Neue Forschungen eines internationalen Wissenschaftlerteams erklären, was hinter einem seit 2007 ins Stocken geratenen Trend beim Meereisverlust im Arktischen Ozean steckt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es zu einem stärkeren Rückgang des Meereises kommen wird, wenn ein atmosphärisches Merkmal, das als arktischer Dipol bekannt ist, seinen wiederkehrenden Zyklus umkehrt.
Die vielen Umweltreaktionen auf den arktischen Dipol werden in einem Artikel beschrieben, der heute online in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Wissenschaft. Diese Analyse hilft zu erklären, wie das Wasser des Nordatlantiks das Klima des Arktischen Ozeans beeinflusst. Wissenschaftler nennen es Atlantifizierung.
Die Forschung wird von Professor Igor Polyakov vom Fairbanks College of Natural Science and Mathematics der University of Alaska geleitet. Er ist außerdem mit dem International Arctic Research Center der UAF verbunden.
Zu den Co-Autoren gehören Andrey V. Pnyushkov, wissenschaftlicher Assistenzprofessor am International Arctic Research Center; Uma S. Bhatt, Professorin für Atmosphärenwissenschaften am UAF Geophysical Institute und am UAF College of Natural Science and Mathematics; und Forscher aus Massachusetts, dem Bundesstaat Washington, Norwegen und Deutschland.
„Dies ist eine multidisziplinäre Sicht auf das, was in der Arktis und darüber hinaus vor sich geht“, sagte Polyakov über die neue Forschung. „Unsere Analyse umfasste die Atmosphäre, den Ozean, das Eis, sich verändernde Kontinente und die sich verändernde Biologie als Reaktion auf den Klimawandel.“
Eine Fülle von Daten, darunter direkte instrumentelle Beobachtungen, Reanalyseprodukte und Satelliteninformationen, die mehrere Jahrzehnte zurückreichen, zeigen, dass der arktische Dipol in einem etwa 15-jährigen Zyklus wechselt und dass sich das System wahrscheinlich am Ende des gegenwärtigen Regimes befindet.
Im gegenwärtigen „positiven“ Regime des arktischen Dipols, das laut Wissenschaftlern seit 2007 herrscht, konzentriert sich der Hochdruck auf den kanadischen Teil der Arktis und erzeugt Winde im Uhrzeigersinn. Der Tiefdruck konzentriert sich auf die sibirische Arktis und weist Winde gegen den Uhrzeigersinn auf.
Dieses Windmuster treibt die Strömungen im oberen Ozean an und hat das ganze Jahr über Auswirkungen auf die regionalen Lufttemperaturen, den Wärmeaustausch zwischen Atmosphäre, Eis und Ozean, die Drift und den Export von Meereis sowie ökologische Folgen.
Die Autoren schreiben, dass „der Wasseraustausch zwischen den Nordmeeren und dem Arktischen Ozean von entscheidender Bedeutung für den Zustand des arktischen Klimasystems ist“ und dass der Rückgang des Meereises „ein echter Indikator für den Klimawandel“ ist.
Bei der Analyse der ozeanischen Reaktionen auf das Windmuster seit 2007 stellten die Forscher eine verringerte Strömung vom Atlantischen Ozean in den Arktischen Ozean durch die Framstraße östlich von Grönland sowie eine erhöhte atlantische Strömung in die Barentssee nördlich von Norwegen und im Westen Russlands fest.
Die neue Forschung bezeichnet diese abwechselnden Veränderungen in der Framstraße und der Barentssee als einen „Schaltmechanismus“, der durch die arktischen Dipolregime verursacht wird.
Die Forscher fanden außerdem heraus, dass Winde gegen den Uhrzeigersinn aus der Tiefdruckregion unter dem aktuellen positiven arktischen Dipolregime Süßwasser aus sibirischen Flüssen in den kanadischen Sektor des Arktischen Ozeans treiben.
Diese Westbewegung des Süßwassers von 2007 bis 2021 trug dazu bei, den gesamten Meereisverlust in der Arktis im Vergleich zu 1992 bis 2006 zu verlangsamen. Die Tiefe der Süßwasserschicht nahm zu, wodurch sie zu dick und stabil wurde, um sich mit dem schwereren Salzwasser darunter zu vermischen. Die dicke Süßwasserschicht verhindert, dass das wärmere Salzwasser das Meereis vom Boden abschmilzt.
Die Autoren schreiben, dass der Schaltmechanismus, der die Zuflüsse subarktischer Gewässer reguliert, „tiefgreifende“ Auswirkungen auf das Meeresleben hat. Dies kann zu möglicherweise günstigeren Lebensbedingungen für subarktische boreale Arten im östlichen Teil des Eurasischen Beckens führen als im westlichen Teil.
„Wir haben den Höhepunkt des derzeit positiven arktischen Dipolregimes überschritten und es könnte jeden Moment wieder zurückkehren“, sagte Poljakow. „Dies könnte erhebliche klimatologische Auswirkungen haben, einschließlich eines möglicherweise schnelleren Meereisverlusts im gesamten arktischen und subarktischen Klimasystem.“
Mehr Informationen:
Igor V. Polyakov et al.: Schwankende atlantische Zuflüsse modulieren die Atlantifizierung der Arktis, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.adh5158