Abschwächung der AMOC: Alarmsignal für den Golfstrom
Die Erderwärmung nimmt fast überall zu. Eine eher beunruhigende Ausnahme gibt es in einer kleinen Region in Nordatlantik südöstlich von Grönland. Dieses Gebiet hat sich in den letzten Jahren abgekühlt.
Forscherinnen und Forscher stellen sich seit Jahren die Frage, ob ein grundlegendes Problem im Zusammenhang mit der atlantischen Meereszirkulation dahintesteckt. Die Auswirkungen auf das europäische Klima wären gravierend.
Die AMOC - zentral für Europa
Einer zentralen Strömung im Atlantik verdankt Europa den überwiegenden Teil seines milden Klimas. Dabei zieht warmes und salzreiches Wasser aus dem Gebiet des Golfs von Mexiko nach Norden, kühlt sich im Nordatlantik so weit aus, dass das schwerere, gekühlte Wasser in die Tiefe sinkt und von dort aus am Meeresboden wieder südwärts strömt.
Dieser Kreislauf trägt die Bezeichnung Atlantische meridionale Umwälzzirkulation, kurz AMOC. Einen Abschnitt dieser Strömung kennen wir als Golfstrom.
Als Ganzes erwärmt das Strömungssystem den Norden Europas. Es beeinflusst auch, in welchen Gegenden der Welt es regnet, und zwar bis hin zu den Monsunen, von denen die Landwirtschaft Afrikas und Asiens abhängt.
Erschwerte Spurensuche
Forschende aus den Bereichen Klima und Meteorologie beobachten die Zirkulation mit großer Aufmerksamkeit. Ein Grund dafür sind Anzeichen, dass der Wärmemotor unserer Klimazone an Kraft verliert.
Die Vermutung ist nicht neu. Allerdings ist eine vollständige Beweisführung bis dato sehr schwierig und die Beweislage daher insgesamt sehr dünn.
Direkte Messungen der Zirkulation erfolgen erst seit 2004. Aber wissenschaftlicher Sicht ist eine Reihe von rund 22 Jahren zu kurz, um einen langfristigen Trend eindeutig von natürlichen Schwankungen zu trennen, denen solche Systeme generell unterliegen.
Ein Rückblick über diese 22 Jahre hinaus erfordert Umwege mit Modellrechnungen. Diese liefern zwar konsistente-, aber auf reiner Simulation basierende Szenarien.
Mögliche Rekonstruktionen aus Sedimentkörnern reichen zwar weiter zurück. Sie gelten aber als gröbere und damit unsichere Einschätzungen.
Somit fehlt ein eindeutiges Gesamtbild, dass über die letzten 22 Jahre hinausgeht. Mehrere Studien der vergangenen Jahre deuten aber überwiegend darauf hin, dass sich die AMOC seit dem 19. Jahrhundert abgeschwächt haben dürfte.
Kipppunkt AMOC
Es gibt Studien, die über diese eher unspezifische Einschätzung hinausgehen und es für möglich halten, dass das gesamte System der AMOC auf einen Kipppunkt zusteuert.
Der in diesen Studien implizierte Kollaps wäre kaum umkehrbar. Er würde Teile Europas erheblich abkühlen und insgesamt die bestehenden Niederschlagsmuster stören.
Es ist nicht abschließend geklärt, wie nahe wir diesem Punkt sind oder auch, wie wahrscheinlich das gesamte “Worst-Case-Szenario“ ist. Die direkte Datengrundlage ist nicht ausreichend und kann diese Fragen daher nicht eindeutig beantworten.
Umwege
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler versuchen, über Umwege zu mehr Klarheit zu gelangen. Da die Atlantikzirkulation selbst als Ganzes nur sehr schwer greifbar ist, haben sich die Forschenden auf Spurensuche begeben. Welche Hinweise hinterlässt die AMOC auf ihrer langen Reise durch die Ozeane?
Eine dieser Spuren hat man südöstlich von Grönland gefunden. Den Rückschluss auf die Wichtigkeit dieses Gebietes zieht man daraus, dass sich die Erdoberfläche in die vergangenen 150 Jahre fast flächendeckend erwärmt hat, die beobachtete Region bei Grönland sich jedoch um 1 °C abgekühlt hat.
