Kryosphäre im Klimasystem

Aus Klimawandel
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Die Kryosphäre

Eis und Schnee, die man zusammenfassend als Kryosphäre bezeichnet, spielen eine bedeutende Rolle für den globalen Strahlungshaushalt und stehen in wichtigen Wechselwirkungen mit Ozean und Atmosphäre. Von besonderer Bedeutung für die Umwandlung der einfallenden Solarstrahlung in Wärmeenergie ist das deutlich höhere Reflexionsvermögen (Albedo) von Eis und Schnee gegenüber Boden und Wasser. Während Ozean und Ackerboden bis zu 80-90% der einfallenden Sonnenstrahlen absorbieren und in Wärme umwandeln und damit eine Albedo von nur 10-20% haben, liegt die Albedo bei Eis und Schnee bei 50-90%. Bei einer sich ausdehnenden Eis- und Schneedekke erhöht sich daher die globale Albedo und damit der Eenergieverlust an den Weltraum. Die dadurch bedingte Abkühlung verstärkt die Eis- und Schneebildung weiter, wodurch sich wiederum die Albedo erhöht usw. Man spricht hier von einem positiven Rückkopplungseffekt, der auch in umgekehrter Richtung ablaufen kann: Abschmelzende Eis- und Schneeflächen vermindern die Reflexion und verstärken damit die Erwärmung der Luft, des Wassers und des Bodens, wodurch der Abschmelzvorgang weiter beschleunigt wird. Derartige Rückkopplungseffekte haben offensichtlich in der Klimageschichte eine wesentliche Rolle gespielt, z.B. bei dem Wechsel von Kalt- und Warmzeiten im Pleistozän oder in der von einigen Forschern angenommenen "Schneeball-Erde"-Periode im Proterozoikum, und verstärken auch die gegenwärtige Erwärmung.

Eine deutliche Erhöhung bzw. Verminderung der globalen Eis- und Schneemasse verändert verändert den Meeresspiegel und damit auch die Grenze zwischen Land und Meer. In der letzten Kaltzeit lag der Meeresspiegel um 120 m tiefer als heute, ein totales Abschmelzen des antarktischen und grönländischen Eisschildes würde den Meeresspiegel um fast 80 m erhöhen. Heutige Schelfmeere wie z.B. die Nordsee lagen vor 20 000 Jahren trocken bzw. waren mit Eis bedeckt, heutige Tiefländer könnten künftig im Mer versinken. Das hat Einfluss auf den Energieaustausch zwischen Land und Meer, auf die Vegetationsbedeckung, die Albedo und den CO2-Kreislauf. Ein nicht unwichtiger Zusammenhang besteht auch zwischen der thermohalinen Zirkulation des Ozeans und der Bildung von Meereis. Entstehendes Eis entzieht dem Meer Süßwasser und erhöht damit den Salzgehalt des Oberflächenwassers und dessen Dichte, wodurch das Absinken von Wassermassen z.B. im Nordatlantik, das die thermohaline Zirkulation wesentlich antreibt, verstärkt wird. Eine Verringerung der Eisbildung in dieser Region etwa durch den anthropogenen Treibhauseffekt könnte die Wasserdichte verringern und die thermohaline Zirkulation schwächen.

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