Neue Forschungsarbeiten der Monash University haben den Einfluss regionaler Klimafaktoren, darunter der Southern Annular Mode (SAM) und die El Niño-Southern Oscillation (El Niño), auf den antarktischen Eisschild entschlüsselt. Schneeansammlung und Oberflächenschmelze sind zwei wichtige Prozesse, die entscheidend sind, um vorherzusagen, wie die Antarktis zum zukünftigen Anstieg des Meeresspiegels beitragen wird.
Die Erkenntnisse sind von entscheidender Bedeutung, um Wissenslücken in Modellen zu schließen, die zur Vorhersage des zukünftigen Anstiegs des Meeresspiegels und seiner Auswirkungen auf die Küstengemeinden verwendet werden.
Die Forschung, veröffentlicht als zwei Papiere In Geophysikalische Forschungsbriefewurde von den Wissenschaftlern Jessica Macha und Dominic Saunderson von der Monash University und Professor Andrew Mackintosh von Securing Antarctica’s Environmental Future geleitet, einer Forschungsinitiative des Australian Research Council.
Laut Professor Andrew Mackintosh, Chefermittler des SAEF und ehemaliger Leitautor des IPCC, ist eine der dringendsten Fragen der Antarktisforscher, in welchem Ausmaß der antarktische Eisschild zum globalen Anstieg des Meeresspiegels beitragen wird.
„Der Sechste Sachstandsbericht des IPCC besagt, dass der Meeresspiegel bis 2100 wahrscheinlich um 40 bis 77 Zentimeter ansteigen wird, aber mehr als zwei Meter können nicht ausgeschlossen werden“, sagte Professor Mackintosh.
„Unser mangelndes Verständnis der Schneefall- und Oberflächenschmelzprozesse auf dem antarktischen Eisschild beeinträchtigt unsere Fähigkeit, die zukünftige Entwicklung des Eisschildes und des Meeresspiegels genau vorherzusagen.“‘
„Unsere neue Forschung hat zwei Prozesse untersucht, die diese Unsicherheit beeinflussen: den SAM und El Niño.“
Der SAM beschreibt die Nord-Süd-Verschiebung der Westwinde in der südlichen Hemisphäre. Er hat drei Phasen – positiv, neutral und negativ – und beeinflusst Niederschlag, Schneefall und Temperaturen in der gesamten Region, einschließlich Australien und der Antarktis.
Ein negativer SAM bedeutet, dass die Winde in der Antarktis weiter nördlich und schwächer wehen, was zu stärkerem Schmelzen auf der Oberfläche der Eisdecke führt. Ein positiver SAM bedeutet, dass die Winde in der Antarktis weiter südlich und stärker wehen, was zu weniger Eisschmelze führt.
Im Rahmen einer neuen Studie unter der Leitung des SAEF-Doktoranden Dominic Saunderson wurde die Menge des Oberflächeneises untersucht, das in den vergangenen 40 Jahren jeden Sommer in der Ostantarktis geschmolzen ist. Zudem wurden die dafür verantwortlichen physikalischen Prozesse identifiziert, darunter Lufttemperaturen, Schneefall, Windgeschwindigkeiten und Wolkenbedeckung.
„Die Ergebnisse zeigen ein interessantes Bild. In Wilkes Land, wo sich Australiens Casey Station befindet, entspricht beispielsweise ein negativer SAM wärmeren Lufttemperaturen, die die Oberfläche erwärmen und zu stärkerer Schmelze führen“, sagte Saunderson.
„Im Dronning Maud Land hingegen entspricht ein negativer SAM weniger Schneefall und dunkleren Oberflächen, die mehr Sonnenlicht absorbieren und mehr Schmelzen verursachen. Dieser Prozess wird auch als Schneeschmelz-Albedo-Rückkopplung bezeichnet.“
Die Forschung der SAEF-Doktorandin Jessica Macha untersuchte den Einfluss verschiedener El Niño-Typen auf die Schneefallhäufigkeit in der Antarktis. El Niño beschreibt die Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen im zentralen und östlichen Pazifik, die zu einer Verschiebung der Wettermuster im gesamten Pazifik, einschließlich Australien und der Antarktis, führt.
El Niño-Ereignisse können in zwei Typen eingeteilt werden: das zentralpazifische und das östliche Pazifik-El Niño, die den Regionen im Pazifischen Ozean entsprechen, in denen die Meeresoberflächentemperaturen am höchsten sind.
Frau Macha und ihr Team stellten fest, dass diese beiden El Niño-Typen unterschiedliche Auswirkungen auf die Schneefallmuster in der Antarktis haben.
„Bei El Niño-Ereignissen im Zentralpazifik nimmt die Schneemenge im westlichen Rossmeer zu und im Amundsenmeer ab. Bei El Niño-Ereignissen im Ostpazifik gibt es ähnliche regionale Auswirkungen, allerdings in geringerem Ausmaß“, erklärte Frau Macha.
„In anderen Teilen der Antarktis, wie etwa in Dronning Maud Land und Wilkes Land, beeinflusst der El Niño-Typ die Schneeansammlung auf unterschiedliche Weise. Diese Erkenntnisse helfen uns, die Schneefallmuster in der Antarktis besser vorherzusagen, um ihren aktuellen Gleichgewichtszustand und ihren zukünftigen Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels zu verstehen.“
„Es ist besonders wichtig, die Auswirkungen von El Niño zu verstehen, da die Häufigkeit und Intensität dieser Ereignisse in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich zunehmen werden.“
Mehr Informationen:
JMA Macha et al., Deutlicher Einfluss des El Niño im Zentral- und Ostpazifik auf die Massenbilanz der antarktischen Oberfläche, Geophysikalische Forschungsbriefe (2024). DOI: 10.1029/2024GL109423
Dominic Saunderson et al., Wie schmilzt die Kontrollfläche des südlichen Ringmodus in der Ostantarktis?, Geophysikalische Forschungsbriefe (2024). DOI: 10.1029/2023GL105475