Anthropogene Aerosole – Aerosole, die durch menschliche Aktivitäten entstehen – und Treibhausgase oder Treibhausgase haben seit dem Industriezeitalter dazu beigetragen, die Speicherung und Verteilung von Wärme in Ozeanen zu regulieren. Durch die Isolierung und Quantifizierung der Auswirkungen beider Kräfte mithilfe gekoppelter Klimamodellsimulationen hat ein von der University of California, Riverside geleitetes Team herausgefunden, dass anthropogene Aerosole und Treibhausgase in den Weltmeeren eine unterschiedliche Rolle bei der Gestaltung des Musters der Wärmeaufnahme, -umverteilung und -speicherung gespielt haben .
Die Forscher fanden heraus, dass aerosolbedingte Veränderungen der Ozeanzirkulation und der damit verbundene Wärmetransport zwischen den Becken die ozeanische Wärmeverteilung wirksamer verändern als solche, die durch weltweit zunehmende Treibhausgase verursacht werden.
„Ein besseres Verständnis der Auswirkungen einzelner anthropogener Kräfte auf die Umverteilung der ozeanischen Wärme und ihrer Auswirkungen auf die regionale Änderung des Meeresspiegels wird bei der Entwicklung von Klimaschutzstrategien helfen“, sagte Wei Liu, Assistenzprofessor für Klimawandel und Nachhaltigkeit in der Abteilung für Erde und Planeten Sciences, der die im veröffentlichten Studie leitete Naturgeowissenschaften.
Vom Menschen verursachte Aerosole und Treibhausgase gelten als Hauptursachen für den Klimawandel. Die Ergebnisse des Teams erweitern das Verständnis ihrer Auswirkungen.
Vom Menschen verursachte Treibhausgase haben im „historischen Zeitraum“ von etwa 1850 bis heute stetig zugenommen. Die anthropogenen Aerosole hingegen nahmen in diesem Zeitraum zunächst zu, begannen jedoch ab den 1980er Jahren aufgrund von Luftqualitätsgesetzen in einigen Teilen der Welt abzunehmen.
Die Forscher verwendeten hauptsächlich die folgenden gekoppelten Klimamodellsimulationen, die über den historischen Zeitraum durchgeführt wurden:
„Im Aerosol-Forcing-Szenario ist der Wärmeaustausch zwischen Becken – der Wärmeaustausch zwischen Ozeanbecken – vergleichbar mit Änderungen der Wärmeaufnahme der Ozeane bei der Modifizierung der gespeicherten Wärme“, sagte Liu. „Dies ist insbesondere im Atlantik und im Indopazifik zu beobachten. Im Szenario des Treibhausgas-Antriebs ist der Wärmeaustausch zwischen den Becken weitaus weniger wichtig als Änderungen bei der Wärmeaufnahme der Ozeane. Dies könnte auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass in diesem Szenario Auswirkungen auf die Ozeanzirkulation auftreten.“ werden durch Temperaturschwankungen stark ausgeglichen.“
Liu erklärte, dass der Wärmeaustausch zwischen den Becken wichtig für die Wärmeumverteilung zwischen den Becken sei, was sich auf regionale Klimaveränderungen auswirken kann, die sich beispielsweise im Anstieg des Meeresspiegels manifestieren.
„Seit dem letzten Jahrhundert ist der schnelle Anstieg des Meeresspiegels eine der größten Bedrohungen und wird dies auch noch mindestens ein weiteres Jahrhundert bleiben“, sagte er. „Der Anstieg des Meeresspiegels ist nicht global einheitlich, sondern regional verteilt. Regionale und küstennahe Veränderungen des Meeresspiegels sowie Veränderungen der Extreme entlang der Küsten können gesellschaftliche Bedenken hervorrufen, wie etwa die Umsiedlung von Küstengemeinden und mögliche Schäden an natürlichen Ressourcen und Infrastruktur entlang.“ die Küste.“
Shouwei Li, der Erstautor der Arbeit und Doktorand in Lius Labor, erklärte, warum die Studie ergab, dass die ozeanische Wärmeverteilung durch aerosolbedingte Veränderungen der Ozeanzirkulation und damit verbundenen Wärmetransporten zwischen den Becken effektiver verändert werden kann als durch global verursachte Veränderungen steigende Treibhausgasemissionen.
„Dies könnte mit der unterschiedlichen Verteilung von Aerosolen und Treibhausgasen zusammenhängen“, sagte er. „Der Anstieg gut gemischter Treibhausgase ist global, während die Veränderungen bei Aerosolen vor allem auf der Nordhalbkugel durch mehr menschliche Aktivitäten und Industrien verstärkt werden.“
Das Forschungsteam nutzte auch Beobachtungen für Vergleiche mit seinen Modellergebnissen.
„Wir haben festgestellt, dass die Erwärmung der Ozeane aus Modellsimulationen weitgehend mit den Beobachtungen übereinstimmt“, sagte Liu.
Liu und Li wurden bei der Forschung von Robert J. Allen von der UCR, Jia-Rui Shi von der Woods Hole Oceanographic Institution und Laifang Li von der Pennsylvania State University unterstützt. Der Forschungsbericht trägt den Titel „Wärmeaufnahme und Umverteilung zwischen den Becken durch anthropogene Aerosole und Treibhausgase“.
Mehr Informationen:
Shouwei Li et al., Wärmeaufnahme des Ozeans und Umverteilung zwischen den Becken, angetrieben durch anthropogene Aerosole und Treibhausgase, Naturgeowissenschaften (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01219-x