Der Klimawandel könnte die Meeresströmungen sogar beschleunigen

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Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego hat mit Hilfe von Computermodell-Simulationen herausgefunden, dass der Klimawandel die Mechanik der Ozeanzirkulationen an der Oberfläche verändert und sie schneller und dünner werden lässt.

Diese Veränderungen können sich auf den Ozean auswirken und den Transport der Nährstoffe, die die Organismen benötigen, sowie den der Mikroorganismen selbst beeinträchtigen. Schnellere Strömungen können sich auch auf die Prozesse auswirken, durch die der Ozean Kohlenstoff und Wärme aus der Atmosphäre entfernt und den Planeten vor einer übermäßigen Erwärmung der Atmosphäre schützt.

„Wir waren überrascht zu sehen, dass sich die Oberflächenströmungen in mehr als drei Viertel der Weltmeere beschleunigen, wenn wir die Meeresoberfläche erwärmen“, sagte der Hauptautor der Studie, Qihua Peng, der seit kurzem als Postdoktorand bei Scripps Oceanography arbeitet.

Die Studie, die am 20. April in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, wirft ein Licht auf eine unterschätzte Kraft hinter der Geschwindigkeit der globalen Meeresströmungen. Sie trägt zur Klärung der Frage bei, ob sich die Strömungen infolge der globalen Erwärmung beschleunigen.

Bisher haben Wissenschaftler vor allem den Wind untersucht, um die Geschwindigkeit von Strömungen zu beschreiben und vorherzusagen. Das Forscherteam hat jedoch ein globales Ozeanmodell verwendet, um zu simulieren, was passiert, wenn die Meeresoberflächentemperaturen ebenfalls erhöht werden. Sie fanden heraus, dass durch die Erwärmung die obersten Wasserschichten leichter werden. Der größere Dichteunterschied zwischen diesen warmen Oberflächenschichten und dem kalten Wasser darunter beschränkt die schnellen Meeresströmungen auf eine dünnere Schicht, was dazu führt, dass die Oberflächenströmungen in mehr als drei Vierteln der Weltmeere schneller werden. Die erhöhte Geschwindigkeit der rotierenden Meeresströmungen, die als Wirbel bekannt sind, ging mit einer Verlangsamung der Meereszirkulation darunter einher. Das Team stellte einen direkten Zusammenhang zwischen diesem Trend und dem immer höheren Anteil von Treibhausgasen in der Atmosphäre her.

„Unsere Studie zeigt einen Weg auf, wie man die Veränderungen der Ozeanzirkulation untersuchen und die Unsicherheiten bewerten kann“, sagte Shang-Ping Xie, Klimamodellierer bei Scripps Oceanography, dessen Arbeit von der National Science Foundation finanziert wird.

In den meisten Ozeanen, die von Kontinenten begrenzt werden, sind die Strömungen in Wirbeln organisiert. Der Südliche Ozean, der die Antarktis umgibt, bildet eine Ausnahme. Dort sorgen heulende Westwinde dafür, dass der Antarktische Zirkumpolarstrom hinsichtlich des Volumentransports der größte der Welt ist. Letztes Jahr haben Scripps-Wissenschaftler anhand von Ozean- und Weltraumbeobachtungen festgestellt, dass sich der antarktische Zirkumpolarstrom beschleunigt.

„Die Beschleunigung des antarktischen Zirkumpolarstroms ist genau das, was unser Modell vorhersagt, wenn sich das Klima erwärmt“, so Xie.

Zu den Co-Autoren der Studie gehören Dongxiao Wang von der Sun Yat-Sen Universität in China, Wissenschaftler der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts und der UC Riverside.

Datum: April 20, 2022
Quelle: Universität von Kalifornien – San Diego


Journal Reference:

  1. Qihua Peng, Shang-Ping Xie, Dongxiao Wang, Rui Xin Huang, Gengxin Chen, Yeqiang Shu, Jia-Rui Shi, Wei Liu. Surface warming–induced global acceleration of upper ocean currentsScience Advances, 2022; 8 (16) DOI: 10.1126/sciadv.abj8394