Kleine Eiszeit
Die kleine Eiszeit beschreibt den Zeitraum von etwa 1300 bis 1900, in dem auf der Nordhemisphäre, besonders im Vergleich zur mittelalterlichen Warmzeit, sehr niedrige Temperaturen überwogen.[1] In diesem Zeitraum erreichten die Gletscher im Bezug auf die vorangegangenen und folgenden Jahrhunderte die größte Ausdehnung.[2] Informationen über die kleine Eiszeit erhält man aus Datenrekonstruktionen, die anhand von Proxydaten meteorologische Daten vergangener Zeiten aufbereiten.
Verlauf
Die genaue Datierung der kleinen Eiszeit ist unter Forschern zwar nicht einheitlich, es steht jedoch fest, dass etwa zwischen 1300 und 1900 n. Chr. insgesamt kühlere Umweltbedingungen herrschten [3] (siehe Abb.1-2), wobei einzelne Jahre, z.B. mit sehr heißen Sommern, von diesem allgemeinen Trend abweichen [2].
Den Beginn der kleinen Eiszeit stellt eine abrupte Abkühlung der Sommer im Zeitraum 1275-1300 dar, verbunden mit erhöhten Niederschlägen und - in den höheren Breiten und größeren Höhen - Eiswachstum.[1][4] Die Temperaturen in Grönland waren dabei niedriger als der Durchschnitt der Nordhemisphäre.[3] Von 1430-1455 intensivierte sich der Kälteeinbruch weiter und die Temperaturen in ganz Europa nahmen weiter ab.[1][3] Grönland hingegen, war zu diesem Zeitpunkt und darüber hinaus wärmer als der Durchschnitt.[3] Der kälteste Abschnitt der kleinen Eiszeit wurde etwa um 1550 erreicht. Zu dieser Zeit begannen der Frühling später und der Winter früher, sodass die Vegetationsphase um etwa 14 Tage verkürzt war.[5] Bis in das 17. Jahrhundert hinein waren die Temperaturen sehr niedrig und auch auf der Südhemisphäre wurde es mit Ausnahme der Antarktis kälter, sodass dieses Jahrhundert als das kälteste der letzten 2000 Jahre betitelt wird.[6]
Die Abkühlung war jedoch regional verschieden (siehe Abb.3):[7] In Teilen des nahen Ostens, dem zentralen Nordatlantik, Afrika, in Teilen der USA, im tropischen Eurasien und im extratropischen Pazifik war es sogar ähnlich warm wie heutzutage.[8] Die Unterschiede sind über den gesamten Zeitraum betrachtet jedoch verhältnismäßig klein, sodass insgesamt von einem räumlich homogenen Abkühlungstrend ausgegangen wird (siehe Abb. 3).[6] Der Zeitraum von 1580 bis 1720 war nördlich der Tropen etwa 1°C kälter als die Jahre 1880-1960[6] und der Zeitraum von 1550-1800 in Europa etwa 2,5°C kälter als heute.[5] Im Vergleich zur vorangegangenen mittelalterlichen Warmzeit nahm das globale Mittel der Temperatur um 0,16-0,24°C ab.[8] Gletscher und Eiskappen erreichten während dieser Zeit ihre größte Ausdehnung und viele Orte in Kanada wurden wieder eisbedeckt.[1] Das 16. und 17. Jahrhundert ist mit diesen Werten die Zeit maximaler Abkühlung.[9]
Das neue Eis erhöhte zudem die Oberflächenalbedo der sommerlichen Nordhemisphäre, sodass über 300 Jahre gemittelt etwa 1,5 W/m² weniger gespeichert wurden.[1] In Europa führten die neuen Umweltbedingungen zu schlechteren Ernten und somit zu Hungersnöten. Sie trugen zudem sicherlich ihren Teil zur Verschlechterung der Gesundheitsbedingungen und der großen Zahl der Pestopfer bei: bis 1347 tötete die Pest etwa 40-60% der europäischen Bevölkerung.[4] Mit dem 14. Jahrhundert setzte außerdem eine lang anhaltende Inflation ein.[10] Neben einigen weiteren Kriegen in Europa fällt auch der Dreißigjährige Krieg in die Epoche der kleinen Eiszeit. Mit den sinkenden Temperaturen wurden die Siedlungen auf Grönland aufgegeben.[4]
