Ein Erklärungsversuch von Matthias Hüttmann

Der menschengemachte, beschleunigte Klimawandel, besser als Klimakatastrophe benannt, wird immer mehr zur Ursache von Extremwettersituationen, ist mitverantwortlich für das rasante Artensterben, führt zu Landflucht und Migration, sozialen Verwerfungen und vielem mehr. Aber auch wenn das alles wissenschaftlich unumstritten ist, so ist unser Hintergrundwissen oft nur rudimentär, sind Zusammenhänge nur bedingt bekannt. In einer losen Reihe wollen wir deshalb darüber informieren.

In diesem dritten Teil beschäftigen wir uns mit dem ozeanischen Förderband, welches in der Fachsprache auch als die atlantische (meridionale) Umwälzbewegung (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) bezeichnet wird. Wir werden hier der Einfachheit halber die Abkürzung AMOC verwenden. Achtung, diese große Ozeanzirkulation ist nicht mit dem Golfstrom zu verwechseln, er ist nur ein Teil der AMOC. Ein möglicher Zusammenbruch dieser Ozeanzirkulation wird oft als ein mögliches Kipppunktelement angeführt, das zu einem Wendepunkt bezüglich der Stabilität unseres Klimas führen kann. Und sind wir erst einmal an einem solchen Wendepunkt angelangt, gibt es möglicherweise kein Zurück mehr, zumindest nicht innerhalb eines gesellschaftlichen Zeithorizonts.

Gemäßigtes europäisches Klima dank Golfstrom
Globale Meeresströme spielen eine zentrale Rolle, speziell für unser Klima. Das liegt daran, dass die AMOC warmes Wasser aus Äquatornähe zu uns nach Europa fördert. Denn im Vergleich zu ähnlich nördlichen Regionen wie Kanada oder Russland ist das Klima bei uns in Europa deutlich milder. In Schottland können Palmen wachsen, wo auf gleicher geografischer Breite in Kanada nur Moose und Flechten zu finden sind. Die AMOC ist Teil der großen „Thermohalinen Zirkulation“, der weltumspannenden Ozeanströmung. Angetrieben vom globalen Förderband, besagter thermohalinen Zirkulation, wirkt sie wie eine große Heizung. Nur so ist es möglich, dass große Teile West- und Nordeuropas, wie Irland, Großbritannien und Skandinavien, ein wärmeres Klima aufweisen, als aufgrund ihrer hohen geographischen Breite zu erwarten wäre.

Aber auch ganz allgemein sind die Wassermassen der Ozeane auf unserem Planeten, der bekanntlich zu 71 Prozent mit Wasser bedeckt ist, ständig in Bewegung. Im Nordatlantik sinkt beispielsweise kaltes, salziges Wasser in die Tiefe und zieht Wasser aus dem Süden nach, welches schließlich seine Wärme in die Atmosphäre vor Europa abgibt. Dabei ist zu beachten, dass die Atmosphäre meist nur im Winter kälter als der Ozean ist und dieser nur dann Wärme abgeben kann. Die Auswirkungen der AMOC sind deshalb vor allem zu dieser Jahreszeit für das Klima in Europa eminent. Mit seiner massiven Bewegung und Freisetzung von Wärme sorgt die AMOC dafür, dass der Nordatlantik und die angrenzenden Landgebiete mehrere Grad wärmer sind, als sie es sonst wären. Angetrieben wird die AMOC von Winden und von Dichteunterschieden des Wassers, die Dichte des Wassers hängt dabei von dessen Temperatur und Salzgehalt ab.

Zustand der AMOC
Mit dem Klimawandel ändern sich wichtige Faktoren in den Regionen der Tiefenwasserbildung, die von entscheidender Bedeutung sind:

• Die Lufttemperatur: Sie steigt, wodurch der Ozean weniger Wärme an die Atmosphäre abgeben kann. Das Wasser bleibt wärmer und damit leichter.

• Der Salzgehalt: Große Teile des grönländischen Eisschilds schmelzen. Das Schmelzwasser fließt ins Meer.

