Meereis

Die eisfreie Nordostpassage kommt – aber wann?

Die Flächenabnahme des arktischen Meereises seit den beginnenden 1980er-Jahren gehört zu den markantesten Auswirkungen des gegenwärtigen Klimawandels. Eine weitere Abnahme in der Zukunft würde zu deutlichen Veränderungen für den Menschen, aber auch für die Natur führen.

Meereis ist gefrorenes Meereswasser, das auf Grund seines geringeren spezifischen Gewichtes auf dem Meerwasser schwimmt (Abb. 1). Im Gegensatz zu den polaren Eismassen auf dem Festland weist das Meereis eine starke jahreszeitliche Schwankung seiner räumlichen Ausdehnung auf. Zusätzlich unterliegt die Ausdehnung des Meereises auch einer Veränderung von Jahr zu Jahr. Die minimale jährliche Ausdehnung des Meereises wird derzeit in der Klimaforschung intensiv diskutiert, insbesondere für die Arktis im Nordsommer.

Einfluss auf Salzgehalt, Meeresströmungen und Erdklima

Die beobachtete deutliche Abnahme der arktischen Meereisausdehnung hat nicht nur über Rückkopplungseffekte deutliche Folgen für das Erdklima, sondern ist auch für die polare Ökologie und allgemein für den Menschen von großer Bedeutung. Während Meereis im Bereich der Arktis mehrere Jahre alt werden kann, schmilzt das Meereeis im Bereich der Antarktis jedes Jahr im Südsommer fast gänzlich weg und wird im Südwinter neu gebildet (Abb. 2). Die eindrucksvollen im Meer schwimmenden Eisberge, die immer wieder von kalbenden Gletschern der polaren Eismassen abbrechen, werden auf Grund ihrer unterschiedlichen Entstehung nicht als Meereis bezeichnet (vgl. Auflösung des Larsen-B-Schelfs).

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Abb. 1: Meereis vor der Küste Grönlands (Weyss G., ZAMG).

Viele Vorgänge bei der Meereisbildung, etwa der Einfluss auf den CO2-Austausch zwischen Meerwasser und Atmosphäre, werden noch ungenügend verstanden. Klar ist hingegen, dass beim Gefrieren des Meerwassers (ab ca. –1,8° C) nur die Wassermoleküle in den Prozess einbezogen werden, während das gelöste Salz im Meerwasser zurückbleibt. Es kommt zu einer Salzanreicherung des Wassers, wodurch – zusätzlich zu den kälteren Wassertemperaturen im arktischen Bereich – das spezifische Gewicht des Wassers erhöht wird. Dieses salzreiche und kalte Wasser sinkt im Bereich des Nordatlantiks ab und treibt dadurch die globale Ozeanzirkulation an.

Das Meereis in der Artkis nimmt deutlich ab

Das Meereis hat aber auch einen großen Einfluss auf den Austausch von Energie und Wasserdampf zwischen dem Meer und der Atmosphäre. Ist das Meer von einer Eisschicht bedeckt, wird ein wesentlich größerer Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung wieder reflektiert. Gleichzeitig kann sich die Luftschicht über dem Eis wesentlich stärker abkühlen als über den Wasserflächen, da das Meerwasser viel an gespeicherter Wärme an die Luft abgeben und daher ausgleichend wirken kann. Daraus wird klar, dass eine Veränderung der Größe der Meereisfläche das Klima verändert.

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Abb. 2: Ausdehnung des Meereseises in der Arktis (oben) und in der Antarktis (unten) im März (links) und September (rechts) im Mittel des Zeitraums 1979–2007 (NSIDC 2010b).

Die Lufttemperatur steigt, Windmuster verändern sich

Veränderungen der Meereisausdehnung und der Eismächtigkeiten kommen nicht nur durch die Veränderung der Lufttemperatur zustande, sondern werden auch durch die Veränderungen der großräumigen Windmuster bestimmt. Diese können für die Nordpolregion gut durch die so genannte Arktische Oszillation beschrieben werden, die die Ausprägung des polaren Tiefdruckwirbels und die Nord-Süd-Verschiebung der Polarfront erfasst. Die dadurch veränderten Windmuster können die Eisschmelze durch verstärkte oder abgeschwächte Drift des Eises in südlichere und damit wärmere Regionen deutlich beeinflussen. Auch wenn mehrere Zusammenhänge zwischen der Klimaänderung und der Meereisausdehnung derzeit nicht verstanden werden, steht außer Frage, dass sowohl die Temperaturzunahme als auch die Veränderung der atmosphärischen Zirkulation im Bereich der Arktis zu der deutlichen Abnahme der Meereisfläche geführt haben. Zurzeit kann jedoch der vom Menschen verursachte Anteil nicht genau beziffert werden.

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Abb. 3: Entwicklung der Meereisfläche der Antarktis (rot) und der Arktis (blau) seit 1979 (NSIDC 2010b).

Zur Zeit der maximalen jährlichen Eisausdehnung im Spätwinter erstreckt sich das arktische Meereis über eine Fläche von etwa 14 bis 16 Mio. km², das antarktische Meereis über etwa 17 bis 20 Mio. km². Normalerweise fällt in der Antarktis die Abnahme der Meereisfläche während des Sommers auf etwa 3 bis 4 Mio. km² viel stärker aus als in der Arktis, wo etwa 7 Mio. km² verbleiben (Abb. 3). In den letzten Jahren wies das arktische Meereis jedoch deutlich kleinere Minima von nur 4 bis 6 Mio. km² auf. Für die Antarktis wurde dagegen ein schwach steigender Trend der minimalen Eisausdehnung festgestellt. Allgemein muss jedoch gesagt werden, dass die Zeitreihen mit brauchbaren Messungen der Meereisfläche sehr kurz sind. Erst durch Auswertungen von Satellitendaten liegen seit 1979 flächendeckende Informationen vor. Neben der deutlichen Abnahme der Ausdehnung des arktischen Meereises wurde in den letzten Jahren auch eine deutliche Abnahme des Alters des Eises festgestellt. Älteres Eis, das mehrere Jahre überdauert hat, verschwindet vermehrt und wird nicht neu gebildet.

Nachteile für das Ökosystem, Vorteile für die Wirtschaft

Eine weitere Abnahme der arktischen Meereisfläche in der Zukunft könnte zu deutlichen Veränderungen nicht nur des Erdklimas führen, sondern auch für arktische Lebens- und Wirtschaftsräume. Während von Ökologen immer wieder die Einschränkungen für tierische Lebensräume wie des Eisbären diskutiert werden, sind für die ökonomische Vorteile wie der bessere Zugang zu marinen Bodenschätzen oder Erleichterung bei Transportwegen (z.B. eisfreie Nordostpassage) zu erwarten.

 

Literatur:

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