Der Klimawandel und die Polaren Ozeane

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Forschung in der Abteilung Physikalische Ozeanographie, Universität Bremen

Die durch die globale Erwärmung verursachten Veränderungen in den Polaren Ozeanen haben einen großen Einfluss auf den weiteren Verlauf des Klimawandels. Deshalb ist polare Ozeanforschung enorm wichtig. Zum Beispiel erhöht das zunehmend wärmere Ozeanwasser das Schmelzen an der Unterkante des antarktischen Schelfeises und der Gletscherzungen in den Fjorden Grönlands (Verlinkung Eisschilde!) und trägt dadurch zum Meeresspiegelanstieg bei. Erreicht das Schmelzwasser bestimmte Schlüsselregionen im Ozean und verdünnt dort den Salzgehalt, dann kann die Bildung von Tiefen- und Bodenwasser abgeschwächt werden, die die globale ozeanische Umwälzbewegung antreibt. Wird weniger Oberflächenwasser in Tiefen- und Bodenwasser umgewandelt, verringert sich zum einen die Aufnahme von Treibhausgasen aus der Atmosphäre im Ozean, die bisher den Klimawandel verlangsamt hat. Zum anderen reguliert und stabilisiert die ozeanische Umwälzbewegung das globale Klima. Ihre Abschwächung kann zu drastischen Veränderungen führen, deren Ausmaß vor allem davon abhängig ist, wie sich der Ausstoß menschlicher Treibhausgase entwickeln wird.
Im Arktischen Ozean kann durch den Rückgang des Meereises warmes, aus dem Atlantik kommendes Wasser aus 200 – 400 Metern Tiefe an die Oberfläche kommen und die Eisschmelze noch weiter beschleunigen (sogenannte Atlantifizierung der Arktis).
Um die Veränderungen in den Polaren Ozeanen besser zu verstehen, müssen umfangreiche Messungen über einen langen Zeitraum gemacht werden und viele offene Fragen beantwortet werden. Durch ozeanographische Messungen an Schlüsselstellen arbeiten wir daran, die folgenden Forschungsfragen zu lösen.

Forschungsfragen

  • Wie verändert sich die Bildung von Boden- und Tiefenwasser in der Antarktis und im subpolaren Nordatlantik?
  • Welche Auswirkungen hat das zunehmende Abschmelzen des Grönlandeises für die tiefe Ventilation und globale ozeanische Umwälzbewegung?
  • Wie verändern sich die Wechselwirkungen von Meereis und Schelfeis mit leichten, warmen und mit kalten, schweren Wassermassen in der Antarktis?
  • Welche Auswirkungen hat die Abnahme des Meereises auf die Dynamik des Arktischen Ozeans?

Methoden

  • Messung und Interpretation von Helium und Neon – Isotopen um Anteile von submarinem Schmelzwasser zu berechnen sowie die Bildung von Meereis abzuschätzen
  • Messung und Interpretation von FCKWs und SF6 um das Alter des Wassers zu bestimmen und Ausbreitungspfade zu finden, sowie um die Speicherung von anthropogenem Kohlenstoff zu berechnen
  • Kombination mit weiteren Parametern (Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff, Geschwindigkeit, Turbulenz)

Verantwortliche

Dr. Oliver Huhn, Institut für Umweltphysik, Universität Bremen

Dr. Maren Walter, Institut für Umweltphysik und MARUM, Universität Bremen

Projekte mit unserer Beteiligung

GROCE – Greenland Ice Sheet Ocean Interaction

Estimate of submarine meltwater in northeast Greenland
– From marine terminating glaciers along the boundary current into the Nordic Seas

SPP Sealevel (SPP1889) – Regional Sea Level Change and Society

LabSea Melt

Estimates of basal melt water from Greenland: a driver for sea level changes

(AC)3 Arctic Amplification (TRR172)

C04: Coupling between atmosphere, mixed layer and pycnocline under Arctic Amplification: The role of sea ice related processes

ArcTrain (IRTG 1904)

HB06: Im­pact of va­ry­ing sea-ice co­ver on in­put of wind en­er­gy, in­ter­nal wa­ves, and mi­xing

Cluster of Excellence MARUM

Hydrothermal heat and mass fluxes in the Arctic (Gakkel Ridge)