Forscher der Universität Utrecht haben gezeigt, dass unter bestimmten Bedingungen das Abschmelzen des westantarktischen Eisschildes die meridionale Umwälzströmung im Atlantik (AMOC) stabilisieren kann. Die AMOC ist ein zentrales Element des globalen Ozeanzirkulationssystems und spielt eine entscheidende Rolle für das Klima der Erde. Sie wird oft als „ozeanischer Förderband“ oder „thermohaline Zirkulation“ bezeichnet und bringt Wärme von den Tropen zu den nördlichen Breiten und reguliert so das Klima in Europa und Nordamerika. Die am 14. November in Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, wie Süßwasser aus dem Süden die Abschwächung dieser wichtigen Meeresströmung verlangsamen kann.
Die Atlantische Meridionale Umwälzströmung, die AMOC, gilt seit langem als tickende Zeitbombe. Mit der Erwärmung des Planeten und dem Abfluss von Schmelzwasser aus Grönland in den Ozean könnte dieser ozeanische Motor schwächer werden oder sogar zusammenbrechen, was erhebliche Folgen für das Klima in Europa hätte.
Neue Forschungsergebnisse von Sacha Sinet, Postdoktorand am Institut für Meeres- und Atmosphärenforschung Utrecht, und seinen Co-Autoren Anna von der Heydt und Henk Dijkstra zeigen, dass Veränderungen in einem Teil des Klimasystems manchmal Veränderungen in einem anderen Teil ausgleichen können, anstatt sie zu verstärken.
Eine stabilisierende Wirkung
Die Studie zeigt, dass Schmelzwasser aus dem Süden die AMOC widerstandsfähiger gegen Störungen aus dem Norden machen kann. „In meinen Modellversuchen kann die Ozeanzirkulation mehr Schmelzwasser aus Grönland bewältigen, wenn Schmelzwasser in der Nähe der Westantarktis freigesetzt wird“, sagt Sinet. „Das nennen wir eine stabilisierende Wechselwirkung.“ Die Tatsache, dass Schmelzwasser aus der Westantarktis die AMOC stabilisieren kann, ist jedoch keine gute Nachricht.
Sowohl die AMOC als auch die Eisschilde Grönlands und der Westantarktis gehören zu den wichtigsten „Kippelementen“ des Klimasystems: Komponenten, die sich abrupt verändern können, sobald eine kritische Schwelle überschritten wird. Kipppunkte können sich auch gegenseitig beeinflussen: Der Zusammenbruch eines Systems kann einen Dominoeffekt in anderen Systemen auslösen.
Die Forschung zu Kipppunkten konzentriert sich oft auf verstärkende Wechselwirkungen, die solche Dominoeffekte beschleunigen können. Sinets Studie zeigt, dass stabilisierende Wechselwirkungen ebenso wichtig sind, da sie einem System helfen, Veränderungen zu widerstehen, anstatt sie zu beschleunigen.
Von konzeptionellen zu komplexen Modellen. Klimakipppunkte sind kritische Schwellen im Klimasystem der Erde. Wenn eine dieser Schwellen überschritten wird, kann ein Teil des Systems plötzlich und oft irreversibel in einen neuen Zustand wechseln. Solche Veränderungen geschehen nicht linear oder graduell, sondern beschleunigt und oft unumkehrbar, was dramatische Auswirkungen auf das globale Klima haben kann.
Die Idee, dass südliches Schmelzwasser die Ozeanzirkulation dämpfen oder verstärken kann, wurde zuvor in vereinfachten konzeptionellen Klimamodellen demonstriert. „Stellen Sie sich einen Ozean vor, der aus mehreren miteinander verbundenen Wasserbehältern besteht“, erklärt Sinet. „Diese Modelle helfen uns, die zugrunde liegenden Mechanismen zu verstehen, aber sie erfassen nur einen Teil der tatsächlichen Physik des Klimas.“
Seine neue Studie geht einen Schritt weiter und verwendet ein Klimamodell mittlerer Komplexität, das Ozean und Atmosphäre realistischer simuliert. „Wir hatten gute theoretische Gründe, dies zu erwarten, aber es war dennoch überraschend, dies in den Simulationen zu sehen“, sagt Sinet. „Es ist bemerkenswert, wenn sich die eigenen Erwartungen in einem Klimamodell bestätigen, das näher an der Realität ist.“
Kein Grund zur Selbstzufriedenheit
Dennoch warnt der Forscher vor allzu optimistischen Interpretationen. Die Tatsache, dass das Schmelzwasser der Westantarktis die AMOC stabilisieren kann, ist keine gute Nachricht. „Wir sprechen hier von einem Szenario, in dem eine ganze Eisdecke verschwindet und der Meeresspiegel um mehrere Meter ansteigt“, betont Sinet. „Das allein wäre schon katastrophal. Meine Studie zeigt vor allem, dass wir auch stabilisierende Wechselwirkungen verstehen müssen, da sie ebenfalls bestimmen, wie sich das Klimasystem in Zukunft entwickeln könnte.“