Ab 1700 fand, außer in Grönland und Osteuropa, wieder eine leichte Erwärmung statt[3], die allerdings ab etwa 1810 wieder in eine Abkühlung umschlug.[6] Die schlechten Lebensumstände bewogen vom 17. bis zum 19. Jahrhundert viele Menschen nach Amerika auszuwandern.[4]
Ursachen
Als Auslöser des plötzlichen Temperaturabfalls Ende des 13. Jahrhunderts werden vor allem Vulkanausbrüche gesehen. Innerhalb von 50 Jahren brachen nach 1275 vier äquatornahe Vulkane aus (siehe Abb. 5).[1] Vor allem in den Tropen ausbrechende Vulkane haben große Auswirkungen, da hier die Konvektion besonders stark ist und die emittierte Asche bis in die Stratosphäre gelangt.[11] Dort wird sie von den Höhenwinden um die ganze Erde verteilt und vermindert über mehrere Jahre hinweg die solare Einstrahlung.[2] Im Nordatlantik war der Wärmetransport gen Norden aufgrund der geringeren Einstrahlung geschwächt, sodass dort vermehrtes Eiswachstum möglich war. Diese Entwicklung setzte einen Eis-Albedo-Rückkopplungsprozess in Gang: Die durch das neu gebildete Eis erhöhte Albedo führte zu einer weiteren Abkühlung und diese wiederum zu neuer Eisbildung. Ein vermehrter Transport von Meereis nach Süden bringt mehr Süßwasser mit sich, sodass sich im Ozean Schichten ausbilden. Diese verhindern Konvektion im offenen Ozean, sodass die meridionale Umwälzzirkulation im Nordatlantik geschwächt wird und die Wassertemperatur im Norden weiter sinkt. Auch dies führt zu geringerem Meereisschmelzen. Eine erneute Kälteperiode verstärkt diesen Prozess noch weiter.Der Eis-Albedo-Rückkopplungsprozess sorgt dafür, dass die Kälteperiode auch noch lange Zeit nach den Vulkanausbrüchen Einfluss auf das System hat.[1]
Die solare Einstrahlung hatte seit etwa 1200 (siehe Abb. 5) aufgrund der orbitalen Konfiguration der Erde zur Sonne (aufgrund der Stellung der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne) kontinuierlich abgenommen.[12] Die ohnehin schon niedrige Strahlung wurde also durch die Vulkanasche in der Atmosphäre noch weiter verringert. Ab etwa 1550 nahm die Einstrahlung zwar wieder zu, von 1645-1715 brachte das Maunder Sonnenfleckenminimum jedoch erneut eine Verringerung der solaren Strahlung um etwa 0,2-0,4 % mit sich.[5][2] Die Frühjahre waren dabei um ca. 2°C kälter als heute.[2] In gleicher Weise ist das Dalton Sonnenfleckenminimum zu nennen, das etwa 1810 für ein weiteres Minimum solarer Einstrahlung sorgte[13] und die leichte Erwärmung des 18. Jahrhunderts abrupt beendete.[5]
In Europa hatten die Zeiten niedriger solarer Einstrahlung mit einer Zeitverzögerung von 20 bzw. 50 Jahren eine negative Phase der Nordatlantischen Oszillation zur Folge.[13][14] Mit der geringeren Einstrahlung wurden sowohl vertikale als auch meridionale Temperaturgradienten und daher auch Druckgradienten geringer. Die vorherrschenden Westwinde wurden also nicht mehr durch Azorenhoch und Islandtief verstärkt, sondern im Gegenteil schwächer. Über Europa bedeutet dies kältere, trockene Winter, da hier fortan kalte kontinentale Luftmassen dominieren[15], während im Mittelmeerraum mildere, feuchtere Winter auftreten.
