Viele schauten letztes Jahr besorgt nach Lateinamerika, denn vielen ist bewusst, was es bedeutet, wenn die Lunge der Erde brennt. Doch vielen ist nicht bewusst, was es für uns alle bedeutet, wenn der Arktische Ozean nicht zufriert. Eine sich rasch verändernde Arktis ist ein weltweiter Grund zur Sorge. Auftauender Permafrost setzt Methan frei, ein Treibhausgas, das in 20 Jahren etwa 84-mal stärker als CO2 ist. Die Temperaturen in der Arktis erwärmen sich weiterhin mehr als doppelt so schnell wie im Rest der Welt. Das arktische Meereis sollte im Oktober wachsen, doch das Polarmeer ist nicht kalt genug zum Gefrieren, mit schlimmen Folgen. Der Arktische Ozean ist mit einer Fläche von 14.056.000 Quadratkilometern der kleinste Ozean der Welt, trotzdem spielt das arktische Meereis eine entscheidende Rolle in der Energiebilanz der Erde. Es ist die meiste Zeit des Jahres von Schnee bedeckt, die die hellste natürliche Oberfläche auf dem Planeten ist, die etwa 80% der Sonnenstrahlung widerspiegelt, die es zurück ins All trifft. In der ersten Jahreshälfte 2020 ließ eine Hitzewelle in Sibirien das Meereis sehr früh schmelzen. Inzwischen ist der Ozean, auf dem er schwimmt, die dunkelste natürliche Oberfläche des Planeten und absorbiert 90% der einfallenden Sonnenstrahlung. Aus diesem Grund haben Veränderungen in der Meereisdecke einen großen Einfluss darauf, wie viel Sonnenlicht der Planet absorbiert und wie schnell er sich erwärmt. Wie sehr sollte uns das beunruhigen?
Arctic Ocean: Warum das Wintermeereis ins Stocken geraten ist und was es für den Rest der Welt bedeutet
Jedes Jahr gefriert eine dünne Schicht des Arktischen Ozeans und bildet Meereis. Im Frühjahr und Sommer schmilzt es wieder zurück, aber ein Teil des Meereises überlebt über den Sommer und ist als mehrjähriges Eis bekannt. Es ist dicker und widerstandsfähiger als das Meereis, das sich jedes Jahr bildet und schmilzt, aber während sich das arktische Klima erwärmt – mit einer Rate, die mehr als doppelt so hoch ist wie im Rest der Welt – ist dieses mehrjährige Eis bedroht.
In den letzten 40 Jahren ist das mehrjährige Eis um etwa die Hälfte geschrumpft. Irgendwann in den nächsten Jahrzehnten erwarten Wissenschaftler, dass die Welt den ganzen Sommer über einen eisfreien Arktischen Ozean sehen wird, mit beunruhigenden Folgen für den Rest des Klimasystems. Diese Aussicht rückte 2020 viel näher, was zum Teil auf die außergewöhnliche Sommerhitzewelle zurückzuführen ist, die die russische Arktis erschütterte.
Abschaltung der Meereisfabrik
Die Ozeane haben eine große thermische Kapazität, was bedeutet, dass sie riesige Mengen an Wärme speichern können. Tatsächlich hat der oberste Meter der Ozeane ungefähr die gleiche thermische Kapazität wie die gesamte Atmosphäre. Viele von uns haben einen milden Nachmittag im Herbst an der Küste erlebt, obwohl die Lufttemperatur im Landesinneren nur wenige Grad über dem Gefrierpunkt liegt. Das liegt daran, dass die Ozeane im Sommer langsam Wärme ansammeln und sie im Winter ebenso langsam freisetzen.
So ist es mit dem Laptev-Meer, nördlich der sibirischen Küste. Dieser Teil des Arktischen Ozeans ist in der Regel eine Fabrik für neues Meereis im Herbst und Winter, da die Lufttemperaturen unter Null fallen und das Oberflächenwasser zu gefrieren beginnt. Dieses neue Eis wird von anhaltenden Offshore-Winden in einer Art Förderband nach Westen getragen.
Dieser Prozess wird durch die Bildung von Polynyas angetrieben: Bereiche des offenen Wassers von Meereis umgeben. Polynas fungieren als Motoren der neuen Meereisproduktion, indem sie Wärme mit der kälteren Atmosphäre austauschen, wodurch das Wasser gefriert. Aber wenn es zunächst kein Meereis gibt, kann sich die Polynya nicht bilden und der ganze Prozess wird eingestellt.
Laptev Sea (#Arctic) ice watch —> ? pic.twitter.com/O0q6M74Xs4
— Zack Labe (@ZLabe) October 14, 2020
Das Meereis in der Laptewsee erreichte 2020 ein Rekordtief, ohne dass bis Oktober ein neues Eis vorhanden war, später als in jedem Jahr zuvor in der Satellitenaufzeichnung. Die außergewöhnliche Sommerhitzewelle in Sibirien wird dazu geführt haben, dass sich Hitze im angrenzenden Ozean angesammelt hat, was nun das Nachwachsen von Meereis verzögert.
