Klimaschaukel Ozean

Wie die Meere das Klima beeinflussen

Ozeane speichern den größten Teil der Sonnenenergie, die auf die Erde einstrahlt. Deshalb sind sie wichtige Mitspieler im Klimageschehen - genauso wichtig wie die Atmosphäre. Doch die Bedeutung der Meere zu verstehen und ihre Rolle für Klimaprognosen zu erfassen, ist eine Herausforderung für die Forschung.

Hurrikan im Satellitenbild
Hurrikan im Satellitenbild Quelle: ZDF

Meer und Klima hängen sehr eng zusammen. Die Wärme der Sonne lässt gigantische Wassermengen verdunsten. Riesige Wolkenberge wachsen in die Höhe, kühlen ab und regnen wieder aus. Über den tropischen Meeren reißt die sich erwärmende Luft große Mengen an Feuchtigkeit mit in die Höhe. Dort, wo sich Wirbelstürme zusammenbrauen, entfalten die Vorgänge zwischen dem Himmel und den Ozeanen gewaltige zerstörerische Kräfte.

Förderband im Atlantik

In den oberen drei Metern der Meere steckt so viel Energie wie in der gesamten Atmosphäre. Und Meeresströmungen verteilen diese Energie rund um den gesamten Erdball. Sie wirken wie ein Förderband, das Wärme aus den Tropen bis weit in die gemäßigten Zonen transportiert und das viele Tiere auf ihren Wanderungen nutzen.

So dient etwa der Golfstrom der Unechten Karettschildkröte (Caretta caretta) als Transporthilfe für ihren Weg von den Laichplätzen in Florida bis zu den Azoren. Dank der Strömung kann die Meeresschildkröte diese 5000 Kilometer in etwa zwei Monaten bewältigen. Die Wärmeenergie, die der Golfstrom mit sich führt, ist kaum fassbar. Sie entspricht dem 2000-fachen der Energiemenge, die alle Kraftwerke Europas zusammen erzeugen. Für die Meeresschildkröte bedeutet das: Sie kühlt auf ihrem weiten Weg nicht aus. Und auch ihre Nahrung schwimmt in der Strömung mit.

Die Rolle des Golfstroms

Der Golfstrom ist von entscheidender Bedeutung für unser Klima. Wissenschaftler sind sich jedoch nicht einig darüber, wie sich der Golfstrom in Zukunft verändern wird und welche Auswirkungen damit verbunden sind. Klar ist, dass etwa eine Abschwächung spürbare Konsequenzen hätte. Das komplexe weltumspannende Förderband der Meeresströmungen ist verantwortlich für die Verteilung von Wärme und Luftfeuchtigkeit rund um den Globus. Ozeane und Atmosphäre übernehmen dabei jeweils etwa die Hälfte.

Trotzdem werden bis heute die aktuellen Temperaturen der Weltmeere noch kaum in Klimamodellen berücksichtigt - dabei sind sie von erheblicher Bedeutung. Forscher wollen die unsichtbare Welt in der Tiefe und die Wechselwirkungen zwischen den Ozeanen und der Atmosphäre besser verstehen. Wird sich der Golfstrom im Zuge der globalen Erwärmung abschwächen, wie viele Experten vorhersagen, und wenn ja, welche Folgen wird das haben? Was passiert, wenn das Eis in der Arktis verschwindet?

Messung der Meeresströmungen

Der Weg zu den Antworten führt über die Erforschung der Weltmeere. Meeresströmungen, Winde und Wassertemperaturen spielen in einem hochkomplexen dynamischen System zusammen, das natürlichen Schwankungen unterliegt. Diese Veränderungen der Meeresströmungen wollen die Wissenschaftler studieren. In einem internationalen Forschungsprojekt sollen die Parameter, die zur Entstehung von Strömungen führen, genau untersucht werden.

Forscher spannen ein weltweites Netz aus Messbojen auf. Bis jetzt hat man 3000 von ihnen installiert. Sie tauchen vollautomatisch ab und messen auf ihrem Weg in bis zu 2000 Meter Tiefe Strömung, Temperatur und Salzgehalt. Mit jedem Auftauchen senden sie die Messwerte per Satellit direkt in die Zentrale. Die Forscher wollen mit diesen Messdaten eines der großen Rätsel der Meere entschlüsseln: die Temperaturschwankungen an der Wasseroberfläche des Pazifiks.

Die pazifische Klimaschaukel

Ozeane sind ständig in Bewegung. Über lange Zyklen hinweg werden sie immer wieder umgewälzt. Temperaturunterschiede spielen dabei eine entscheidende Rolle: Mal ist das Oberflächenwasser überdurchschnittlich warm, mal drängt kaltes Tiefenwasser nach oben. Eine solche Zone mit auffälligen Temperaturschwankungen befindet sich zum Beispiel in Äquatornähe im Pazifik.

Auf beiden Seiten des Äquators drehen sich dort, angetrieben vom Wind, zwei riesige Wasserwirbel. Sie bringen kaltes Tiefenwasser nach oben. Dadurch schwächen sich die Winde ab, die Wasserwalzen werden kleiner. Sie reichen nicht mehr so weit in die Tiefe und transportieren jetzt warmes Wasser an die Oberfläche, wodurch sich diese erwärmt. Dann pendeln die Temperaturen des Pazifiks langsam wieder zurück.

Zukünftiger Einfluss auf das Klima

In der gleichen Zeit pendeln an einer anderen Stelle weiter nordwestlich im Pazifik die Temperaturen genau andersherum, also von warm nach kalt. Das ganze System erinnert an eine Wippe. Der Zyklus von warm nach kalt beziehungsweise umgekehrt dauert etwa zehn Jahre, also eine Dekade. Daher nennt man diese Klimaschwankung Pazifisch-Dekadische Oszillation (PDO). Auch im Atlantik lässt sich eine Oszillation beobachten. Ihr Zyklus beträgt rund fünfzig Jahre.

Da sich die Oberflächentemperaturen der Ozeane auf die Erwärmung der Atmosphäre und damit auf das Klima auswirken, spielt das Hin- und Herpendeln der Wassertemperatur für die künftige Kimaentwicklung eine wichtige Rolle. Einige Klimaforscher sagen vorher, dass die "pendelnden" Ozeane während der nächsten fünf bis zehn Jahre gerade so zusammenwirken, dass sie die globale Erwärmung ausbremsen könnten. Andere Forscher sind skeptisch und gehen weiterhin von einer anhaltenden Erwärmung aus. Ganz gleich, wem die Zukunft recht gibt, das Leben auf der Erde muss sich den kommenden Veränderungen stellen - und zwar lange bevor die Wissenschaft die letzten Zusammenhänge verstanden hat.

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