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Miller, G. H., Geirsdóttir, Á., Zhong, Y., Larsen, D. J., Otto-Bliesner, B. L., Holland, M. M., Bailey, D. A., Refsnider, K. A., Lehman, S. J., Southon, J. R., Anderson, C., Björnsson, H., Thordarson, T. (2012): Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Pfister, Christian (2008):Von der Hexenjagd zur Risikoprävention. Reaktionen auf Klimaveränderungen seit 1500. Das Wetter, der Mensch und sein Klima. Ausstellung des Deutschen Hygiene-Museums Dresden.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Ljungqvist, F. C., Krusic, P. J., Brattström, G., Sundqvist, H. S. (2012): Northern Hemisphere temperature patterns in the last 12 centuries. Clim. Past, 8, 227-249. doi: 10.5194/cp-8-227-2012.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Büntgen, U., Tegel, W., Nicolussi, K., McCormick, M., Frank, D., Trouet, V., Kaplan, J. O., Herzig, F., Heussner, K., Wanner, H., Luterbacher, J., Esper, J. (2011): 2500 Years of European Climate Variability and Human Susceptibility. Science 331, 578. DOI:10.1126/science.1197175.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Glaser, R., Riemann, D. (2009): A thousand-year record of temperature variations for Germany and Central Europe based on documentary data. Journal of Quaternary Science, Vol. 24 pp. 437-449. ISSN 0267-8179.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 Christiansen, B., Ljungqvist, F. C. (2012): The extra-tropical Northern Hemisphere temperature in the last two millennia: reconstructions of low-frequency variability. Clim. Past, 8, 765-786. doi: 10.5194/cp-8-765-2012.
- ↑ Goosse, H., Guiot, J., Mann, M. E., Dubinkina, S., Sallaz-Damaz, Y. (2011): The medieval climate anomaly in Europe: Comparison of the summer and annual mean signals in two reconstructions and in simulations with data assimilation. Global and Planetary Change 84-85, 35-47.
- ↑ 8,0 8,1 Mann, M. E., Zhang, Z., Rutherford, S., Bradley, R. S., Hughes, M. K., Shindell, D., Ammann, C., Faluvegi, G., Ni, F. (2009): Global Signatures and Dynamical Origins of the Little Ice Age and Medieval Climate Anomaly. Science 326, 1256. DOI: 10.1126/science.1177303.
- ↑ Shi, F., Yang, B., Mairesse, A., von Gunten, L., Li, J., Bräuning, A., Yang, F., Xiao, X. (2013): Northern Hemisphere temperature reconstruction during the last millennium using multiple annual proxies. Climate Research, Vol. 56, pp. 231-244. doi: 10.3354/cr01156.
- ↑ Mauelshagen, Franz: Klimageschichte der Neuzeit. Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt, 2010. ISBN 978-3-534-21024-4.
- ↑ Diaz, H. F., Trigo, R., Hughes, M. K., Mann, M. E., Xoplaki, E., Barriopedro, D. (2011): Spatial and temporal characteristics of climate in medieval times revisited. American Meteorological Society. DOI:10.1175/BAMS-D-10-05003.1.
- ↑ PAGES 2k Network (2013):Continental-scale temperature variability during the past two millennia. Nature Geoscience. DOI: 10.1038/NGEO1797.
- ↑ 13,0 13,1 Swingedouw, D., Terray, L., Cassou, C., Voldoire, A., Salas-Mélia, D., Servonnat, J. (2011): Natural forcing of climate during the last millennium: fingerprint of solar variability. Clim Dyn 36: 1349-1364. DOI: 10.1007/s00382-010-0803-5.
- ↑ Trouet, V., Esper, J., Graham, N. E., Baker, A., Scourse, J. D., Frank, D. C. (2009): Persistent Positive North Atlantic Oscillation Mode Dominated the Medieval Climate Anomaly. Science 324, 78. DOI: 10.1126/science.1166349.
- ↑ Mann, M. E. (2007): Climate Over the Past Two Millennia. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 35:111-36. doi: 10.1146/annurev.earth.35.031306.140042.
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