Die Fachwelt hat der Erwärmungslücke den Begriff „Erwärmungsloch“ oder „Kälteblase“ gegeben. Der letztgenannte Begriff, im englischen „Cold Blob““ basiert auf einer eher beiläufigen Bemerkung des Klimaforschers Michael Mann.
Cold Blob - das kalte Loch im Atlantik
Lange Zeit war es absolut unklar, was die Gründe für diese kalte Stelle sind. Eine Erklärung basierte darauf, dass eine schwächelnde AMOC weniger Wärme nordwärts transportiert, was zwangläufig eine Abkühlung der Region zur Folge hat.
Eine andere Begründung zielt auf die Atmosphäre ab. Stärkere Winde, mehr Verdunstung und eine gründlichere Durchmischung des Meereswasser könnten dem Ozean von oben Wärme entziehen, und zwar ohne den Einfluss einer schwächeren Strömung.
Eine Arbeit von Chengfei He und Kollegen aus dem Jahr 2022 basierte auf der atmosphärischen Theorie. Demnach erwärmt sich die Arktis rasch, was dazu führt, dass der Temperaturunterschied zwischen Pol und Tropen schrumpft und sich der Jetstream nach Norden verschiebt. Er „landet“ dann mitten im Gebiet der Kälteblase. Verstärkten Westwinde beschleunigen die Verdunstung und wühlen das Wasser auf. Dies dazu, dass Wärme aus dem Ozean gezogen wird. Mehr Verdunstung bedeutet zudem mehr Wolken, was die Region zusätzlich „verschattet“, also abkühlt.
Das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) hat zusammen mit der Universität Bergen einen anderen Weg gewählt. Statt Klimamodellen nutzte das Team um Stefan Rahmstorf Klimaanalysen. Sie verwendeten direkte Beobachtungen aus Satelliten, Bojen und Schiffen und verbanden die Daten am Ende zu einem lückenlosen Bild.
Blick unter die Oberfläche
Die Studie widerspricht der atmosphärischen Erklärung für den Kälte-Blob. Mehr Winde und stärke Verdunstung würde dazu führen, dass der Ozean an der Oberfläche mehr Wärme abgibt.
Dagegen spricht, dass das Wasser sich nicht nur oben abgekühlt hat, sondern bis in etwa 1000 Meter Tiefe. Eine Strömung, die reduzierte Wärme transportiert, sei nach Meinung der Forschenden plausibler als ein Effekt, der nur an der Oberfläche ansetzt.
Winde und Wolken, so Rahmstorf,
Nach Ansicht der Forschungsgruppe um Rahmstorf verändert sich die AMOC bereits seit Jahrzehnten. Dies Aussage impliziert eine Auswirkung, die über die Veränderungen der AMOC hinausreicht. Rund um den „Cold Blob“ kreist der subpolare Wirbel, eine gewaltige ringförmige Strömung.
Er führt salzhaltiges Oberflächenwasser heran und treibt damit das Absinken kalten, dichten Wassers.
Dieser Wirbel könnte vor der AMOC kippen. Sein Erliegen würde dazu führen, dass die Temperaturen in Großbritannien und den Nachbarländern rascher fallen würden als ein vollständiger Zusammenbruch der AMOC.
so Rahmstorf.
Plausibilität
So plausibel das in den Geophysical Research Letters veröffentlichte Ergebnis auch klingen mag, so sehr unterstreichen die Autorinnen und Autoren auch die Grenzen der Aussagekraft ihrer Arbeit.
Der Wärmefluss an der Oberfläche wurde nicht direkt gemessen, sondern aus den Analysen abgeleitet, also letztlich aus Modellannahmen.
Die Existenz der Kälteblase könnte also mit einer sich abschwächenden Atlantikzirkulation zusammenhängen.
Ein klarer Beweis dafür kann die neue Studie aber nicht sein. Sie verschiebt das Gewicht laut den Forschenden allerdings mehr in Richtung der ozeanischen Strömung. Sie hilft dabei, zu klären, was im „Cold Blob“ des Nordatlantiks tatsächlich vor sich geht.