Der östliche Pazifik ist eine der Schlüsselregionen im Klimasystem Erde. Ändern sich hier die Bedingungen, wirkt sich das direkt auf das Klima anderer Regionen aus. Eine neue Studie kommt zu dem Schluss, dass bereits eine Erwärmung der oberen Ozeanschichten im äquatorialen Pazifik dazu führen könnte, dass der ostasiatische Monsun insgesamt verstärkt wird. Die Studie, an der auch PD Dr. Mahyar Mohtadi vom MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen beteiligt ist, wurde soeben im Fachmagazin Nature veröffentlicht.
Ein Schlüsselmerkmal des anthropogenen Klimawandels ist, dass Wärme, die mit dem gegenwärtigen Energieungleichgewicht verbunden ist, hauptsächlich (ca. 90%) von den Weltmeeren absorbiert wird. Mit anderen Worten: das Meereswasser kühlt die Luft ab. Tatsächlich wurde eine erhebliche Verlangsamung der Oberflächenerwärmung zwischen 2002 und 2012 auf eine erhöhte Wärmeaufnahme des unterirdischen Ozeans zurückgeführt. Das wird auf zunehmende Verschiebungen der tektonischen Platten (Subduktion) in flachen umstürzenden Zellen im Pazifischen Ozean und auf eine verbesserte Wärmekonvergenz in den Äquatornahen Übergängen der unterschiedlich warmen Wasserschichten (Thermokline) zurückgeführt. Ein erhöhter oberer Wärmegehalt des Ozeans könnte La Niña, Monsun und tropische Zyklonaktivitäten in den letzten zehn Jahren angeheizt und intensiviert haben. Angesichts der zeitlich begrenzten und vorübergehenden Reaktion, die in modernen Beobachtungen zu sehen ist (z.B. die Verschiebung in den 1970er Jahren), ist es entscheidend, Kenntnisse über die Beziehungen zwischen Variationen des äquatorialen pazifischen Ozeanwärmegehalts und des tropischen Hydroklimas aus Klimaaufzeichnungen zu gewinnen.
stärkere Winde wurden mit verstärkten Regenfällen in Ostasien in Verbindung gebracht.
(Grafik: Zhimin Jian)
Das Indo-Pazifische Wärmebecken spielt eine entscheidende Rolle für das globale Klima, da es enorme Mengen an Wasserdampf und latente Wärme an die Atmosphäre abgibt und so das Klima reguliert. In jüngster Zeit haben stetig wärmer werdende Ozeane dazu beigetragen, dass tropische Stürme sich verstärken und intensiver werden. Sie beziehen ihre Energie direkt von der Oberfläche des Meeres. Wie genau Ozeanerwärmung und Niederschlägen an Land zusammenhängen, ist jedoch noch nicht ausreichend erforscht. Fest steht aber, dass Ozeane die anthropogene Klimaerwärmung nur bis zu einem bestimmten Sättigungsgrad durch Aufnahme ausgleichen können.
Als Thermokline (von altgriechisch θερμός thermos „warm“ und κλίνειν klinein „neigen“) bezeichnet man den Übergang von Wasserschichten unterschiedlicher Temperatur. Detailliertere Messungen zeigten, dass vergleichsweise homogene Wasserschichten an der Sprungschicht oft in scharfen Temperatursprüngen von relativ geringer Dicke aneinandergrenzen.
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Durch die Verwendung von Klimamodellen und geochemischen Untersuchungen an kalkhaltigen Meeresorganismen haben Forschende für die aktuelle Studie rekonstruiert, wie der Ozean seine Wärme und Energie verändert. Sie verglichen ihre Ergebnisse mit Rekonstruktionen von Monsunniederschlägen in Ostasien für denselben Zeitraum und fanden heraus, dass die Kopplung von ozeanischem Wärmeinhalt und Monsunschwankungen für die Regulierung des globalen Klimas entscheidend ist.
