Wie stark heizen sich die Weltmeere auf? Der Meeresspiegel als „Thermometer des Erdsystems“
Aktuell nimmt die Erde mehr Energie auf, als sie ins Weltall abgibt. Rund 90 Prozent der zusätzlichen Wärme im Klimasystem landen im Meer. Wissenschaftler haben nun untersucht, wie diese Energie aufgenommen und zwischen den Ozeanen verteilt wird.
Die Ozeane speichern überschüssige Wärme. Weil sich Wasser bei steigender Temperatur ausdehnt, hinterlässt die Erwärmung auch messbare Spuren im Meeresspiegel.
Forschende der Universität Bonn haben sich diesen Zusammenhang nun zunutze gemacht, um die gesamte Wärmeaufnahme des Ozeans zu bestimmen – über alle Tiefen hinweg. Die Studie wurde in Earth System Science Data veröffentlicht.
Ozeane unterscheiden sich
Dafür wurden frei treibende Bojen und Satelliten verwendet: Sogenannte Radaraltimeter erfassten den aktuellen Meeresspiegel, derweilen sich mit den GRACE-Satelliten der Anteil von schmelzenden Gletschern und Eisschilden herausrechnen ließ. Die Bojen ergänzten dann Informationen über die oberen Wasserschichten.
Damit wurden dann monatliche Karten der Ozeanerwärmung erzeugt. Hinzu kommt, dass die Forschenden die Wärmeausdehnung regional berechneten, anstatt sie für den gesamten Ozean als konstant anzunehmen. Eine solche Vereinfachung könne nämlich erhebliche Fehler verursachen, sagen die Forschenden. Außerdem wurde berücksichtigt, dass die vorhandenen Daten ungleich verteilt sein können, was letztlich Fehlinterpretationen vorbeugen sollte.
Global betrachtet passen die Ergebnisse zu bisherigen Klimamodellen. Für einzelne Ozeanbecken zeigen sich jedoch Abweichungen im zweistelligen Prozentbereich. Besonders auffällig war der Indische Ozean im Zeitraum zwischen 2005 und 2015, weil er in dieser Phase ungewöhnlich viel zusätzliche Wärme aufnahm.
Über die vergangenen zwei Jahrzehnte entfiel jeweils ungefähr ein Drittel der zusätzlichen Wärme auf Pazifik, Atlantik und Indischen Ozean. Das spricht dafür, dass die Wärme zwischen den Becken transportiert wird. Welche Vorgänge dahinterstehen und was daraus folgt, ist allerdings noch unklar.
Die Wärmeaufnahme der Meere unterliegt innerhalb weniger Jahre größeren Schwankungen. Wieviel Wärme aufgenommen wird, beeinflusst dann wiederum den Meeresspiegel, marine Hitzewellen und Wetterphänomene wie El Niño. Deshalb sind die Forschenden überzeugt, dass die Klimabeobachtung nicht nur die mittlere Temperatur der Landoberfläche berücksichtigen sollte.
„Thermometer des Erdsystems“
„Der Ozean und insbesondere der Meeresspiegelanstieg sind als ‚Thermometer des Erdsystems‘ tatsächlich besser geeignet, da sie weit geringeren Schwankungen unterliegen“, erklären die Forschenden. Zugleich warnen sie, dass die langfristigen Auswirkungen der zunehmenden Erwärmung der Meere erheblich sein werden. Nötig sei, dass die Erwärmung begrenzt wird und die Auswirkungen reduziert werden.
Für die Forschung bedeutet das, dass verlässliche Beobachtungssysteme dauerhaft finanziert und international betrieben werden müssen. Das Team fordert zudem, die Abhängigkeit von den USA bei solchen Messsystemen zu verringern.
Als Nächstes wollen die Forschenden das Verfahren auf frühere Jahrzehnte anwenden. Weil dort weniger Satellitendaten verfügbar waren, soll die Zeit vor 1993 mithilfe historischer Messungen untersucht werden.
Zusätzlich sollen künftig auch Satellitendaten von GRACE-C und NGGM berücksichtigt werden, mit denen sich die Wärmeentwicklung in den Weltmeeren länger und genauer rekonstruiert lässt. Damit könnte dann nachvollzogen werden, wann und wo sich Wärme weltweit verlagert und welche Ozeanveränderungen langfristig relevant werden.
Artikelreferenz
Uebbing, B., Vielberg, K., Rietbroek, R., Aschenneller, B., Köhl, A., & Kusche, J. (2026). Improving global and regional ocean heat content by consistently combining GRACE gravity, satellite altimetry and Argo profile observations in a joint inversion framework. Earth System Science Data.