06.08.2021

Meeresströmung im Atlantik schwächelt

Hinweise für einen Verlust an dynamischer Stabilität der AMOC.

Eine wichtige Strömung im Atlantik, zu der auch der Golfstrom gehört, hat im Laufe des letzten Jahrhunderts möglicher­weise an Stabilität verloren. Das zeigt eine neue Studie vom Potsdam Institut für Klimafolgen­forschung. Die Atlantische Umwälz­strömung – Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC – transportiert warme Wassermassen aus den Tropen an der Meeresoberfläche nach Norden und kaltes Wasser am Meeresboden nach Süden, was für die relativ milden Temperaturen in Europa von großer Bedeutung ist. Außerdem beeinflusst sie Wetter­systeme weltweit. Ein möglicher Zusammenbruch dieses Meeres­strömungs­systems könnte daher schwerwiegende Folgen haben.

Abb.: Zur Atlantischen Umwälzs­trömung – Atlantic Meridional Overturning...
Abb.: Zur Atlantischen Umwälzs­trömung – Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC – zählt auch der Golfstrom, der gemäßigte Tempera­turen in Europa ermög­licht. (Bild: PIK)

„Die AMOC ist eines der wichtigsten Zirkulationssysteme unseres Planeten“, sagt PIK-Forscher Niklas Boers. „Wir wissen bereits aus einigen Computer­simulationen und aus Daten der Erdver­gangenheit, den Paläo­klima-Proxy-Records, dass die AMOC neben dem aktuellen starken Zustand auch einen alternativen, wesentlich schwächeren Zustand einnehmen kann. Diese Bi-Stabilität bedeutet, dass grundsätzlich auch abrupte Übergänge zwischen den beiden Zirkulations­modi möglich sind.“ Es wurde bereits zuvor gezeigt, dass die AMOC derzeit so schwach ist wie nie zuvor in den vergangenen tausend Jahren. Bisher war jedoch offen, ob die beobachtete Abschwächung lediglich einer Änderung des mittleren Zirkulations­zustands entspricht oder ob sie mit einem tatsächlichen Verlust an dynamischer Stabilität einhergeht.

„Der Unterschied ist entscheidend“, sagt Niklas Boers, „denn eine Verringerung der dynamischen Stabilität würde bedeuten, dass sich die AMOC ihrer kritischen Schwelle genähert hat, jenseits derer ein erheblicher und in der Praxis wahrscheinlich unumkehr­barer Übergang zum schwachen Zirkulationsmodus stattfinden könnte.“ Lang­fristige Beobachtungs­daten über die Stärke der AMOC gibt es leider nicht, aber die AMOC hinterlässt Finger­abdrücke in den Temperatur- und Salzgehalts­mustern der Meeresoberfläche des Atlantischen Ozeans. „Eine detaillierte Analyse dieser Finger­abdrücke in acht unabhängigen Indizes deutet nun darauf hin, dass die Abschwächung der AMOC während des letzten Jahrhunderts in der Tat wahrscheinlich mit einem Stabilitäts­verlust verbunden ist“, sagt Boers. „Die Ergebnisse stützen die Einschätzung, dass der Rückgang der AMOC nicht nur eine Fluk­tuation oder eine lineare Reaktion auf steigende Temperaturen ist, sondern wahrscheinlich das Herannahen einer kritischen Schwelle bedeutet, jenseits derer das Zirkulations­system zusammen­brechen könnte.“

Für das Phänomen ist wahrscheinlich eine Reihe von Faktoren von Bedeutung, die zu den direkten Auswirkungen der Erwärmung des Atlantiks auf seine Zirkulation hinzukommen. Dazu gehören der Süßwasser­zufluss durch das Abschmelzen des grönländischen Eisschilds, durch das schmelzende Meereis, durch zunehmende Nieder­schläge und durch Wasser aus Flüssen. Süßwasser ist leichter als Salzwasser und verringert die Tendenz des Wassers im Nordatlantik, von der Oberfläche in größere Tiefen abzusinken, was einer der Antreiber der Umwälzung ist.

„Ich hätte nicht erwartet, dass die zusätz­lichen Mengen an Süßwasser, die im Laufe des letzten Jahrhunderts in den Ozean flossen, bereits eine solche Reaktion der AMOC hervorrufen würden“, sagt Boers. „Wir müssen unsere Modelle dringend mit den vor­liegenden Beobach­tungen in Einklang bringen, um zu beurteilen, wie weit die AMOC tatsächlich noch vom kritischen Schwellwert entfernt ist.“ Auch wenn die jeweilige Bedeutung der verschiedenen Faktoren noch weiter untersucht werden muss, stehen sie mit dem vom Menschen verur­sachten Klimawandel in Verbindung.

PIK / JOL

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