„Unsere Studie legt nahe, dass Änderungen in der thermischen Struktur des westlichen Pazifiks die Abgabe von Feuchtigkeit, latenter Wärme, und Niederschlag über Ostasien kontrollieren“, sagt Mahyar Mohtadi, Leiter der Forschungsgruppe „Klimavariabilität der Niedrigen Breiten“ am MARUM. „Der Temperaturgradient zwischen verschiedenen Breitengraden steuert nicht nur die Energieaufnahme vom tropischen Pazifik, sondern auch, wie Winde die Feuchtigkeit aus dem Ozean an Land tragen.“
Die von Forschenden aus China, Deutschland und den USA geleitete Studie ergab, dass in den vergangenen 360.000 Jahren die Zunahme des Monsunregens in Ostasien von einem erhöhten Wärmeinhalt des Indo-Pazifischen Wärmebeckens – einer Region, in der die Meeresoberflächentemperaturen das ganze Jahr über etwa 28 Grad Celsius bleiben – gesteuert wurde. Ausschlaggebend war wahrscheinlich ein verbesserter Transport von Feuchtigkeit und latenter Wärme durch Wasserdampf aus dem Ozean. Laut der Studie folgen die Änderungen des Wärmegehalts der oberen Ozeane den Verschiebungen in der Erdumlaufbahn, die etwa alle 23.000 Jahre auftreten und die Verteilung der einfallenden Sonnenstrahlung in jedem Breitengrad verändern.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
PD Dr. Mahyar Mohtadi
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen
Klimavariabilität der niedrigen Breiten
E-Mail: mmohtadi@marum.de
Telefon: 0421 218 65660
Originalpublikation:
Zhimin Jian, Yue Wang, Haowen Dang, Mahyar Mohtadi, Yair Rosenthal, David W. Lea, Zhongfang Liu, Haiyan Jin, Liming Ye, Wolfgang Kuhnt & Xingxing Wang:
Warm pool ocean heat content regulates ocean–continent moisture transport. Nature 2022. DOI: 10.1038/s41586-022-05302-y.
Weitere Informationen:
Die Forschungsgruppe „Klimavariabilität der Niedrigen Breiten“ am MARUM befasst sich mit den verschiedenen Aspekten und Themen des gegenwärtigen und vergangenen Umweltwandels und umfasst hauptsächlich Veränderungen der Ozeantemperatur und -zirkulation, der marinen Produktivität und des Kohlenstoffkreislaufs, der Vegetation, des Niederschlags und des kontinentalen Abflusses, des Windes und der atmosphärischen Zirkulation. Ziel ist es, die zugrunde liegende Physik und Dynamik des Klimawandels in niedrigen Breiten, ihre Antriebs- und Rückkopplungsmechanismen sowie die Widerstandsfähigkeit und Kipppunkte verschiedener Klimasysteme zu verstehen.
http://www.marum.de/wir-ueber-uns/Klimavariabilitaet-der-niedrigen-Breiten.html – Forschungsgruppe „Klimavariabilität der Niedrigen Breiten“ am MARUM
Beitrag im Rahmen der UN-Ozeandekade
LebensraumWasser ist offizieller Netzwerkpartner der Deutschen Ozeandekade und veröffentlicht Beiträge, die sich mit den Umweltdynamiken der Ozeane und der Meeresforschung befassen.
Worum geht es? Nachdem der Ozean lange Jahre nicht die Aufmerksamkeit bekommen hat, die er braucht, gab es ab 2015 mehrere Beschlüsse auf höchster politischer Ebene, die sich explizit mit dem Ozean befassen. Um die vielfältigen Initiativen zu bündeln und das Interesse für den Ozean zu verstetigen, schlug die Zwischenstaatliche Ozeanographische Kommission der UNESCO (IOC) die „UN Dekade der Meeresforschung für nachhaltige Entwicklung“ (2021 – 2030) vor. Diese wurde 2017 von der UN Generalversammlung beschlossen. In Deutschland befasst sich das Konsortium Deutsche Meeresforschung e.V. stellvertretend für die UNESCO mit der Umsetzung der Maßnahmen zur Erreichung der Ziele der Ozeandekade (3). Mit einem dieser Ziele, der “Vorhersehbarkeit des Ozeans“, befasst sich dieses Projekt, nämlich der Erforschung der Wechselwirkungen mit der Atmosphäre.
Beitragsfoto © Can Stock Photo / luceluceluce
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