Erwärmung des Ozeans

Meeresoberflächentemperaturen

Meeresoberflächentemperatur im Mai 2008 in °C

Die Meeresoberflächentemperatur ist durch zwei Faktoren bestimmt:

• 1. die Temperatur der Atmosphäre und
• 2. die Meeresströmungen.

Entsprechend sieht man einerseits eine deutliche Temperaturabnahme vom Äquator zu den höheren Breiten und zweitens charakteristische Abweichungen von diesem Muster in bestimmten Regionen, die durch kalte bzw. warme Meeresströmungen geprägt sind. Auffällig sind in dieser Hinsicht zum einen die relativ kalten Temperaturen vor der Küste von Peru. Sie sind durch den kühlen Humboldt-Strom verursacht, der aus höheren südlichen Breiten kaltes Wasser Richtung Äquator transportiert. Hinzu kommt, dass der Humboldt-Strom vor der Peruanischen Küste durch die Corioliskraft nach Westen abdriftet und damit kaltes Auftriebswasser erzeugt. Bei dem ENSO-Phänomen, d.h. dem Wechsel zwischen La Niña und El Niño, spielt dieses kalte Wasser eine wichtige Rolle. Ähnlich wirkt sich der Benguela-Strom vor der Westküste Südafrikas und der Kuroshio vor der Ostküste Japans aus (allerdings ohne ENSO). Zweitens fällt auf, dass das Oberflächenwasser des Atlantiks vor der europäischen Nordwestküste bis weit nach Norden relativ warm ist. Dafür ist der Golfstrom und seine Fortsetzung, der Nordatlantik-Strom, verantwortlich, die relativ warmes Wasser aus dem Golf von Mexiko bis vor die Küsten Norwegens transportieren.

Die Frage nach dem Einfluss der globalen Erwärmung auf die Meeresoberflächen Temperatur muss daher in zwei Fragen aufgeteilt werden:

1. Wie beeinflusst die wärmere Atmosphäre das Meerwasser?
2. Wie beeinflusst die wärmere Atmosphäre die Meeresströmungen?.

Die Temperatur in den letzten 1000 Jahren ist stärker über dem Land, insbesondere über den großen Kontinentalmassen, als in der oberen Schicht des Meeres angestiegen. So sind die Meeresoberflächentemperaturen im letzten Drittel des 20. Jahrhunderts nur etwa halb so stark gestiegen wie die Landtemperaturen. Einzelne Ozeangebiete zeigen sogar eine Abkühlung.

Der tiefere Ozean

Die Erwärmung des Ozeans zeigt seit den 1950er Jahren einen deutlichen Trend, der im Wesentlichen auf die Zunahme von Treibhausgasen in der Atmosphäre zurückgeführt werden kann, also anthropogen bedingt ist. Es spielen offensichtlich aber auch natürliche Ursachen eine Rolle, wie die Schwankung von Jahrzehnt zu Jahrzehnt in zeigt, die wahrscheinlich mit dynamischen Prozessen des Ozeans zusammenhängt. Außerdem ist die Erwärmung regional verschieden über die Ozeane verteilt. So hat die Hälfte der Erwärmung von 1955 bis 2003 im Atlantischen Ozean stattgefunden, während für das Jahrzehnt 1993-2003 der Pazifik den größten Anteil hatte. Der Atlantik zeigt außerdem aufgrund seiner ausgeprägten Tiefenkonvektion Erwärmungen bis in 1000 m Tiefe, während die Temperaturzunahme der anderen Ozeane auf die oberen 100 m beschränkt bleibt.

Die hohe Wärmekapazität des Ozeans verzögert die Weitergabe einer Erwärmung des Oberflächenwassers in tiefere Schichten. 60% der Erwärmung des Ozeans in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts fanden daher in den oberen 700 m statt. Der Wärmegehalt der oberen 3000 m hat sich in dieser Zeit um 14,5x10²² Joule erhöht, was einer durchschnittlichen Temperaturerhöhung um 0,037 ^oC entspricht. Das erscheint gering gegenüber der atmosphärischen Temperaturzunahme um ca. 0,4 ^oC in Bodennähe. Dabei ist jedoch zu sehen, dass eine Erwärmung des gesamten Ozeans um 0,1 ^oC einer Erwärmung der Atmosphäre um 100 ^oC entsprechen würde, falls die Wärme unmittelbar vom Ozean in die Atmosphäre überführt werden würde. Der erstaunliche Faktor 1000 kommt dadurch zustande, dass die Gesamtmasse des Ozeans die der Atmosphäre um mehr als das 250fache übertrifft und die Wärmekapazität des Meerwassers vier Mal so groß ist wie die der Luft. So hat denn auch der Ozean 84% der Erwärmung des Erdsystems zwischen 1955 und 1998 aufgenommen. Im Jahrzehnt 1993-2003 hat sich die Erwärmungsrate des Ozeans dann noch einmal verdoppelt. Dabei kann es sich sowohl um eine natürliche Schwankung wie um einen langfristigen Erwärmungstrend handeln, was wahrscheinlich erst durch weitere Messungen in 5-10 Jahren entschieden werden kann.