In der südlichen Hemisphäre dehnt sich die Eisdecke um die Antarktis jedes Jahr von März bis Oktober allmählich aus. In dieser Zeit nimmt die gesamte Eisfläche um das Sechsfache zu und ist damit größer als Russland. Das Meereis zieht sich dann schneller zurück, am dramatischsten um Dezember herum, wenn in der Antarktis konstantes Tageslicht herrscht.
Neue Forschungsarbeiten unter der Leitung der University of Washington erklären, warum sich das Eis so schnell zurückzieht: Im Gegensatz zu anderen Aspekten seines Verhaltens folgt das antarktische Meereis nur einfachen physikalischen Regeln.
Die Studie wurde am 28. März in Nature Geoscience veröffentlicht.
“Trotz der rätselhaften längerfristigen Trends und der großen jährlichen Schwankungen des antarktischen Meereises ist der saisonale Zyklus wirklich konsistent und zeigt immer diesen schnellen Rückzug im Verhältnis zum langsamen Wachstum”, sagte die Hauptautorin Lettie Roach, die die Studie als Postdoktorandin an der UW durchführte und jetzt als Wissenschaftlerin bei der NASA und der Columbia University arbeitet. “Angesichts der Komplexität unseres Klimasystems war ich überrascht, dass der schnelle saisonale Rückgang des antarktischen Meereises mit einem so einfachen Mechanismus erklärt werden kann.”
In früheren Studien wurde untersucht, ob Windmuster oder warmes Ozeanwasser für die Asymmetrie im saisonalen Meereiszyklus der Antarktis verantwortlich sein könnten. Die neue Studie zeigt jedoch, dass ein antarktischer Sommer – genau wie ein heißer Sommertag am späten Nachmittag seinen Höhepunkt erreicht – seine maximale Schmelzleistung im Hochsommer erreicht, was die Erwärmung und den Meereisverlust beschleunigt, während sich die Temperatur und das Meereis langsamer verändern, wenn die Sonneneinstrahlung in der restlichen Zeit des Jahres gering ist.
Die Forscher untersuchten globale Klimamodelle und stellten fest, dass diese den schnelleren Rückgang des antarktischen Meereises reproduzieren. Anschließend erstellten sie ein einfaches physikalisches Modell, um zu zeigen, dass der Grund dafür das saisonale Muster der einfallenden Sonnenstrahlung ist.
Am Nordpol hat die arktische Eisdecke seit den 1970er Jahren im Zuge der globalen Erwärmung allmählich abgenommen. Die antarktische Eisbedeckung hingegen schwankte in den letzten Jahrzehnten. Die Forscher arbeiten immer noch daran, das Meereis um den Südpol zu verstehen und es in Klimamodellen besser darzustellen.
“Ich denke, weil wir normalerweise erwarten, dass das antarktische Meereis rätselhaft ist, sind frühere Studien davon ausgegangen, dass der schnelle saisonale Rückzug des antarktischen Meereises ebenfalls unerwartet ist – im Gegensatz zur Arktis, wo die Jahreszeiten des Eisvorstoßes und -rückgangs ähnlicher sind”, so Roach. “Unsere Ergebnisse zeigen, dass der saisonale Zyklus des antarktischen Meereises mit sehr einfachen physikalischen Methoden erklärt werden kann. In Bezug auf den saisonalen Zyklus verhält sich das antarktische Meereis so, wie wir es erwarten sollten, und es ist der arktische saisonale Zyklus, der rätselhafter ist.”
Die Forscher untersuchen nun, warum das arktische Meereis diesem Muster nicht folgt, sondern jedes Jahr etwas schneller über dem Arktischen Ozean wächst als es sich zurückzieht. Da die Geographie der Antarktis einfach ist, mit einem polaren Kontinent, der von Ozeanen umgeben ist, ist dieser Aspekt des Meereises vielleicht einfacher zu erklären, so Roach.
“Wir wissen, dass der Südliche Ozean eine wichtige Rolle für das Klima der Erde spielt. Wenn wir in der Lage sind, diese Schlüsseleigenschaft des antarktischen Meereises zu erklären, die in den Standardlehrbüchern falsch dargestellt wird, und wenn wir zeigen können, dass die Modelle sie korrekt wiedergeben, ist das ein Schritt zum Verständnis dieses Systems und zur Vorhersage künftiger Veränderungen”, sagte Mitautorin Cecilia Bitz, UW-Professorin für Atmosphärenwissenschaften.
Weitere Mitautoren sind Edward Blanchard-Wrigglesworth, ein UW-Forschungsassistenzprofessor für Atmosphärenwissenschaften, Ian Eisenman von der Scripps Institution of Oceanography und Till Wagner von der University of Wisconsin-Madison. Roach ist derzeit Forschungswissenschaftler am Goddard Institute for Space Studies der NASA. Diese Arbeit wurde von der National Science Foundation, der National Oceanic and Atmospheric Administration und dem britischen Scientific Committee on Antarctic Research finanziert.
Datum: März 28, 2022
Quelle: Universität von Washington
Journal Reference:
- L. A. Roach, I. Eisenman, T. J. W. Wagner, E. Blanchard-Wrigglesworth, C. M. Bitz. Asymmetry in the seasonal cycle of Antarctic sea ice driven by insolation. Nature Geoscience, 2022; DOI: 10.1038/s41561-022-00913-6