Der Weltozean verliert sein Gedächtnis unter der globalen Erwärmung

Unter Verwendung von Zukunftsprojektionen der neuesten Generation von Erdsystemmodellen, einer kürzlich veröffentlichten Studie in Wissenschaftliche Fortschritte fanden heraus, dass der größte Teil der Weltmeere unter der globalen Erwärmung stetig sein Jahr-zu-Jahr-Gedächtnis verliert.

Verglichen mit den schnellen Wetterschwankungen der Atmosphäre zeigt der sich langsam ändernde Ozean eine starke Beständigkeit oder „Erinnerung“, was bedeutet, dass die Meerestemperatur morgen wahrscheinlich sehr ähnlich aussehen wird wie heute, mit nur geringfügigen Änderungen. Infolgedessen wird das Ozeangedächtnis häufig zur Vorhersage von Ozeanbedingungen verwendet.

Der Rückgang des Ozeangedächtnisses wird als kollektive Reaktion aller Klimamodelle auf die vom Menschen verursachte Erwärmung festgestellt. Da die Treibhausgaskonzentrationen weiter steigen, wird ein solcher Gedächtnisschwund immer deutlicher werden.

„Wir haben dieses Phänomen entdeckt, indem wir die Ähnlichkeit der Meeresoberflächentemperatur von einem Jahr zum nächsten als einfaches Maß für das Ozeangedächtnis untersucht haben“, sagte Hui Shi, Hauptautor und Forscher am Farallon Institute in Petaluma, Kalifornien. „Es ist fast so, als würde der Ozean Amnesie entwickeln.“

Es wurde festgestellt, dass das Ozeangedächtnis mit der Dicke der obersten Schicht des Ozeans zusammenhängt, die als gemischte Schicht bekannt ist. Tiefere gemischte Schichten haben einen größeren Wärmeinhalt, was zu mehr thermischer Trägheit führt, die sich in einem Gedächtnis niederschlägt. Die Mischschicht über den meisten Ozeanen wird jedoch als Reaktion auf die anhaltende anthropogene Erwärmung flacher, was zu einem Rückgang des Ozeangedächtnisses führt.

„Andere Prozesse, wie Änderungen der Meeresströmungen und Änderungen des Energieaustauschs zwischen Atmosphäre und Ozean, tragen ebenfalls zu Änderungen des Ozeangedächtnisses bei, aber das Schwärmen der gemischten Schichttiefe und der daraus resultierende Rückgang des Gedächtnisses treten in allen Regionen der Erde auf. und das macht es zu einem wichtigen Faktor, den es für zukünftige Klimavorhersagen zu berücksichtigen gilt“, sagte Robert Jnglin Wills, ein Forschungswissenschaftler an der University of Washington in Seattle, Washington, und Mitautor der Studie.

Zusammen mit dem Rückgang des Ozeangedächtnisses wird festgestellt, dass die dünner werdende gemischte Schicht auch die zufälligen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur erhöht. Dadurch wird der Ozean zwar von Jahr zu Jahr nicht viel variabler, aber der Anteil an hilfreichen Signalen für die Vorhersage nimmt stark ab.

„Ein reduziertes Ozeangedächtnis zusammen mit erhöhten zufälligen Schwankungen deuten auf intrinsische Veränderungen im System und neue Herausforderungen bei der Vorhersage unter Erwärmung hin“, sagte Fei-Fei Jin, Professor für Atmosphärenwissenschaften an der Universität von Hawai’i an der Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology und Co-Autor der Studie.

Der Verlust des Ozeangedächtnisses wirkt sich nicht nur auf die Vorhersage physikalischer Variablen aus, sondern könnte auch die Art und Weise beeinflussen, wie wir mit sensiblen Meeresökosystemen umgehen.

„Reduziertes Gedächtnis bedeutet weniger Zeit im Voraus, um eine Vorhersage zu treffen. Dies könnte unsere Fähigkeit beeinträchtigen, Ozeanveränderungen vorherzusagen und uns darauf vorzubereiten, einschließlich mariner Hitzewellen, von denen bekannt ist, dass sie plötzliche und ausgeprägte Veränderungen in Ozeanökosystemen auf der ganzen Welt verursacht haben“, sagte Michael Jacox, Forschungswissenschaftler am Southwest Fisheries Science Center der NOAA Fisheries in Monterey, Kalifornien, und Mitautor der Studie.

Im Fischereimanagement werden die für die Bestandsbewertung verwendeten biologischen Parameter unter der Annahme eines stabilen Umfelds geschätzt, das durch die jüngste Vergangenheit repräsentiert wird. Ein reduziertes Ozeangedächtnis könnte eine solche Schätzung ungenau machen und erfordert neue Ansätze im ökosystembasierten Fischereimanagement, um die Ozeanüberwachung in Echtzeit und andere Bemühungen gleichermaßen einzuschließen. Der Rückgang des Ozeangedächtnisses wirkt sich wahrscheinlich auch auf die Populationen biologischer Ressourcen aus. Je nachdem, ob die Arten an konstante oder variablere Umweltbedingungen angepasst sind, können zukünftige Veränderungen ihrer Population besser abgeschätzt und vorhergesagt werden, indem der Gedächtnisverlust der Ozeane berücksichtigt wird.

Neben der Ozeanvorhersage könnten auch die Vorhersage landgestützter Auswirkungen auf Temperatur, Niederschlag sowie Extremereignisse durch den Rückgang des Ozeangedächtnisses beeinflusst werden, da sie von der Beständigkeit der Meeresoberflächentemperatur als Quelle der Vorhersagbarkeit abhängig sind. Da das Gedächtnis des Ozeans weiter abnimmt, werden Forscher wahrscheinlich herausgefordert, nach alternativen Prädiktoren für geschickte Vorhersagen zu suchen.