Auch in der Deutschen Bucht ist es wärmer als je zuvor

Forscher weltweit schlagen Alarm: Die Meerestemperaturen sind so hoch wie nie zuvor. Auch die Nordsee erlebte 2023 dramatische Rekordwerte, wie Messungen der Biologischen Anstalt Helgoland des Alfred-Wegener-Instituts zeigen. Wie Daten der Zeitreihe Helgoland Reede zudem zeigen: Es ist nicht das erste Jahr, in dem die Deutsche Bucht marine Hitzewellen erlebte. Die hohen Temperaturen und Extremwetterereignisse sind ein Produkt des Klimawandels und könnten erhebliche Auswirkungen auf das Ökosystem haben.

Im vergangenen Jahr waren die Ozeane so wärm wie nie zuvor seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Auch unsere Nordsee bildete da keine Ausnahme, wie Experten der Biologischen Anstalt Helgoland (BAH) des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) ermittelten. Und wenn man die ersten Monate des Jahres 2024 betrachtet, ist kein Ende dieses Trends in Sicht: Die Mittelwerte für Januar, Februar, März und April 2024 gehören zu den zehn wärmsten Monaten seit 1962.

Der März 2024 war mit einer mittleren Wassertemperatur von 6,9 Grad Celsius sogar der wärmste März seit 1962. Temperaturdaten der Zeitreihe Helgoland-Reede zeigen, dass die mittlere Wassertemperatur im Jahr 2023 bei knapp 11,9 Grad Celsius lag.

Die jüngste Analyse wurde veröffentlicht In Limnologie und Ozeanographie mit früheren Forschungsarbeiten veröffentlicht in Fortschritte in der Ozeanographie Und Kommunikationsbiologie .

„Damit war das Jahr 2023 ein Rekordjahr seit Beginn unserer Zeitreihe im Jahr 1962“, sagt Dr. Inga Kirstein, Wissenschaftlerin am BAH. Dies begann bereits im Januar, der mit rund 7,2 Grad der zweitwärmste aller Zeiten war. Zwar war er kein Rekordtag in der Zeitreihe, aber der 12. September war der Tag mit der höchsten jemals gemessenen Wassertemperatur im Jahr 2023; die AWI-Experten maßen eine Temperatur von 19,5 Grad.

Auch wenn das Jahr 2023 von marinen Hitzewellen geprägt war, war es nicht das erste Jahr, in dem die Nordsee davon betroffen war. In einer aktuellen Studie analysierten AWI-Forscher Temperaturdaten der Meeresoberfläche von 1962 bis 2018, die von der Helgoland-Reede aus gemessen wurden. Marine Hitzewellen sind nicht auf den Sommer beschränkt; sie können auch in anderen Jahreszeiten auftreten, sogar im Winter, wenn die Wassertemperaturen deutlich über den Normalwerten liegen.

Wie die Daten zeigten, ist die Häufigkeit intensiver Hitzewellen seit den 1990er Jahren gestiegen, vor allem in den Monaten März bis April und Juli bis September. Dabei ist das dritte Quartal des Jahres die höchste Häufigkeit mariner Hitzewellen. Seit 1990 beobachten die AWI-Forscher auf Helgoland und Sylt neue Temperaturmuster: Es gibt deutlich mehr warme Tage im Sommer und deutlich weniger extrem kalte Tage im Winter.

„So hatten wir von 1962 bis 1990 insgesamt 24 Monate mit einer Durchschnittstemperatur unter drei Grad Celsius; seit 1990 sind es nur noch fünf Monate. Gleichzeitig gab es bis 1990 nur acht Monate mit Durchschnittstemperaturen über 17 Grad und von 1990 bis Ende 2023 waren es nicht weniger als 53 Monate.“ Zudem treten ungewöhnlich hohe Temperaturen inzwischen früher im Jahr auf.

„Insbesondere die Deutsche Bucht hat seit den 1990er Jahren einen starken Temperaturanstieg erlebt“, sagt Prof. Karen Wiltshire, Direktorin des BAH. Die Daten zeigen zudem einen Zusammenhang zwischen den Monatstemperaturen in der Deutschen Bucht und auf dem deutschen Festland: Marine Hitzewellen traten häufiger im Spätsommer auf, während oder kurz nach atmosphärischen Hitzewellen, wenn die Temperaturen am höchsten waren, was auf eine Kopplung zwischen Ozeantemperaturen und Atmosphärentemperaturen hindeutet.

„Die Nordsee erwärmt sich deshalb so schnell, weil sie ein Schelfmeer ist, das wie eine riesige Pfütze von Landmassen umgeben ist. Daher stimmen die Temperaturtrends auf dem Festland absolut mit denen der Wassertemperatur überein.“

Die Experten betrachten den Klimawandel und die daraus resultierende globale Erwärmung als Hauptursache für die hohen Temperaturen an der Meeresoberfläche und die zunehmende Häufigkeit extremer Ereignisse wie mariner Hitzewellen.

Auswirkungen auf Ökosysteme

Was bedeuten diese Erkenntnisse für die Nordsee und ihr Ökosystem? Steigende Wassertemperaturen im Meer und extreme Temperaturereignisse wie marine Hitzewellen können biologische Reaktionen hervorrufen. Aufgrund der Durchmischung der Wassersäule an der Küste werden marine Hitzewellen höchstwahrscheinlich nicht nur die oberen Wasserschichten, sondern auch Lebensräume am Meeresboden beeinträchtigen.

In der Nordsee sind bereits jahrzehntelange Veränderungen zu beobachten, etwa im Vorkommen von Arten oder der Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften. Dabei ist die Temperatur einer der wichtigsten Treiber für die Artenvielfalt und Artenverteilung.

„Meeresorganismen reagieren auf den Klimawandel auf unterschiedliche Weise. Wir beobachten diese Veränderungen auch in unserer Forschung und untersuchen derzeit, wie sich marine Hitzewellen auf das planktonische Nahrungsnetz auswirken, etwa auf die Zusammensetzung oder Häufigkeit von Planktongemeinschaften und einzelnen Arten“, sagt Inga Kirstein.

In einer Mesokosmos-Studie konnte der AWI-Forscher bereits nachweisen, dass Erwärmung, Versauerung und verändertes Nahrungsangebot zusammengenommen die Planktondynamik zugunsten kleinerer Planktonarten beeinflussen. Dies kann wiederum Auswirkungen auf Nahrungsnetze haben, denn Plankton ist ein Grundnahrungsmittel für viele Meeresorganismen. Steigende Temperaturen und die zunehmende Häufigkeit mariner Hitzewellen in den letzten Jahrzehnten, die mit den grundlegenden Veränderungen in der Deutschen Bucht in Zusammenhang stehen, geben ökologisch und gesellschaftlich Anlass zur Sorge.

Die ökologische Zeitreihe Helgoland Reede

Seit 1962 erfassen Forscher der Biologischen Anstalt Helgoland fast täglich Temperatur, Salzgehalt und Nährstoffgehalt in der Deutschen Bucht und ermitteln die Planktonzusammensetzung. Heute ist die Helgoland Reede eine der wichtigsten und detailliertesten ökologischen Zeitreihen überhaupt.

Damit können Forscher am AWI und aus aller Welt die Auswirkungen des Klimawandels in der Nordsee in den vergangenen 60 Jahren lückenlos dokumentieren und feststellen, ob es sich bei bestimmten Veränderungen um natürliche, zyklische Schwankungen oder menschengemachte Trends handelt. Die Daten werden in der Weltdatenbank PANGAEA des Alfred-Wegener-Instituts archiviert und für kommende Generationen verfügbar gemacht.