Das Weltmeer verliert durch die globale Erwärmung sein “Gedächtnis”

Auf der Grundlage von Zukunftsprojektionen der neuesten Generation von Erdsystemmodellen hat eine kürzlich in Science Advances veröffentlichte Studie ergeben, dass der größte Teil des Weltozeans im Zuge der globalen Erwärmung sein “Gedächtnis” von Jahr zu Jahr immer mehr verliert.

Im Vergleich zu den schnellen Wetterschwankungen der Atmosphäre weist der langsam schwankende Ozean eine starke Persistenz oder ein “Gedächtnis” auf, was bedeutet, dass die Ozeantemperatur morgen wahrscheinlich ähnlich aussehen wird wie heute, mit nur geringen Veränderungen. Daher wird das Gedächtnis des Ozeans häufig für die Vorhersage der Meeresbedingungen genutzt.

Der Rückgang des Ozeangedächtnisses ist eine kollektive Reaktion aller Klimamodelle auf die vom Menschen verursachte Erwärmung. Wenn die Treibhausgaskonzentrationen weiter ansteigen, wird dieser Gedächtnisschwund immer deutlicher werden.

“Wir entdeckten dieses Phänomen, indem wir die Ähnlichkeit der Oberflächentemperatur des Ozeans von einem Jahr zum nächsten als einfache Metrik für das Gedächtnis des Ozeans untersuchten”, sagte Hui Shi, Hauptautor und Forscher am Farallon Institute in Petaluma, Kalifornien. “Es ist fast so, als ob der Ozean eine Amnesie entwickelt.”

Es wurde festgestellt, dass das Gedächtnis des Ozeans mit der Dicke der obersten Schicht des Ozeans, der so genannten Mischschicht, zusammenhängt. Tiefere Mischschichten haben einen höheren Wärmeinhalt, was zu einer größeren thermischen Trägheit führt, die sich im Gedächtnis niederschlägt. Die gemischte Schicht über den meisten Ozeanen wird jedoch als Reaktion auf die fortgesetzte anthropogene Erwärmung flacher werden, was zu einem Rückgang des Gedächtnisses der Ozeane führt.

“Andere Prozesse wie Veränderungen der Meeresströmungen und des Energieaustauschs zwischen der Atmosphäre und dem Ozean tragen ebenfalls zu Veränderungen des ozeanischen Gedächtnisses bei, aber die Verflachung der gemischten Schicht und die daraus resultierende Abnahme des Gedächtnisses findet in allen Regionen der Erde statt und ist daher ein wichtiger Faktor, der bei künftigen Klimavorhersagen berücksichtigt werden muss”, so Robert Jnglin Wills, Forscher an der University of Washington in Seattle, Washington, und Mitautor der Studie.

Zusammen mit dem Rückgang des Ozeanspeichers erhöht die dünner werdende Mischschicht auch die zufälligen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur. Infolgedessen wird der Ozean in Zukunft zwar nicht von einem Jahr zum nächsten viel variabler werden, aber der Anteil an hilfreichen Signalen für die Vorhersage nimmt stark ab.

“Das verringerte Gedächtnis des Ozeans in Verbindung mit den zunehmenden zufälligen Schwankungen deutet auf systemimmanente Veränderungen und neue Herausforderungen bei der Vorhersage unter der Erwärmung hin”, so Fei-Fei Jin, Professor für Atmosphärenwissenschaften an der University of Hawai’i at Manoa School of Ocean and Earth Science and Technology und Mitautor der Studie.

Der Gedächtnisverlust der Ozeane wirkt sich nicht nur auf die Vorhersage physikalischer Variablen aus, sondern könnte auch die Art und Weise beeinflussen, wie wir empfindliche marine Ökosysteme verwalten.

“Weniger Gedächtnis bedeutet, dass weniger Zeit im Voraus für eine Vorhersage zur Verfügung steht. Dies könnte unsere Fähigkeit beeinträchtigen, Veränderungen im Meer vorherzusagen und uns darauf vorzubereiten, einschließlich mariner Hitzewellen, von denen bekannt ist, dass sie plötzliche und ausgeprägte Veränderungen in den Meeresökosystemen auf der ganzen Welt verursacht haben”, sagte Michael Jacox, Forscher am Southwest Fisheries Science Center der NOAA in Monterey, Kalifornien, und Mitautor der Studie.

Im Fischereimanagement werden die biologischen Parameter, die für die Bestandsabschätzung verwendet werden, unter der Annahme einer stabilen Umwelt geschätzt, die die jüngste Vergangenheit darstellt. Der Rückgang des Ozeangedächtnisses könnte diese Schätzungen ungenau werden lassen und erfordert neue Ansätze für ein ökosystembasiertes Fischereimanagement, das die Echtzeit-Überwachung des Ozeans und andere Maßnahmen mit einbezieht. Der Rückgang des Ozeangedächtnisses wirkt sich wahrscheinlich auch auf die Populationen biologischer Ressourcen aus. Je nachdem, ob die Arten an konstante oder schwankende Umweltbedingungen angepasst sind, können künftige Veränderungen ihrer Populationen besser abgeschätzt und vorhergesagt werden, wenn der Verlust des ozeanischen Gedächtnisses berücksichtigt wird.

Neben der Ozeanvorhersage könnte auch die Vorhersage der Auswirkungen von Temperatur, Niederschlag und Extremereignissen an Land vom Rückgang des Ozeangedächtnisses betroffen sein, da sie von der Beständigkeit der Meeresoberflächentemperatur als Vorhersagequelle abhängen. Da das ozeanische Gedächtnis weiter abnimmt, werden die Forscher wahrscheinlich nach alternativen Prädiktoren für zuverlässige Vorhersagen suchen müssen.

Datum: Mai 06, 2022
Quelle: Universität von Hawaii in Manoa


Journal Reference:

  1. Hui Shi, Fei-Fei Jin, Robert C. J. Wills, Michael G. Jacox, Dillon J. Amaya, Bryan A. Black, Ryan R. Rykaczewski, Steven J. Bograd, Marisol García-Reyes, William J. Sydeman. Global decline in ocean memory over the 21st centuryScience Advances, 2022; 8 (18) DOI: 10.1126/sciadv.abm3468

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