Die Arktis beeinflusst das Klima Europas

Verbessertes Klimamodell sagt häufigere kalte Winter voraus

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes, der GKSS und weiterer Forschungsinstitutionen entwickelten im Rahmen eines EU-Projektes ein Ozean-Atmosphären-Modell, das verbesserte Aussagen zur Klimaentwicklung erlaubt. Dies gelang durch eine genauere Berechnung des Rückstrahlvermögens für Sonnenstrahlung, dem offenbar wichtigsten Faktor für die polare Verstärkung der globalen Erwärmung. Die Simulation zeigt eine deutliche Veränderung des Wettergeschehens im nordatlantischen Raum. Trockene und kalte Winter könnten häufiger auftreten als bisher angenommen.
Sonne, Eis und Schnee

Das globale Klima wird maßgeblich durch die Polarregionen beeinflusst: Eisflächen besitzen ein großes Rückstrahlvermögen für Sonnenstrahlung, die Albedo. Vom Eis bedeckte Bereiche erwärmen sich daher deutlich weniger als unbedeckte Gebiete. Führt globale Erwärmung zu einem Rückgang der Eisbedeckung, sinkt die Albedo und verstärkt damit die Erwärmung weiter. Mögliche Änderungen der Eisdicke, der Eisausdehnung und der beschriebenen Eis- und Schnee-Albedo-Rückkopplung stellen bisher eine der größten Unsicherheiten bei der Vorhersage der zukünftigen Klimaentwicklung dar. Eine verbesserte Berechnung der Eis- und Schnee-Albedo-Rückkopplung wurde zunächst in einem regionalen Klimamodell der Arktis getestet und dann in einem globalen Klimamodell des gekoppelten Systems Atmosphäre-Ozean-Meereis berücksichtigt. „Ein Modelllauf über 500 Jahre dauert ungefähr zwei Monate“, erklärt Andreas Benkel vom GKSS-Forschungszentrum in Geesthacht. „In der Regel läuft so eine Simulation in vielen Teilstücken von zehn Jahren, dann wird gespeichert und neu gestartet.“

Globale Auswirkungen arktischer Klimaprozesse

Die Modellierungsergebnisse zeigen eine Umverteilung der Energieflüsse in der Arktis. Dadurch wird die Nordatlantische Oszillation (NAO) beeinflusst. Unter der NAO versteht man die Schwankung des Druckverhältnisses zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden des Nordatlantiks. Man unterscheidet eine positive und eine negative Phase. Diese Luftdruckschwankungen gehen in der positiven Phase einher mit einer verstärkten West-Ost-Strömung über dem Nordatlantik. Dadurch gelangt vermehrt warme und feuchte Meeresluft nach Nord- und Mitteleuropa. In der negativen Phase schwächt sich die West-Ost-Strömung ab und es wird verstärkt kalte Polarluft nach Europa transportiert. „Die gegenwärtig beobachtete Erwärmung im Winter steht im Zusammenhang mit den Änderungen der Fernverbindungsmuster der Nordatlantischen Oszillation oder der Arktischen Oszillation“, so Prof. Dr. Klaus Dethloff vom Alfred-Wegener-Institut. „Dieses globale Muster der Luftdruck- und Temperaturverteilung hat sich in den letzten fünf Jahrzehnten deutlich verändert. In den Wintern trat eine deutliche Erwärmung und in den Sommern ein leichte Abkühlung auf.“ Das verbesserte Modell sagt eine Tendenz zur negativen NAO-Phase voraus. „Die verbesserte Parametrisierung des Klimamodells zeigt, dass die globalen Muster der mittleren Troposphäre denen der nordatlantischen und arktischen Oszillation ähneln“, sagt Klaus Dethloff. Diese Schwankungen üben einen starken Einfluss auf das Klima Europas aus. Die Stärke der Westwinde und der Verlauf von Stürmen werden beeinflusst. Kalte und trockene Winter könnten somit häufiger auftreten.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der fünfzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.