verschwindenden Meereis und der extremen Meereshitze steckt, hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine lebhafte Diskussion ausgelöst. Denn glühende Ozeane verstärken tödliche Hitzewellen, Stürme und Überschwemmungen

Der Versuch zu erklären, was hinter dem verschwindenden Meereis und der extremen Meereshitze steckt, hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine lebhafte Diskussion ausgelöst.

Da glühende Ozeane tödliche Hitzewellen, Stürme und Überschwemmungen an Land verstärken, bleibt das genaue Geschehen unter den Wellen ein großes Unbekanntes. Über 80 Prozent dieser Gewässer sind noch immer nicht kartiert, unbeobachtet und unerforscht.

Während eine kleine Armee von Unterwasserrobotern, Sonaren auf der Meeresoberfläche und Satelliten im Weltraum es Forschern in den letzten Jahren ermöglicht haben, besser zu verstehen, wie sich Treibhausgasemissionen auf die Dynamik der Ozeane auswirken, haben sie noch kaum an der Oberfläche gekratzt.

„Wir wissen nicht wirklich, warum und wie einige sehr interessante Dinge in der Tiefsee passieren“, sagt Nathalie Zilberman, Ozeanographin an der University of California in San Diego. „Wir wissen es nicht, weil es keine Daten gibt.“

Meteorologen wussten bereits im April, dass etwas nicht stimmte, als die Messungen zeigten, dass die Meeresoberflächentemperaturen in Teilen des Nordatlantiks auf ein Niveau anstiegen, das seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen im Jahr 1979 nicht mehr erreicht wurde.

Zu den größten Rätseln gehört, warum im Meereis des Antarktischen Ozeans ein argentiniengroßer Brocken fehlt, der im vergangenen Monat den mit Abstand niedrigsten Stand seit Beginn der Aufzeichnungen im Juni erreichte. Nach Angaben des US-amerikanischen National Snow and Ice Data Centre ist das Meereis dort zwischen 1981 und 2010 um 2,6 Millionen Quadratkilometer unter den Durchschnitt geschrumpft.

Der Versuch zu erklären, was hinter dem schwindenden Meereis in der Antarktis und der extremen Meereshitze steckt, hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine lebhafte Diskussion ausgelöst.

Experten haben auf höhere atmosphärische Temperaturen, eine Abschwächung der Winde, die die Menge an Saharastaub über dem Atlantischen Ozean verringert, einen Rückgang der Schwefeldioxidemissionen von Schiffen – ein Schadstoff, der die Sonnenstrahlung blockiert und den Planeten abkühlen kann – und zunehmende El-Niño-Bedingungen hingewiesen am Pazifischen Ozean.

An Land sind die Dinge sicherer. Klimawissenschaftlern und Meteorologen ist es gelungen, die lokalen Hitzewellen, die Rekordtemperaturen von Japan nach Texas und Sardinien brachten, genau vorherzusagen. Doch noch mehr extreme Ereignisse in den Ozeanen haben sie überrascht.

Meteorologen wussten bereits im April, dass etwas nicht stimmte, als die Messungen zeigten, dass die Meeresoberflächentemperaturen in Teilen des Nordatlantiks auf ein Niveau anstiegen, das seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen im Jahr 1979 nicht mehr beobachtet wurde. Die Anomalien waren so schwerwiegend, dass Wissenschaftler gezwungen waren, die y-Achse zu verlängern auf Diagrammen, um den noch nie dagewesenen Hitzerekorden Rechnung zu tragen.

„Die Temperaturen im Nordatlantik sind beispiellos und geben Anlass zu großer Sorge – viel höher als alles, was die Modelle vorhergesagt haben“, sagte Michael Sparrow, Leiter der Klimaforschungsabteilung der Weltorganisation für Meteorologie, Anfang des Monats. „Dies wird einen Dominoeffekt auf Ökosysteme und Fischerei sowie auf unser Wetter haben.“

Eine weitere Warnung kam von einer anderen Gruppe von Wissenschaftlern, die diese Woche einen Artikel in Nature Communications veröffentlichten, der zu dem Schluss kam, dass ein System, das Wasser im Atlantischen Ozean zirkuliert, zwischen 2025 und 2095 zusammenbrechen könnte, wenn die Treibhausgasemissionen auf dem derzeitigen Niveau anhalten. Die als Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) bekannte Strömung ist ein wichtiges Kippelement im globalen Klimasystem und ihre Schließung hätte schwerwiegende Auswirkungen auf die Nordatlantikregion, sagten Wissenschaftler.

Dahinter verbirgt sich die Tatsache, dass die Ozeane seit 1955 90 Prozent der zusätzlichen Wärme aufgrund wachsender Treibhausgasemissionen aufgenommen haben. Das heißt, sie haben wie ein Schwamm gewirkt und verhindert, dass sich die Atmosphäre noch weiter erwärmt. Das Verständnis der Menschheit darüber, wie diese Wärme gespeichert wird und welche Auswirkungen sie auf Meeresströmungen und den Anstieg des Meeresspiegels hat, ist relativ jung und unvollständig.

