Südatlantik beeinflusst globale Meeresströmungen

Fünfzehn Jahre nach der Gründung der inter­nationalen SAMOC-Initiative wurden erhebliche Fortschritte bei der Beobachtung und dem Verständnis der südatlantischen Komponente der Atlantischen Meridionalen Umwälz­zirkulation (AMOC) erzielt. Dieses globale Meeresströmungs­system ist für unser Wetter und Klima von entscheidender Bedeutung. Den aktuellen Stand der Forschung fassen nun Forschende unter anderem aus dem Fachgebiet der Physikalischen Ozeano­graphie am Geomar Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel zusammen.

Als globales System von Meeres­strömungen verteilt die Atlantische Meridionale Umwälz­zirkulation Wärme, Salz und Kohlenstoff um die Erde. Damit beeinflusst sie unser Wetter und Klima sowie gesellschaftlich relevante Aspekte des Klimawandels. Der Südatlantik spielt in diesem globalen Förderband eine einzigartige Rolle: Erstens ist es die einzige Ozean­region, die Wärme in Richtung Äquator transportiert – normalerweise wird Wärme vom Äquator in Richtung der Pole gebracht. Und zweitens sind nur im Südatlantik die obere und die tiefe Zelle der AMOC so deutlich ausgeprägt.

In den oberflächen­nahen Schichten der oberen Umwälzzelle der AMOC wird warmes und salziges Wasser nach Norden in hohe Breiten transportiert. Im hohen Norden kühlt dieses Wasser ab, sinkt und fließt als kaltes Tiefenwasser in einem tiefer liegenden Abschnitt der oberen Zelle äquatorwärts zurück. Unterhalb dieser oberen Zelle befindet sich die zweite Umwälzzelle, die tiefe oder abyssale Zelle. Sie enthält die kältesten und dichtesten Wasser­massen des Weltozeans, welche sich an der Eiskante der Antarktis bilden. Forschende aus Argentinien, Brasilien, Frankreich, Deutschland, Südafrika und den Vereinigten Staaten von Amerika unter Leitung der argentinischen Wissenschaftlerin Maria Paz Chidichimo geben nun einen Überblick über die Forschung zur AMOC mit Schwerpunkt auf dem Südatlantik. Die Erkenntnisse über Umwälz­strömungen, den inter­ozeanischen Austausch sowie die Verteilung und den Weg der Wassermassen im Südatlantik gründen auf Beobachtungen der vergangenen fünfzehn Jahre.

Im Rahmen der inter­nationalen Initiative South Atlantic Meridional Over­turning Circulation (SAMOC) nutzen die Forschenden verankerte Installationen von Messgeräten und schiffs­gestützte hydrographische Beobachtungen, Argo-Drifter und an der Oberfläche treibende Bojen sowie Daten von globalen Satelliten. Die Informationen werden verwendet, um numerische Modelle und Klima­vorhersagen zu validieren und zu verbessern und um die Auswirkungen der SAMOC auf Klima und Wetter zu verstehen. Der Ausbau des SAMOC-Beobachtungs­netzes hat wichtige Informationen über die Struktur und Variabilität des AMOC-Volumentransports in dieser Region sowie über die Struktur und zeitliche Variabilität der Strömungen entlang der westlichen und östlichen Randstrom-Systems des Südatlantiks geliefert. Bei 34,5°S wurden auch Schätzungen des Wärmetransports durch die AMOC und des Volumen­transports durch die abyssale Zelle anhand von Verankerungs­daten vorgenommen.

So hat sich der Südatlantik von der Oberfläche bis in die Tiefe und das Abyssal erwärmt, und der Salzgehalt im oberen Südatlantik hat zugenommen, während die Wassermassen im Zwischen-, Tiefen- und Abyssal­bereich an Salzgehalt verlieren. Jüngste Beobachtungen und Modellierungen deuten auch darauf hin, dass eine Verringerung der Stärke der AMOC aufgrund der menschen­verursachten Erderwärmung mit einem Temperatur­anstieg und der Versalzung des Südatlantiks in Verbindung steht. Schwankungen in der Stärke der AMOC können erhebliche gesell­schaftlich relevante Auswirkungen auf den Meeresspiegel an den Küsten, marine Hitzewellen, extreme Wetter­ereignisse und Verschiebungen des regionalen Wetters und des globalen Klimas haben.

Geomar / JOL

Weitere Infos

• Originalveröffentlichung
  M. P. Chidichimo et al.: Energetic overturning flows, dynamic interocean exchanges, and ocean warming observed in the South Atlantic, Commun. Earth Environ. 4, 10 (2023); DOI: 10.1038/s43247-022-00644-x
• Physikalische Ozeanographie, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung, Kiel