Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego fand mithilfe von Computermodellsimulationen heraus, dass der Klimawandel die Mechanismen der Zirkulation der Ozeane an der Oberfläche verändert und sie schneller und dünner werden lässt.
Diese Veränderungen können sich im Ozean ausbreiten und den Transport der Nährstoffe, die Organismen benötigen, sowie den der Mikroorganismen selbst beeinflussen. Schnellere Strömungen können auch die Prozesse beeinflussen, durch die der Ozean Kohlenstoff und Wärme aus der Atmosphäre entfernt und den Planeten vor übermäßiger Erwärmung der Atmosphäre schützt.
„Wir waren überrascht zu sehen, dass sich die Oberflächenströmungen in mehr als drei Vierteln der Weltmeere beschleunigen, wenn wir die Meeresoberfläche erhitzen“, sagte der Hauptautor der Studie, Qihua Peng, der kürzlich als Postdoktorand zu Scripps Oceanography kam.
Die Studie, veröffentlicht am 20. April in der Zeitschrift Wissenschaftliche Fortschritte, wirft ein Licht auf eine unterschätzte Kraft hinter der Geschwindigkeit der globalen Meeresströmungen. Es trägt dazu bei, eine Debatte darüber zu lösen, ob sich Strömungen infolge der globalen Erwärmung beschleunigen.
Wind war der Hauptfaktor, den Wissenschaftler untersucht haben, um die Geschwindigkeit von Strömungen zu beschreiben und vorherzusagen, aber das Forschungsteam verwendete ein globales Ozeanmodell, um zu simulieren, was passiert, wenn die Meeresoberflächentemperaturen ebenfalls steigen. Sie fanden heraus, dass die Erwärmung die obersten Wasserschichten leichter macht. Der erhöhte Dichteunterschied zwischen diesen warmen Oberflächenschichten und dem kalten Wasser darunter begrenzt die schnellen Meeresströmungen auf eine dünnere Schicht, was dazu führt, dass die Oberflächenströmungen in mehr als drei Vierteln der Weltmeere schneller werden. Die erhöhte Geschwindigkeit rotierender Meeresströmungen, bekannt als Gyres, war mit einer Verlangsamung der darunter liegenden Ozeanzirkulation verbunden. Das Team korrelierte den Trend direkt mit dem Vorhandensein ständig steigender Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre.
„Unsere Studie zeigt einen Weg nach vorne auf, um die Veränderung der Ozeanzirkulation zu untersuchen und die Unsicherheit zu bewerten“, sagte Shang-Ping Xie, Klimamodellierer von Scripps Oceanography.
Strömungen sind in den meisten Ozeanen, die von Kontinenten begrenzt werden, in Wirbeln organisiert. Eine Ausnahme bildet der Südliche Ozean, der die Antarktis umgibt. Dort machen heulende Westwinde den antarktischen Zirkumpolarstrom zum größten Transportvolumen der Welt. Letztes Jahr, Scripps-Wissenschaftler entdeckt aus Ozean- und Weltraumbeobachtungen, dass sich der antarktische Zirkumpolarstrom beschleunigt.
„Der sich beschleunigende antarktische Zirkumpolarstrom ist genau das, was unser Modell als Klimaerwärmung vorhersagt“, sagte Xie.
Zu den Co-Autoren der Studie gehören Dongxiao Wang von der Sun Yat-Sen University in China, Wissenschaftler der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts und der UC Riverside.
Durch die Oberflächenerwärmung verursachte globale Beschleunigung der oberen Meeresströmungen, Wissenschaftliche Fortschritte (2022).