Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rückgang von Meereis in der Arktis ist kein Zufall

02.05.2012
Das unerwartet schnelle Schmelzen von Meereis in der Arktis wird häufig als Beleg für den menschengemachten Klimawandel angeführt.

In einer jetzt erschienenen Studie haben Wissenschaftler des MPI für Meteorologie untersucht, ob diese Interpretation wissenschaftlich haltbar ist. Dabei zeigte sich, dass der beobachtete Rückgang von Meereis in der Arktis nicht durch natürliche Schwankungen erklärt werden kann.


Arktisches Meereis
Foto: Dirk Notz, MPI für Meteorologie

Bei der Suche nach einem äußeren Antrieb für den Meereisrückgang in der Arktis fanden die Forscher einen klaren Zusammenhang mit dem Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen. Für das Meereis in der Antarktis konnten sie allerdings keinen solchen Zusammenhang feststellen – aus gutem Grund.

Normalerweise verwenden Forscher komplexe Klimamodelle, um die Ursache für eine beobachtete Veränderung im Klimasystem zu identifizieren. Die Wissenschaftler des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie verfolgten jedoch eine andere Strategie, um herauszufinden, warum das Meereis in der Arktis in den letzten Jahren so schnell zurückgegangen ist. Dr. Dirk Notz, Leiter der Meereis-Forschungsgruppe und Hauptautor der jetzt in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters [1] erschienen Studie, erläutert warum: „Meereis ist so dünn, dass es äußerst sensibel auf die in der Arktis vorherrschenden starken natürlichen Wetter- und Klimaschwankungen reagiert. Da die zeitliche Abfolge dieser Schwankungen chaotisch ist, kann sie von normalen Klimamodellen nicht richtig simuliert werden. Solche Modelle sind daher nicht unbedingt das beste Werkzeug, um herauszufinden, ob natürliche Schwankungen den Rückgang des Meereises in den letzten Jahren verursacht haben.“

Die Forscher benutzten stattdessen einen historischen Datensatz, in dessen Rahmen die natürlichen Schwankungen des Arktischen Meereises vom Beginn der 1950er bis zum Ende der 1970er Jahre aufgezeichnet worden waren. Diese natürlichen Schwankungen des Meereises verglichen die Forscher mit der Entwicklung des Meereises in den letzten 30 Jahren. Dabei zeigte sich, dass der Meereisrückgang in den letzten Jahrzehnten nicht durch natürliche Schwankungen verursacht worden sein kann. Die Forscher konnten darüber hinaus nachweisen, dass sich der Rückgang von Meereis nicht selbst verstärkt. Es gibt also keinen Teufelskreis, der das Meereis immer weiter zurückgehen lässt: „Immer wenn es in den Datensätzen einmal einen starken Rückgang des Meereises von einem Jahr zum nächsten gab, wurde dieser Rückgang im Folgejahr wieder teilweise ausgeglichen“, erläutert Dirk Notz. Dies wäre nicht der Fall, wenn sich der Rückgang des Eises selbst verstärken würde.

Prof. Jochem Marotzke, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie und Zweitautor der Studie, beschreibt die nächsten Schritte der Forscher: „Nachdem wir natürliche Schwankungen und eine Selbstverstärkung als Ursache für den Rückgang des Eises ausschließen konnten, war klar, dass irgendein äußerer Antrieb das Eis immer weiter zurückgehen lässt. Wir machten uns daher auf die Suche nach einem äußeren Antrieb, der einen physikalisch plausiblen Zusammenhang mit dem Meereisrückgang zeigt.“ Die Forscher untersuchten zum Beispiel die Stärke der Sonnenstrahlung. „Hier würde ein physikalisch plausibler Zusammenhang zum Meereisrückgang nur dann existieren können, wenn die Sonnenstrahlung in den letzten Jahren stärker geworden wäre.“ Jedoch ist das Gegenteil der Fall, die Sonnenstrahlung hat in den letzten Jahrzehnten leicht abgenommen. Es ist daher physikalisch äußerst unwahrscheinlich, dass Schwankungen in der Sonnenstrahlung der Hauptantrieb für den beobachteten Rückgang des Meereises waren. Ebenso konnten die Forscher keinen plausiblen Zusammenhang der beobachteten Meereisentwicklung mit Veränderungen der vorherrschenden Windmuster, Vulkanausbrüchen, kosmischer Strahlung oder ozeanischen Wärmetransporten finden.

„Am Ende blieb in unserer Liste möglicher Antriebe nur der Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen übrig“, erklärt Notz. „Aufgrund fundamentaler physikalischer Gesetze würden wir erwarten, dass ein Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen zu einer Erwärmung und damit einem Rückgang des Meereises führt. Und genau dies wird auch beobachtet“. Der physikalische Zusammenhang zwischen dem Anstieg der Treibhausgaskonzentration und dem Rückgang von Meereis ist dabei recht einfach zu verstehen, fügt er hinzu: „Treibhausgase erhöhen die einfallende Wärmestrahlung. Diese Wärmestrahlung wiederum ist der wichtigste Faktor im Wärmehaushalt von Arktischem Meereis.“

In der Antarktis ist die Lage hingegen völlig anders. Hier nimmt die Ausdehnung von Meereis sogar leicht zu, woraus sich schließen lässt, dass hier der Anstieg der Treibhausgase nicht der Antrieb für die beobachteten Veränderungen sein kann. Der Hauptgrund für diese Unterschiede zwischen den beiden Polargebieten liegt in der jeweiligen Landverteilung. In der Arktis ist das Eis auf dem Arktischen Ozean weitestgehend von Landmassen umschlossen, die Ausdehnung des Eises hängt daher vor allem vom jeweiligen Schmelzen und Gefrieren ab. Daher spielen Treibhausgase mit ihrem Einfluss auf die Wärmeflüsse in der Arktis eine dominierende Rolle für die Entwicklung des Meereises. In der Antarktis treibt das Meereis hingegen völlig frei im Südlichen Ozean. Die Meereisausdehnung dort hängt daher primär von den vorherrschenden Winden ab. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Anstieg der Treibhausgaskonzentration bisher keinen starken, direkten Einfluss auf das Meereis in der Antarktis gehabt hat. Dort wird die Ausdehnung primär von der Entwicklung der Windsysteme und Meeresströmungen bestimmt.“, erklärt Marotzke. „In dem von Land umschlossenen Arktischen Ozean hingegen ist augenscheinlich die Zunahme der Treibhausgase hauptverantwortlich für die beobachtete Abnahme des Meereises.“

[1] Die Originalveröffentlichung ist frei zugänglich unter http://dx.doi.org/10.1029/2012GL051094

Notz, D. and J. Marotzke (2012), Observational record reveals external driver for Arctic sea-ice retreat, Geophys. Res. Lett., VOL. 39, L08502, 6 PP., 2012, doi:10.1029/2012GL051094.

Kontakt:

Dr. Dirk Notz
Leiter der Meereis-Forschungsgruppe
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Telefon: +49 (0)40 41173 - 163
E-Mail: dirk.notz@zmaw.de

Prof. Jochem Marotzke
Direktor
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Telefon: +49 (0)40 41173 - 440 (Sekretariat Fr. Müller: -311)
E-Mail: jochem.marotzke@zmaw.de

Dr. Annette Kirk | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.zmaw.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Expedition ans Ende der Welt
29.11.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lakkolithe können auch während eines Vulkanausbruchs entstehen
24.11.2016 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie