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  • 24.05.2017
  • von Jan Kixmüller

Klimaforschung aus Potsdam: Verwässerte Aussichten

von Jan Kixmüller

Kalter Abgang. Eisberge treiben im Eisfjord von Ilulissat auf Grönland. Der Golfstrom, der hier seinen Wendepunkt hat, hat sich einer Studie zufolge im Laufe des 20. Jahrhunderts sehr stark verlangsamt wie anscheinend seit tausend Jahren nicht. Das könnte auch mit der aktuellen Eisschmelze auf Grönland zu tun haben. Foto: Ulrich Scharlack/dpa

Der Golfstrom schwächelt. Potsdamer Klima- und Ozeanforscher sind sich allerdings uneins, ob der Klimawandel dahinter steckt – und welche weiteren Folgen das hat.

Potsdam - Der Golfstrom ist ins Wanken geraten. Das haben Forscher mittlerweile anhand von aktuellen Messungen bestätigen können. Statt der rund 30 Millionen Kubikmeter warmen Wassers, die vom Westen kommend pro Sekunde bis zur Nordsee und in den subpolaren Atlantik strömen, waren es seit Beginn der 1990er Jahre zeitweise nur 20 Millionen Kubikmeter, manchmal aber auch mehr. Die Frage ist nun, ob die beobachteten Schwankungen natürliche Ursachen haben oder durch den vom Mensch verursachten Klimawandel hervorgerufen werden – und wie es damit weiter geht.

Der Golfstrom – eine gewaltige Meeresströmung auf der Breite von rund 700 Kilometern – ist die Wärmepumpe für Mittel- und Nordeuropa. Er transportiert über den Äquator hinweg große Wärmemengen in den Nordatlantik. Ohne das wärmere Wasser aus dem Südatlantik, das nördlich von Norwegen in der Barentssee in die Tiefen des Ozeans absinkt, hätte Mitteleuropa ein ähnliches Klima wie Kanada – immerhin liegt Potsdam auf demselben Breitengrad wie Neufundland. Die Umwälzbewegung des Atlantiks wird von einer nordwärtigen Oberflächenströmung und einem südwärtigen Tiefenstrom erzeugt.

Rahmstorf: Langfristige Abschwächung des Golfstroms

Zu den beobachteten Schwankungen geht Monika Rhein vom Institut für Umweltphysik der Universität Bremen davon aus, dass sie natürliche Ursachen haben. Der Potsdamer Klimaforscher Stefan Rahmstorf (Uni Potsdam und Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung/PIK) sieht das etwas anders. Er verwies bei einer Diskussion im Bundesforschungsministerium auf eine Studie von 2010 (Dima/Lohmann, AWI Bremerhaven), in der eine langfristige Abschwächung der Strömung seit den 1930er-Jahren indirekt gefolgert wurde. Die Untersuchung habe aufgrund einer Abkühlung der Oberflächentemperatur im subpolaren Nordatlantik auf eine Verringerung der Strömung geschlossen. Die Abkühlung korreliere mit einer überproportionalen Erwärmung im Südatlantik, was die Annahme bekräftige. Wie gesagt aber nur eine Folgerung, da genaue Daten aus dem gesamten Zeitraum fehlen.

Wissenschaftliche Prognosen zum Golfstrom sind schwierig. Das größte Problem sieht Jochem Marotzke vom Max-Planck-Institut für Meteorologie darin, dass zuverlässige direkte Messungen noch nicht weit genug in die Vergangenheit zurückreichen. Schwierig sei auch, dass Messungen ausschließlich eines Abschnittes ein unvollständiges Bild ergeben. Grundsätzlich fehle es an einem Gesamtbild der Situation und an einer feinmaschigen Messreihe, die weit genug in die Vergangenheit zurückreicht. Messungen des gesamten Ozeans wären sehr aufwändig, kosten viel Zeit und sind sehr teuer, punktuelle und zu seltene Messungen hingegen würden keine eindeutigen Aussagen zulassen. Dem stimmt auch Rahmstorf zu. Daher müsse die aktuelle Forschungsarbeit fortgeführt werden: „Damit die Generation nach uns kontinuierliche, langfristige Datenreihen hat.“

In Nordeuropa würde es einige Grad kälter werden

Sollte der Golfstrom – der vornehmlich durch Winde und den Salzgehalt des Meereswassers angetrieben wird – einmal komplett zum Erliegen kommen, würde es insbesondere in den atlantiknahen Randbereichen Europas – vor allem Großbritannien und Skandinavien – durchschnittlich um einige Grad kälter und voraussichtlich auch trockener werden. Zu erwarten wären besonders kalte Winter. In der Erdgeschichte war dies bereits vorgekommen, im Winter gab es Frost bis Sizilien, an Zitrusfrüchte war dort nicht mehr zu denken. Immerhin: Heute würde dies aufgrund der allgemeine Erderwärmung anders aussehen: Die Abkühlung würde die Erwärmung voraussichtlich nur etwas abschwächen. Es würde also in Europa nicht mehr ganz so heiß, was von Vorteil sein könnte. Gleichzeitig aber würde der Meeresspiegel um zusätzliche 20 Zentimeter steigen, gab Monika Rhein zu bedenken. Rahmstorf wies auch auf weitere negative Auswirkungen hin, etwa auf die Meeresbiologie.

