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Erde+Klima

Streit um die Strömung

Umwälzströmung
Die nordatlantische Umwälzströmung ist ein wichtiger Akteur im Klimasystem (Grafik: aristotoo/iStock)

Die atlantische Umwälzströmung (AMOC) bringt nicht nur Wärme nach Europa, sie beeinflusst auch das Erdklima insgesamt. Doch in welcher Form, darüber wird aktuell erneut debattiert. Anlass ist eine Studie, nach der die zyklisch wiederkehrende Verlangsamung dieser Meereszirkulation Mitschuld an der Klimaerwärmung haben soll. Der gängigen Theorie nach ist jedoch das Umgekehrte der Fall. Einige Wissenschaftler haben daher bereits die Schlussfolgerungen der Forscher heftig kritisiert.

Die Wechselwirkungen von Klima und Ozeanen sind notorisch komplex. Klar ist aber, dass das System der großräumigen Meeresströmungen eine Schlüsselrolle für die Wärmeverteilung auf unserem Planeten spielt. So transportieren beispielsweise der Golfstrom und der Nordatlantikstrom warmes Meerwasser aus dem tropischen Atlantik bis an die Küsten Europas und sorgen damit für das vergleichsweise milde Klima unseres Kontinents. Der Motor für diese wichtige Strömung ist die sogenannte Atlantische Meridionale Umwälzströmung, kurz AMOC. Angetrieben durch Unterschiede im Salzgehalt und der Temperatur des Meerwassers sinkt vor Grönland warmes, salziges Wasser in die Tiefe und strömt dann abgekühlt in der Tiefe nach Süden. Der Sog dieser „Pumpe“ wiederum zieht warmen Wassernachschub aus tropischen Breiten in den Norden.

Schwankende Umwälzpumpe

Schon seit einigen Jahren jedoch stellen Wissenschaftler fest, dass diese Umwälzpumpe im Nordatlantik nachlässt. Studien zufolge hat sich die Strömung seit 1950 um rund 15 Prozent abgeschwächt – sie ist heute so schwach wie nie zuvor in den vorhergehenden 1500 Jahren. Zwar ist bereits bekannt, dass es auch natürliche, zyklisch wiederkehrende Schwankungen der Nordatlantikzirkulation gibt, die aktuellen Veränderungen gelten aber als zu stark, um allein damit erklärt zu werden. Gängiger Theorie nach ist dafür vor allem der verstärkte Einstrom von Schmelzwasser verantwortlich. Dieses Süßwasser aus den dank Klimawandel immer schneller tauenden Gletschern Grönlands stört die sensible Regulation der Umwälzpumpe. Setzt sich dieser Trend fort, könnte die Nordatlantikzirkulation ganz kollabieren – für Europa fiele damit die „Fernheizung“ weg und eine Kälteperiode drohte, so jedenfalls die gängige Lehrmeinung.

Doch nun liefern zwei Wissenschaftler eine ganz andere Sicht auf die atlantische Umwälzströmung und die Folgen ihres Schwächelns. Denn ihrer Ansicht nach führt gerade eine Abschwächung der AMOC zu einer Klimaerwärmung – das ist das Gegenteil der bisherigen Annahmen. Für ihre Studie haben Xianyao Chen von der Ocean University of China in Qingdao und Ka-Kit Tung von der University of Washington in Seattle die Entwicklung der AMOC in den letzten Jahrzehnten rekonstruiert und ausgewertet. Dabei nutzten sie Messdaten des nordatlantischen Salzgehalts ab etwa 1850, sowie Temperatur- und Salinitäts-Daten von Messbojen des im Jahr 2004 gestarteten ARGO-Programms. Aus diesen Daten schließen die Forscher, dass sich die Umwälzströmung von 1975 bis 1998 in einer langsamen, abgeschwächten Phase befand, sie aber dann wieder an Fahrt aufnahm. Erst seit 2005 nimmt die Stärke der Umwälzströmung wieder ab. „Die aktuelle Abschwächung könnte demnach Teil des natürlichen Zyklusses sein und es gibt schon Anzeichen dafür, dass sie wieder endet“, sagt Tung.

Streit um Schlussfolgerungen

Nach Ansicht der beiden Forscher lassen sich die Veränderungen des AMOC seit 1940 besser durch die multidekadischen Schwankungen der Umwälzströmung erklären als durch den anthropogenen Klimawandel. Dem allerdings widersprechen etablierte Ozeanforscher wie Stefan Rahmstorf vom Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK) energisch: „Natürliche Schwankungen der AMOC können Schwankungen in der mittleren globalen Temperatur in einer Größe von bis zu 0,1 Grad Celsius verursachen – dabei bedeutet eine stärkere AMOC eine etwas höhere globale Temperatur“, erklärt der durch seine Forschungen zum Nordatlantikstrom bekannt gewordene Wissenschaftler.

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Das jedoch sehen Chen und Tung anders. Sie ziehen aus ihren Ergebnissen die genau umgekehrte Schlussfolgerung: Ihrer Ansicht nach ist es die nordatlantische Umwälzpumpe, die in Phasen starker Aktivität besonders viel Wärme von der Meeresoberfläche in die Tiefe transportiert und so das Klimasystem abkühlt. Dieser Effekt sei auch der Grund für die vorübergehende Verlangsamung der globalen Erwärmung ab Mitte der 1990er Jahre bis Anfang der 2000er, postulieren die Forscher. Weil sich die Umwälzströmung ab 1998 in einer starken Phase befand, „schluckte“ der Nordatlantik mehr Wärme und pufferte so den Klimawandel in dieser Zeit ab. Umgekehrt bedeute die aktuelle Abschwächung des AMOC, dass sich das Klima nun wieder beschleunigt erwärmen könnte.

Doch Rahmstorf und andere Klimaforscher können diese Schlussfolgerung nicht nachvollziehen und kritisieren die Methodik und die Interpretation der Daten in ziemlich deutlichen Worten. „Die Argumentation wäre nachvollziehbar, wenn tatsächlich die AMOC hauptsächlich dafür verantwortlich wäre, mehr oder weniger Wärme im Ozean zu ‚verstecken‘. Der Nachweis scheint mir aber nicht gegeben“, kommentiert Johann Jungclaus vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg. Ähnlich sieht es Rahmstorf: „Diese These ist nicht nachvollziehbar. Als Mechanismus behaupten die Autoren, die Konvektion würde in Zeiten einer starken AMOC Wärme nach unten in tiefere Wasserschichten bringen, weshalb die Oberfläche sich dann weniger erwärme. Die Konvektion transportiert jedoch stets Wärme nach oben, nicht nach unten“, so der Forscher. Noch schärfer formuliert es Mojib Latif vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel: „Für mich ist die Methodik der Studie fragwürdig. Insgesamt halte ich die aktuelle Studie von Chen et al. für provokativ, aber auch für sehr spekulativ.“

Quelle: Ka-Kit Tung (University of Washington, Seattle) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-018-0320-y

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