Abschwächung der thermohalinen Zirkulation
Einflussfaktoren
Der anthropogene Klimawandel hat in jüngster Zeit die Frage aufgeworfen, ob das globale Förderband in seinem nordatlantischen Ausläufer stabil ist. Die globale Erwärmung durch die Emission von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen verstärkt die Verdunstung, besonders in den Subtropen. Die wärmere und mehr Wasserdampf enthaltende Luft transportiert diesen von den Subtropen in höhere Breiten, wo er dann als Niederschlag fällt und direkt oder durch Zuflüsse den Süßwassereintrag in den Nordatlantik erhöht. Außerdem wird durch die Erwärmung der Atmosphäre auch die Temperatur des Oberflächenwassers erhöht. Zusätzlich bedeutet das Abschmelzen großer Eismassen einen Eintrag von Süßwasser im Nordatlantik. All diese Effekte haben eine Verringerung der Dichte in den nordatlantischen Absinkgebieten der thermohalinen Zirkulation (THC) zur Folge und damit eine Schwächung der Tiefenwasserproduktion und des Wärmetransports durch den Golfstrom und den Nordatlantikstrom - falls nicht andere Effekte dem entgegenwirken. Wie die THC auf eine erhöhte Süßwasserzufuhr und höhere Temperaturen reagieren wird, kann man einerseits durch Modellrechnungen abschätzen, andererseits aus der Vergangenheit abzuleiten versuchen. Geologische Daten haben in Verbindung mit Modellsimulationen in letzter Zeit ein zunehmend differenzierteres Bild über das Verhalten der thermohalinen Zirkulation bei früheren Klimaänderungen, insbesondere während der letzten Kaltzeit, entstehen lassen.
Die thermohaline Zirkulation im 21. Jahrhundert
Der Blick auf die THC im Eiszeitalter (vgl. Abrupte Klimaänderungen) liefert wertvolle Erkenntnisse für die Frage nach dem Verhalten dieses für Europa entscheidenden Klimafaktors auch in einer wärmeren Welt. Er zeigt erstens, dass es nicht nur einen Modus (Zustand) der thermohalinen Zirkulation im Nordatlantik geben muss, und zweitens, dass der jetzige Modus sehr empfindlich auf eine erhöhte Frischwasserzufuhr reagieren kann.
Da bei einer globalen Erwärmung sowohl der Wasserkreislauf und die Niederschläge vor allem in den höheren Breiten verstärkt werden wie auch das Schmelzen von Eis (von Meereis und Grönlandeis) begünstigt wird, wird die Frischwasserzufuhr in den Nordatlantik aller Wahrscheinlichkeit nach erhöht und damit die Dichte des Oberflächenwasers in den Absinkgebieten der THC verringert. Auch die Erwärmung des Oberflächenwassers infolge des Treibhauseffektes trägt zur Verringerung der Dichte bei. Entsprechend haben die meisten Klimamodelle für das 21. Jahrhundert eine deutliche Schwächung der THC zwischen 20-50% berechnet und schließen ein komplettes Versiegen bei einem Temperaturanstieg von 4-5 °C in 100 Jahren nicht aus[2].
Folgen
Die meisten Modelle stimmen allerdings darin überein, dass eine Schwächung der THC in den betroffenen Regionen nicht zu einer Abkühlung unter die vorindustriellen Werte führen wird, d.h. dass die Erwärmung etwa in Westeuropa lediglich schwächer ausfallen wird als ohne eine Veränderung der THC.
Andere Folgen betreffen eine erhöhte Rate des Meerespiegelanstiegs und die reduzierte Fähigkeit des Ozeans zur CO2-Aufnahme[3]. Für die Gegenwart zeigen zwar weder Modelle noch Beobachtungen eine Veränderung der THC durch den Klimawandel. Jüngste Beobachtungen einer Erhöhung der Frischwasserzufuhr durch die Sibirischen Flüsse in das Norpolaarmeer stützen jedoch die erwähnten Prognosen für das 21. Jahrhundert[4]. Es gibt aber auch gegenteilige Berechnungen, die eine Stabilisierung der THC prognostizieren, zum einen durch eine höhere Verdunstung, zum anderen durch den Einfluss der zu erwartenden Trends der Nordatlantischen Oszillation (NAO) und des El Niño-Effekts[5].
Einzelnachweise
- ↑ IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the WorkinGroup I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York, Figure 9.21
- ↑ Rahmstorf, S. (2000): The Thermohaline Circulation: a System with Dangerous Thresholds? An Editorial Comment, Climatic Change 46, 247-25; IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York, 9.3.4.3; Knutti, R. and T.F. Stocker (2002): Limited Predictability of the Future Thermohaline Circulation Close to an Instability Threshold, Journal of Climate 15, 179-186
- ↑ Rahmstorf, S. (2000): The Thermohaline Circulation: a System with Dangerous Thresholds? An Editorial Comment, Climatic Change 46, 247-256; Knutti, R. and T.F. Stocker 2000): Influence of the Thermohaline Circulation on Projected Sea Level Rise, Journal of Climate 13, 1997-2001; Joos, F., G.K. Plattner, T.F. Stocker, O. Marchal and A. Schmittner (1999): Global Warming and Marine Carbon Cycle Feedbacks on Future Atmospheric CO2, Science 284, 264-267
- ↑ Peterson, B.J., R.M. Holmes, J.W. McClelland, C.J. Vörösmarty, R.B.Lammers, A.I. Shiklomanov, I.A. Shiklomanov and Stefan Rahmstorf(2002): Increasing River Discharge to the Arctic Ocean, Science 298, 2171-2173
- ↑ vgl. Knutti, R. and T.F. Stocker (2002): Limited Predictability of the Future Thermohaline Circulation Close to an Instability Threshold, Journal of Climate 15, 179-186
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