The Laptev Sea (#Arctic, near Siberia) usually has almost frozen over by now. Clearly, that is not the case in 2020…
[*Note that the basin is geographically constrained (same maximum sea ice cover = flat line). Data from @NSIDC] pic.twitter.com/Fy2fXbcDTd
— Zack Labe (@ZLabe) October 28, 2020
In den 1980er Jahren gab es bis zu 600.000 Quadratkilometer mehrjähriges Eis, das rund zwei Drittel des Laptew-Meeres bedeckte. Im Jahr 2020 ist es seit Monaten eisfrei, ohne dass mehrjähriges Eis übrig ist. Der gesamte Arktische Ozean steuert in Zukunft auf eisfreie Bedingungen zu, die als weniger als eine Million Quadratkilometer Eisfläche definiert sind. Das sind rund 8 Millionen Quadratkilometer weniger als vor 40 Jahren. Die diesjährige neue Rekordverzögerung bei der Eisbildung im Laptev-Meer bringt sie einen Schritt näher.
Eine sich rasch verändernde Arktis ist ein weltweiter Grund zur Sorge. Auftauender Permafrost setzt Methan frei, ein Treibhausgas, das in 20 Jahren etwa 84-mal stärker als CO2 ist.
Unterdessen trägt der Grönland-Eisschild, die größte Eismasse der nördlichen Hemisphäre, derzeit mehr zum Anstieg des Meeresspiegels bei als jede andere Quelle und hat genug Eis in sich, um den globalen Meeresspiegel um 7,4 Meter zu erhöhen. Und wenn die Machenschaften einer sich erwärmenden Arktis immer noch weit weg erscheinen, deuten die Beweise darauf hin, dass selbst das Wetter über weiten Teilen der nördlichen Hemisphäre stark von dem beeinflusst wird, was auf dem sich schnell verändernden Dach der Welt geschieht. Siehe Erschreckend! Das „ewige Eis“ schwindet überall rascher als vermutet und legt sogar Atommüll aus dem Kalten Krieg auf Grönland frei
Arctic Ocean: why winter sea ice has stalled, and what it means for the rest of the world
Arctic sea ice plays a crucial role in the Earth’s energy balance. It is covered for most of the year by snow, which is the brightest natural surface on the planet, reflecting about 80% of the solar radiation that hits it back out to space.
Simulated reconstruction of October #Arctic sea ice thickness since 1901. Large interannual variability & sharp decrease in recent years.
Information about this data set is available at https://t.co/oCjdVK2Xgw. Note that it is only updated through 2010 due to ERA-20C forcing. pic.twitter.com/jVfx6fzsk1
— Zack Labe (@ZLabe) October 27, 2020
Meanwhile, the ocean it floats on is the darkest natural surface on the planet, absorbing 90% of incident solar radiation. For that reason, changes in sea ice cover have a big impact on how much sunlight the planet absorbs, and how fast it warms up.
Each year a thin layer of the Arctic Ocean freezes over, forming sea ice. In spring and summer this melts back again, but some of the sea ice survives through the summer and is known as multi-year ice. It’s thicker and more resilient than the sea ice that forms and melts each year, but as the Arctic climate warms – at a rate more than twice that of the rest of the world – this multi-year ice is under threat.
In the last 40 years, multi-year ice has shrunk by about half. At some time in the next few decades, scientists expect the world will see an ice-free Arctic Ocean throughout the summer, with worrying consequences for the rest of the climate system. That prospect got much closer in 2020, due in part to the exceptional summer heatwave that roiled the Russian Arctic.
Shutting down the sea ice factory
The oceans have a large thermal capacity, which means they can store huge amounts of heat. In fact, the top metre of the oceans has about the same thermal capacity as the whole of the atmosphere. Many of us have experienced a balmy afternoon in autumn by the coast even though the air temperature inland is only a few degrees above freezing. That’s because the oceans accumulate heat slowly over the summer, releasing it equally slowly during winter.
So it is with the Laptev Sea, lying north of the Siberian coast. This part of the Arctic Ocean is usually a factory for new sea ice in autumn and winter as air temperatures dip below zero and surface water starts to freeze. That new ice is carried westward by persistent offshore winds in a kind of conveyor belt.
This process is powered by the formation of polynyas: areas of open water surrounded by sea ice. Polynas act as engines of new sea ice production by exchanging heat with the colder atmosphere, causing the water to freeze. But if there is no sea ice to start with, the polynya cannot form and the whole process shuts down.
Sea ice in the Laptev Sea reached a record low in 2020, with no new ice through October, later than any previous year in the satellite record. The exceptional summer heatwave across Siberia will have resulted in heat accumulating in the adjacent ocean, which is now delaying the regrowth of sea ice.
In the 1980s, there was as much as 600,000 square kilometres of multi-year ice covering around two thirds of the Laptev Sea. In 2020, it has been ice-free for months with no multi-year ice left at all. The whole Arctic Ocean is heading for ice-free conditions in the future, defined as less than one million square kilometres of ice cover. That’s down from about 8 million square kilometres just 40 years ago. This year’s new record delay in ice formation in the Laptev Sea takes it a step closer.
A rapidly changing Arctic is a global cause for concern. Thawing permafrost releases methane, a greenhouse gas that is about 84 times more potent than CO₂ when measured over 20 years.
Meanwhile, the Greenland Ice Sheet, the largest ice mass in the northern hemisphere, is currently contributing more to sea levels rising than any other source, and has enough ice in it to raise global sea level by 7.4 metres. And if the machinations of a warming Arctic still seem remote, evidence suggests that even the weather across much of the northern hemisphere is heavily influenced by what happens in the rapidly changing roof of the world.
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