Studie belegt hohe Wärmespeichereffizienz der Ozeane während der letzten Entgletscherung

Als einer der größten Wärmespeicher im Klimasystem absorbiert der globale Ozean mehr als 90 % der überschüssigen Energie aus der anhaltenden anthropogenen Erwärmung. Im letzten Jahrhundert fand die größte Erwärmung des Ozeans in den oberen 500 m statt, während die Erwärmung in der Tiefsee relativ gering war, was einer geringen Wärmespeichereffizienz des Ozeans von ~0,1 entspricht.

Paläozeanografische Beobachtungen lassen jedoch darauf schließen, dass die Erwärmung der tiefen Ozeane auf lange Sicht mit der Erwärmung der Oberflächenozeane vergleichbar oder sogar größer sein kann, wobei die Effizienz der Wärmespeicherung in den Ozeanen während der letzten Entgletscherung etwa zehnmal so hoch war wie heute. Dies wirft die folgende Frage auf: Welche Mechanismen sind für die Aufnahme/Speicherung von Wärme in den Ozeanen verantwortlich und wie hoch kann ihre Effizienz sein?

Kürzlich veröffentlicht In Wissenschaftliche Fortschritteeine gemeinsame Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams aus China und den USA, hat Licht in diese Frage gebracht. Durch die Kombination modernster Enteisungssimulationen und proxybasierter Rekonstruktionen berechneten sie die dreidimensionale Veränderung der Ozeantemperatur während der Enteisung und fanden heraus, dass die Effizienz der Wärmespeicherung im Ozean während der Enteisung durch eine starke Erwärmung in mitteltiefen Gewässern als Reaktion auf Enteisungskräfte erheblich auf ≥1 erhöht wird.

„Unsere Simulationen und Proxy-Rekonstruktionen zeigen, dass die dreidimensionale Erwärmung der Ozeane während der letzten Entgletscherung stark ungleichmäßig war, wobei die stärkste Erwärmung in mittleren Tiefen auftrat, was in krassem Gegensatz zu zeitgenössischen Beobachtungen steht“, sagte Dr. Chenyu Zhu vom Institut für Atmosphärenwissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, einer der Erstautoren der Studie.

Die Studie verwendete Sensitivitätsexperimente und ergab, dass die starke Erwärmung der Zwischengewässer mit der Oberflächenerwärmung in den mittleren bis subpolaren Breiten in Zusammenhang stehen kann, die durch Belüftung als Reaktion auf Treibhausgase und den Einfluss von Eisschichten bedingt ist. Zudem wird diese Erwärmung durch Veränderungen der Meeresströmungen in Verbindung mit dem Einfluss von Schmelzwasser erheblich verstärkt.

„Die einzigartige Erwärmungsstruktur der Ozeane ermöglicht eine hohe Wärmespeichereffizienz der Ozeane. Dies löst insbesondere das Paradoxon der herkömmlichen Ansicht auf, dass die Erwärmung an Stellen stattfand, an denen sich Tiefenwasser gebildet hatte und diese von Meereis bedeckt blieben“, sagte Prof. Zhengyu Liu von der Ohio State University, einer der korrespondierenden Autoren der Studie.

„Diese Ergebnisse haben wertvolle Implikationen. Wenn zum Beispiel eine starke Erwärmung der Erdoberfläche und eine starke Belüftung wie in unseren Simulationen zusammentreffen, dann wird der Ozean mehr Wärme aus der Atmosphäre absorbieren und dadurch möglicherweise die Erwärmung der Atmosphäre verlangsamen“, sagte Prof. Peter U. Clark von der Oregon State University, ein weiterer korrespondierender Autor der Studie.

Die Studie unterstreicht die wichtige Rolle der Erwärmungsmuster an der Meeresoberfläche und der Veränderungen der Meeresströmungen bei der langfristigen Speicherung von Wärme in den Ozeanen und legt nahe, dass „der Ozean als weitaus größerer Energiespeicher im Klimasystem dienen kann, als aktuelle Beobachtungen vermuten lassen.“