Diese Lücke ist hauptsächlich auf die Schwierigkeiten zurückzuführen, zuverlässige und häufige Meeresdaten zu sammeln. Während Hunderttausende über den ganzen Planeten verteilte Wetterstationen an Land jeden Tag Millionen von Datenpunkten sammeln, erschweren die rauen Bedingungen im Wasser die Reproduzierbarkeit dieser Daten. Die Ausrüstung verschlechtert sich schneller und die Wartung ist teurer. Und die Überwachung der Oberfläche reicht nicht aus – auch die Tiefe spielt eine Rolle.

Um dieses Problem zu lösen, gründete eine kleine Gruppe von Ozeanographen 1999 das Argo-Programm. Sie entwickelten zwei Meter lange Roboter, sogenannte „Argo-Floats“, die frei auf Meeresströmungen treiben. Alle 10 Tage reisen sie 2000 Meter unter Wasser, um Daten über Meerestemperaturen und Salzgehalt zu sammeln. Diese Daten werden per Satellit übertragen und stehen Wissenschaftlern überall kostenlos mit einer Verzögerung von 24 Stunden zur Verfügung.

Seitdem wurden über 10.000 dieser Meeresroboter eingesetzt, und etwa 3900 sind heute aktiv. Der Durchbruch, den sie in puncto Daten lieferten, wird mit dem Beginn des Satellitenzeitalters verglichen. Nach Angaben des Konsortiums wissenschaftlicher Organisationen, das das Programm leitet, haben in den letzten zwei Jahrzehnten mehr als 4000 wissenschaftliche Publikationen Argo-Daten verwendet.

Ihre nächste Mission ist die Tiefsee.

„Alles in der Tiefsee ist dramatischer“, sagt Zilberman, der auch Co-Vorsitzender des Deep Argo-Programms ist. „Der Druck ist deutlich höher, die Bedingungen härter und es ist viel kälter.“

Im Jahr 2015 begannen Wissenschaftler damit, die Argo-Floatkörper so zu modifizieren, dass sie tiefer vordringen konnten. Die ersten Versuche scheiterten, Roboter implodierten in Tiefen unter 2600 Metern aufgrund des hohen Drucks. Nach und nach verbesserten sich Design und Materialien. Die Forscher nahmen Änderungen am ursprünglichen Roboter vor und wechselten von der Zylinderform zu Kugeln und von Stahl und Titan zu Glas. Für die neuen Roboter – Deep Argo Floats genannt – entspricht der Aufenthalt eines Jahres in 6000 Metern Tiefe einer vierjährigen Abnutzung in flacheren Gewässern.

Zilberman gehörte zu den Wissenschaftlern, die 2015 480 Kilometer vor der Küste Neuseelands in den Pazifischen Ozean segelten, um die ersten beiden Deep-Argo-Schwimmkörper zu starten. Als junge Forscherin erinnerte sie sich, dass sie sich damals wie die Astronauten gefühlt hatte, die Rover zum Mars schickten. Als die Schwimmkörper über Bord fielen, winkte sie ihnen zu und verabschiedete sich.

„Es war nervenaufreibend“, sagt sie. „Sie schicken einen Roboter, der alle 10 Tage 6000 Meter tief taucht, was könnte da schief gehen?“

Deep Argo befindet sich noch im Pilotmodus, aber einige Roboter haben Daten übermittelt, die es Wissenschaftlern kürzlich ermöglicht haben, ein besseres Verständnis der Tiefengewässer im australisch-antarktischen Becken zu erlangen, einer der weniger erforschten Ecken des Planeten. Andere Missionen haben eine umfassende Erwärmung im Südpolarmeer und einen Abkühlungstrend in einigen Teilen der Tiefen des Nordatlantiks festgestellt. Aber bei nur 200 aktiven Robotern ist es schwierig, sich ein vollständiges Bild davon zu machen, was diese Trends weltweit bedeuten.

„Sie benötigen mehr Deep-Argo-Schwimmkörper, etwa 1200“, sagt Zilberman. „Aber es ist eine Frage der Finanzierung – Deep Argo Floats kosten zwei- bis dreimal mehr als normale Floats.“

Obwohl Deep-Argo-Roboter teuer sind, ist ihr Einsatz immer noch günstiger als der Einsatz von Schiffen, die Geräte für ähnliche Messungen transportieren. Diese schiffsgestützten Beobachtungen, die seit den 1980er Jahren durchgeführt werden, können bis zu 35.000 US-Dollar (52.000 US-Dollar) pro Tag kosten.

Die Dringlichkeit für mehr Forschung in der Tiefsee ist gewachsen, da das Ausmaß der Klimakrise offensichtlich geworden ist. Aber für Zilberman gab es immer ein Unentschieden. Sie beschloss, Ozeanographin zu werden und sich auf die Tiefsee zu konzentrieren, nachdem sie als Kind Dokumentarfilme von Jacques Cousteau gesehen hatte. „Damit ist eine Herausforderung verbunden, die es noch spannender macht“, sagt sie.

Bloomberg

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