Das schwindende arktische Meereis hat nachhaltige Auswirkungen auf das globale Klima

Da die Auswirkungen des Klimawandels auf der ganzen Welt zu spüren sind, erfährt kein Gebiet drastischere Veränderungen als die nördliche Polarregion. Studien haben gezeigt, dass sich die Arktis zwei- bis dreimal so schnell erwärmt wie der Rest des Planeten, was zu einem raschen Volumenverlust des Meereises führt.

Dieser Meereisverlust, der mit einer durchschnittlichen Rate von etwa 13 Prozent pro Jahrzehnt zurückgeht, hat laut einer neuen Studie, die diesen Monat in veröffentlicht wurde, lang anhaltende klimatische Auswirkungen in der Arktis und darüber hinaus Naturkommunikation.

Das Forschungsteam unter der Leitung des Atmosphärenwissenschaftlers Aiguo Dai von der University of Albany analysierte Beobachtungsdaten und Klimamodellsimulationen, um zu zeigen, wie Schwankungen der arktischen Meereisbedeckung multidekadische Schwankungen der Oberflächentemperaturen nicht nur in der Arktis, sondern auch in der Arktis verstärken können der Nordatlantik.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass die jüngste – und zukünftige – Abnahme der Meereisbedeckung einen signifikanten Einfluss auf das globale Klima hat.

„Durch unsere Studie haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass Schwankungen in Meereis-Luft-Wechselwirkungen multidekadische Klimaschwankungen nicht nur in der Arktis, sondern auch im Nordatlantik stark vergrößern oder verstärken können“, sagte Dai, ein angesehener Professor an der UAlbany Institut für Atmosphäre und Umweltwissenschaften.

„Da das arktische Meereis weiter schmilzt, werden seine Auswirkungen in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlich noch stärker zu spüren sein, nicht nur in der Arktis, sondern auch über dem Nordatlantik und anderen Regionen auf der ganzen Welt“, sagte Dai. „Das liegt daran, dass Anomalien der Meeresoberflächentemperatur im Nordatlantik die atmosphärischen Zirkulationsmuster über Europa, Nordamerika, Westafrika und Südamerika beeinflussen können, was zu Temperatur- und Niederschlagsänderungen in diesen Regionen führt.“

Wechselwirkungen zwischen Meereis und Luft

Die Forscher verwendeten öffentlich zugängliche Beobachtungsdaten, gekoppelt mit zwei neuartigen Klimamodellsimulationen, die über einen Computer durchgeführt wurden, der im UAlbany Data Center gehostet wird. In einer Simulation durfte die arktische Meereisbedeckung frei schwanken, basierend auf sich ändernden klimatischen Bedingungen, während die andere Parallelsimulation ohne jährliche Schwankungen des Meereises durchgeführt wurde.

Als die Meereisbedeckung behoben wurde, wurden multidekadische Klimaschwankungen sowohl in der Arktis als auch im Nordatlantik um 20 bis 50 Prozent reduziert. Dies deutet darauf hin, dass Meereis-Luft-Wechselwirkungen eine entscheidende Rolle bei der Regulierung von Klimaschwankungen spielen.

Die Forscher führten zusätzliche Simulationen mit steigenden Kohlendioxidwerten um 1 Prozent pro Jahr durch, um ihre Ergebnisse weiter zu bestätigen. Derzeit untersuchen sie weitere mögliche Einflüsse des arktischen Meereises, etwa auf die El Nino-Southern Oscillation im tropischen Pazifik.

Jiechun Deng, ein Atmosphärenwissenschaftler an der Nanjing University of Information Science and Technology, arbeitete von 2018 bis 2020 als wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Dai an der UAlbany. Er ist der Hauptautor der Studie.

„Die Zusammenarbeit mit Prof. Dai an der UAlbany war eine wirklich inspirierende Erfahrung“, sagte Deng. „Unsere Forschung unterstreicht die entscheidende Rolle der Meereis-Luft-Kopplung bei der Verstärkung der multidekadischen Variabilität. Dadurch trägt sie zur laufenden Debatte über die Rolle des Meereises im jüngsten dekadischen Temperaturtrend sowohl in der Arktis als auch in den mittleren Breiten bei.“

Arktische Verstärkung

Diese Studie ist die neueste in einer Reihe von Naturkommunikation Artikel, die von Dai und seinem Team in den letzten Jahren veröffentlicht wurden und sich auf Veränderungen des arktischen Klimas konzentrieren.

Im Jahr 2019 leitete Dai eine Studie, in der die Ursachen der Arktischen Verstärkung (Arctic Amplification, AA) untersucht wurden, der Begriff, der verwendet wird, um die zwei- bis dreimal so hohe Erwärmung der Arktis im Vergleich zum Rest des Planeten zu beschreiben. Die für diese Studie verwendeten Klimasimulationen zeigten, dass zusätzliches AA nicht abnehmen wird, bis fast das gesamte Meereis der Arktis im 23. Jahrhundert geschmolzen ist.

Darüber hinaus kam diese Studie zu dem Schluss, dass AA nicht existieren würde, wenn Oberflächenflüsse mit einer festen Meereisbedeckung berechnet würden, was wiederum darauf hindeutet, dass der Verlust des arktischen Meereises tiefgreifende klimatische Auswirkungen hat.

„Die Take-Home-Message hier ist, dass die arktische Region sehr wichtig für das Klima der Erde ist und das schnelle Schmelzen ihres Meereises weltweit erhebliche klimatische Auswirkungen hat und auch weiterhin haben wird“, sagte Dai.