Nun ist es gerade auch die Erderwärmung, die die globale Umwälzpumpe Golfstrom ins Stottern bringen könnte. Denn Schmelzwasser aus Grönland bringt zusätzliches Süßwasser in das Meereswasser ein. Das Strömungssystem wiederum ist teilweise auch vom Salzgehalt des Ozeans abhängig. Gerade dort, wo das Absinken abgekühlten Meerwassers die atlantikweite Umwälzzirkulation verursacht, könnte eine der Antriebskräfte buchstäblich verwässert werden. Einen irreversiblen Zusammenbruch allerdings, dass die Zirkulation unumkehrbar zum Erliegen kommt, hält Jochem Marotzke für sehr unwahrscheinlich. Eine Abschwächung von rund 30 Prozent erwartet seine Forscherkollegin Rhein, wenn kein Klimaschutz betrieben werde. In den letzten beiden IPCC-Berichten wird eine Abschwächung des Golfstroms zwischen 12 und 54 Prozent mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 Prozent angegeben, wie Rahmstorf betont. „Je nachdem, wie viel Klimaschutz es geben wird und wie sensibel das Klimasystem reagiert.“ Die Wahrscheinlichkeit für einen kompletten Zusammenbruch habe er bislang nur im einstelligen Prozentbereich eingeschätzt. „Inzwischen sehe ich das wie viele andere Experten auch wesentlich pessimistischer“, sagt der PIK-Forscher heute. Es gebe sogar Forscher, die von einer 50-prozentigen Wahrscheinlichkeit ausgehen.

Potsdamer GFZ: Eismassenverlust Grönlands ist größer als angenommen

Die Gretchenfrage ist nun, wie sich der Schmelzwassereintrag von Grönland auswirken wird. Zumal eine Studie unter Beteiligung des Potsdamer Geoforschungszentrums erst 2016 zu dem Schluss kam, dass der Eismassenverlust Grönlands größer als angenommen ist. Rhein spricht sogar von einer Vervierfachung des Schmelzwassers von Grönland in den vergangenen 20 Jahren. Rahmstorf zitiert zu der Frage eine aktuelle Studie der renommierten Scripps Institution of Oceanography (San Diego) vom Anfang des Jahres. Demnach könnte die Gefahr des Versiegens der Strömung aufgrund der Änderung der Salzverteilung im Ozean unterschätzt werden. Bereits bei einer Verdoppelung der Kohlendioxid-Emissionen brach in diesem Modell der Golfstrom zusammen. „Die Simulation hatte aber auch ihre Schwächen und ist mit Sicherheit nicht das letzte Wort“, sagt Rahmstorf.

Der Blick richtet sich nun in die Mitte der Labradorsee, wo das Tiefenwasser gebildet wird. Die Frage ist, wie viel abgeschmolzenes Süßwasser dort ankommt, wo es für die Umwälzzirkulation eine Rolle spielen würde. Erste Messungen vor zwei Jahren hätten darauf hingedeutet, dass sich das Süßwasser nur in sehr geringem Maße auswirkt, so Rhein. Auch Jochem Marotzke verweist auf ein Modell, in dem der Effekt des Süßwassers nur sehr gering sei. Es habe sich gezeigt, dass das Schmelzwasser durch die schnellen Strömungen einfach nach Süden abtransportiert werde, ohne weiteren Einfluss auf die Umwälzung. „Hier gibt es aber noch sehr große Fragezeichen“, so Marotzke. Denn das Wasser könne durch Verwirbelungen auch wieder zurückkommen.

„Die Folgen auf unser Wetter und auf Extremereignisse sind komplex"

Auch ohne ein Worst-Case-Szenario sieht Rahmstorf bereits heute erste Auswirkungen der Veränderungen der Strömung – und zwar auf die sogenannten planetarischen Wellen in der Atmosphäre. Demnach könnte die Hitzewelle im Sommer 2015 in Frankreich eine Folge davon gewesen sei. Die Hitze sei paradoxerweise eine Folge besonders tiefer Temperaturen im subpolaren Atlantik. Dadurch könnte in Westeuropa eine Warmluftströmung aus Süden begünstigt werden. „Die Meteorologen schauen genau auf die Temperaturen im subpolaren Atlantik, weil sie wissen, dass die Wahrscheinlichkeit für sommerliche Hitzewellen bei uns ansteigt, wenn es dort besonders kalt ist.“ Andere Studien sehen zudem einen Anstieg der Sturmaktivität als Folge einer Veränderung des Golfstroms. „Die Folgen auf unser Wetter und auf Extremereignisse sind komplex – und wir beginnen gerade erst, sie zu verstehen.“

Bei allen Unsicherheiten lässt sich zumindest sagen, dass es nicht wie in dem Film „The Day After Tomorrow“ durch das Versiegen des Golfstroms zu einer plötzlichen Eiszeit auf der Nordhalbkugel kommen wird. Ein Abreißen des Golfstromes ist zwar im Bereich des Möglichen, es wäre aber ein Prozess, der sich über mehrere Jahrzehnte, wenn nicht Jahrhunderte hinziehen würde. Und für Europa wäre eher zu erwarten, dass die allgemeine Erwärmung den schwächeren Golfstrom überwiegen wird.

Für verlässliche Prognosen müssen die bestehenden Schwankungen mit den Effekten des anthropogenen Klimawandels abgeglichen werden. Dazu sind noch viel Forschungsarbeit, genauere Modelle und umfangreichere Messreihen nötig. Dass die Klimamodelle Schwachstellen haben, ist bekannt. Auch daran muss gearbeitet werden. All das ist mit hohen Kosten verbunden. PIK-Forscher Stefan Rahmstorf macht dann auch eine radikale Forderung auf: Wenn weltweit schätzungsweise rund drei Milliarden Dollar pro Jahr für Klimaforschung ausgegeben werden, dann müsse dies um den Faktor zehn erhöht werden.  „Damit wir schneller, besser und genauer sagen können, was hier eigentlich abläuft.“

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