• Außerdem, gibt es aufgrund der wärmeren Atmosphäre mehr Niederschlag.

Die letzten zwei Punkte, geschmolzenes Eis und Niederschlag, führen zu einem erhöhten Süßwassereintrag. Dieser „verdünnt“ das Wasser der Ozeane, der Salzgehalt nimmt ab, es wird spezifisch leichter. Das alles sorgt dafür, dass weniger Wasser in die Tiefe sinkt und die thermohaline Zirkulation vor allem im Nordatlantik schwächer wird. Das bedeutet wiederum, dass weniger salzhaltiges Wasser aus dem Süden in den Nordatlantik gelangt. Dadurch wird die Strömung geschwächt.

Die Forschung hat gezeigt, dass die Zirkulation unter bestimmten Umständen sehr schwach werden, kollabieren, oder ganz zum Erliegen kommen könnte. Würde die Ozeanzirkulation zusammenbrechen, hätte das weitreichende Folgen. Zu den Auswirkungen gehören ein Rückgang der Fischpopulationen im Nordatlantik, dem ergiebigsten natürlichen Fischfanggebiet der Welt, heftigere Winterstürme in Europa, ein beschleunigter Anstieg des Meeresspiegels – ein Nebeneffekt der physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die die Meeresströmungen bestimmen – und das Risiko verstärkter atlantischer Wirbelstürme, da sich im tropischen Nordatlantik Wärme aufstaut. Durch die Veränderung der Wärmeverteilung können auch noch weitere große Wettersysteme beeinflusst werden, so zum Beispiel der indische Monsun oder der Niederschlag über der Sahel-Zone. Zusätzlich führt eine Verlangsamung der thermohalinen Zirkulation zu einer verminderten CO₂-Aufnahme der Ozeane, da dieses in geringeren Mengen in die Tiefen des Ozeans transportiert wird.

Vermeintliche Zukunft der AMOC
Die Klimamodelle sagen für dieses Jahrhundert bereits eine Abschwächung der AMOC voraus. Ursache dafür ist in erster Linie das Schmelzwasser des Grönländischen Eisschilds, der sich aufzulösen beginnt. So hat Stefan Rahmstorf, Leiter der Forschungsabteilung Erdsystemanalyse am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) und ein Team, darunter auch Michael E. Mann, die Veränderungen der AMOC im Laufe des Erdzeitalters ermittelt. Alle dabei berücksichtigen paläoklimatischen Daten kommen zu demselben beunruhigenden Ergebnis: Die AMOC hat sich im letzten Jahrhundert so stark abgeschwächt wie nie zuvor innerhalb unserer Zeitrechnung. Obwohl die Klimamodelle eine wesentliche Schwächung der AMOC erst gegen Ende dieses Jahrhunderts vorhersagen, scheint diese bereits eingetreten zu sein, da die Grönlandschmelze die bisherigen Modellvorhersagen wohl übertrifft. Allein im Juli 2019 sind fast 200 Milliarden Tonnen Schmelzwasser in den Nordatlantik geflossen – genug, um den globalen Meeresspiegel um das kleine, aber messbare Stückchen von einem halben Millimeter anzuheben. All dieses Gletscherschmelzwasser reduziert den Salzgehalt im Nordatlantik, und zwar früher als angenommen. Obwohl unmittelbare Untersuchungen der AMOC in den letzten Jahrzehnten teilweise widersprüchliche Tendenzen zeigen, kommen Studien, die eine Reihe sich ergänzender Messgrößen vergleichen, zu dem Schluss, dass der Kollaps der AMOC bereits im Gange ist. Eine Einschränkung besteht bei den Klimaprojektionen, welche die Grundlage für die IPCC-Bewertungen bilden, darin, dass die Klimamodelle in der Regel nicht mit umfassenden Modellen für die Eisschilde gekoppelt sind, so dass die Wechselwirkungen zwischen dem Zerfall und der Schmelze der Eisschilde, dem Süßwasserabfluss und der AMOC-Dynamik in den Modellierungen nicht gut dargestellt werden.