Rätsel um schwankenden Warmwasserzufluss in der Arktis nun gelöst

In der „Wetterküche“ hat das Zusammenspiel von Azorenhoch und Islandtief einen wesentlichen Einfluss darauf, wie viel warmes Wasser der Atlantik entlang der norwegischen Küste in die Arktis transportiert. Aber dieser Rhythmus kann über Jahre hinweg durcheinander gebracht werden.

Experten des Alfred-Wegener-Instituts haben endlich eine Erklärung dafür: Durch ungewöhnliche Luftdruckverhältnisse über dem Nordatlantik geraten Tiefdruckgebiete aus ihrer gewohnten Bahn, wodurch die Kopplung zwischen Azorenhoch, Islandtief und den Winden gestört wird vor der norwegischen Küste. Diese Erkenntnis ist ein wichtiger Schritt zur Verfeinerung von Klimamodellen.

Im Winter herrschen an der norwegischen Küste normalerweise raue Bedingungen: Der Wind weht tage- oder sogar wochenlang aus südwestlicher Richtung. Tiefdruckgebiete breiten sich entlang der Küste aus und bringen nicht nur Regen und Schnee mit sich; Die von ihnen erzeugten Winde bestimmen, wie viel warmes Wasser der Atlantik aus südlichen Breiten in die Barentssee und die Arktis transportiert. Dieser Warmwasserfluss kann jedoch variieren.

Klimaforscher wollen diese Schwankungen genauer unter die Lupe nehmen, um mit ihren Computermodellen besser vorhersagen zu können, wie sich die Meereisausdehnung in der Arktis in den nächsten Jahrzehnten verändern wird. Das Problem: Wir verstehen die Ursache dieser Schwankungen in den komplexen Luft- und Meeresströmungen vor der Küste Norwegens und in der Barentssee immer noch nicht vollständig. Dies ist jedoch für die weitere Verbesserung der Klimamodelle unerlässlich.

Vorübergehende Entkopplung

Ein Team um den Ozeanographen Finn Heukamp vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) hat gerade eine Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Kommunikation Erde und Umwelt, in dem er und seine Kollegen Meeresströmungen entlang der norwegischen Küste und in der Barentssee untersuchten. Ihr Fokus lag auf dem atmosphärischen Druckunterschied zwischen dem Azorenhoch und dem Islandtief, auch bekannt als Nordatlantische Oszillation (NAO), der die Strömungen vor Norwegen prägt.

Besonders interessierte sie die Frage, warum es zu teilweise extremen Abweichungen vom typischen Zusammenspiel von NAO und Wetterbedingungen kommt. Normalerweise wird die Intensität der Winde und damit der Meeresströmungen überwiegend durch den atmosphärischen Druckunterschied im NAO bestimmt.

Wenn die NAO stärker ausgeprägt ist, entstehen starke Luftströmungen, die Tiefdruckgebiete über den Nordatlantik und an Norwegen vorbei auf ihrem Weg nach Norden treiben. Wenn der atmosphärische Druckunterschied abnimmt, verlieren sowohl die Winde als auch die Tiefdruckgebiete an Schwung.

Daher sind die NAO, die Bahn der Tiefdruckgebiete und die Intensität der Meeresströmungen vor der Küste Norwegens normalerweise eng miteinander verbunden. Allerdings wurde in der Barentssee bereits Ende der 1990er Jahre eine Entkopplung von NAO und Meeresströmungen beobachtet.

„Diese ungewöhnliche Entkopplung trat häufig im Winter zwischen 1995 und 2005 auf“, sagt Heukamp. „Aber die Ursache dieser Veränderungen war unklar.“ Dank eines mathematischen Ozeanmodells, das den Arktischen Ozean in sehr hoher Auflösung simuliert, haben die Experten nun die Antwort.

Offenbar wird das Phänomen durch eine ungewöhnliche Veränderung in der Bahn der Tiefdruckgebiete verursacht. Heukamp hat nun festgestellt, dass der Strom der Tiefdruckgebiete, der von Südwesten nach Norden an Norwegen vorbeizieht, zeitweise durch mächtige, nahezu stationäre Hochdruckgebiete, auch Blockhochs genannt, unterbrochen wird. Letztere verdrängen die sich schnell bewegenden Tiefdruckgebiete aus ihrer gewohnten Bahn. Dadurch werden die NAO und der Warmwasserfluss nach Norden vorübergehend entkoppelt.

Klimamodelle verfeinern

„Im Moment können wir noch nicht sagen, wie oft eine solche Situation auftritt – ob sie sich beispielsweise alle paar Jahrzehnte wiederholt –, da die Beobachtungsdaten, die wir zum Vergleich mit unserem Ozeanmodell verwenden, nur etwa 40 Jahre zurückreichen“, sagt er Heukamp. Dennoch sind die Erkenntnisse für die Klimamodellierung von großer Bedeutung.

„Globale Klimamodelle simulieren vergleichsweise breit angelegt“, erklärt der Forscher. „Mit den neuesten Ergebnissen unserer hochauflösenden Analyse für den Nordatlantik und die Arktis haben wir nun ein wichtiges Detail hinzugefügt, um die Klimamodellierung für die Arktis noch genauer zu machen.“ Sie zeigen auch, dass die NAO, die Tiefdruckgebiete über dem Atlantik und die Meeresströmungen künftig zunehmend gemeinsam betrachtet werden müssen.

Da sowohl der Transport warmen Wassers als auch der Verlauf von Tiefstständen über dem Atlantik Einfluss auf unser Wetter in den mittleren Breiten haben, sind die Ergebnisse auch im Hinblick auf eine genauere Vorhersage des zukünftigen Klimas und Wetters in Mitteleuropa interessant.