Atlantikströmung: Bis 2100 um die Hälfte schwächer

Die atlantische Umwälzzirkulation - kurz AMOC - wirkt wie eine gewaltige Wärmepumpe. Sie transportiert warmes Oberflächenwasser aus den Tropen bis nach Europa und sorgt für ein vergleichsweise mildes Klima. Doch jetzt zeigen neue statistische Analysen: Diese lebenswichtige Strömung wird sich bis Ende des Jahrhunderts um etwa die Hälfte abschwächen, und die pessimistischsten Klimamodelle scheinen der Realität am nächsten zu sein.

Die atlantische Wärmepumpe - Motor des Klimas

Die AMOC ist Teil eines globalen Förderbandes von Meeresströmungen, das durch Dichteunterschiede angetrieben wird. Salzhaltiges und kaltes Wasser ist dichter als wärmeres oder weniger salzhaltiges Wasser und sinkt ab. Im Nordatlantik gibt die AMOC Wärme an die Atmosphäre ab, das Wasser wird kälter und schwerer, sinkt in die Tiefe und fließt entlang des Meeresbodens zurück in den Süden. Gleichzeitig wird warmes Oberflächenwasser aus dem Süden nachgezogen und nach Norden transportiert. Dieser Kreislauf pumpt enorme Mengen Wärme in die nördlichen Breiten und bestimmt maßgeblich Temperaturen und Niederschläge - nicht nur in Europa, sondern auch in Afrika, Amerika und selbst in der Antarktis. Bereits in den 1990er Jahren hatte der Ozeanograf Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung in einer Box-Modell-Studie auf die zentrale Rolle des Salzgehalts im Südatlantik für die Stabilität der AMOC hingewiesen.

Eine statistische Entwirrung: Warum die düsteren Modelle recht haben könnten

Klimamodelle sind sich bislang uneins, wie stark die AMOC im Laufe der Erderwärmung abnehmen wird. Die Projektionen des Weltklimarates IPCC schwanken so stark, dass eine mittlere Abschwächung von etwa 32 Prozent mit einer Unsicherheit von plus/minus 37 Prozent angegeben wird - manche Simulationen zeigen kaum eine Veränderung, andere einen dramatischen Zusammenbruch. „Die Vorhersage, wie sich die AMOC im Lauf der Zeit verändert, ist nicht so einfach wie die der globalen Temperatur“, sagt Rahmstorf. „Sie ist notorisch schwierig.“

Ein Team um Valentin Portmann, Klimadatenwissenschaftler an der Universität Bordeaux, hat nun eine statistische Methode auf die Modellvielfalt angewandt, die in der Klimaforschung noch wenig verbreitet ist: eine ridge-regulierte lineare Regression. Sie wurde speziell entwickelt, um komplexe Probleme mit vielen, oft miteinander korrelierten Variablen zu vereinfachen. Das Ergebnis, veröffentlicht in Science Advances am 15. April, ist ernüchternd: Die Methode filterte jene Simulationen heraus, die der beobachteten Entwicklung am besten entsprechen - und diese Simulationen sagen eine Abschwächung der AMOC um etwa 51 Prozent (plus/minus 8 Prozent) bis zum Jahr 2100 voraus. „Sie haben sehr überzeugend gezeigt, dass leider die Simulationen mit der stärksten Abschwächung die realistischsten sind“, kommentiert Rahmstorf die Arbeit, an der er nicht beteiligt war.

Salzgehalt als Schlüssel

Der entscheidende Faktor für diese Korrektur liegt im zukünftigen Salzgehalt der Oberfläche des Südatlantiks. Je salzhaltiger dieses Wasser wird, desto schwächer wird die AMOC - das legten schon frühere Modellstudien nahe, und die neue Statistik bestätigt diesen Zusammenhang mit unerwarteter Schärfe. Parallel zeigen Beobachtungen, dass die Oberflächengewässer des Südatlantiks tatsächlich salzhaltiger werden: Zum einen verdunstet durch die Erwärmung mehr Wasser, zum anderen gelangt salzigeres Wasser aus dem Indischen Ozean in den Atlantik, weil sich Windmuster verändern. Hinzu kommt der zunehmende Süßwasser-Eintrag durch das Abschmelzen des grönländischen Eisschildes, der das Oberflächenwasser im Norden verdünnt und das Absinken der dichten Wassermassen zusätzlich erschwert. „Der Weltklimarat nimmt den Mittelwert der Modelle, um das zukünftige Klima abzuschätzen“, sagt Portmann. „Doch die Streuung ist bei der AMOC enorm, und unsere statistische Methode zeigt, dass die pessimistischsten Modelle die Wirklichkeit am besten treffen.“

Was eine Halbierung der Strömung bedeutet

Eine um die Hälfte geschwächte AMOC wäre kein plötzlicher Schock wie im Katastrophenfilm The Day After Tomorrow, wohl aber eine schleichende Destabilisierung mit gravierenden Folgen. Weniger Wärmetransport nach Norden würde paradoxerweise beides begünstigen: vermehrte Kälteextreme in Europa, aber auch Hitzewellen, weil sich Wettermuster verändern und blockierende Hochdrucklagen häufiger werden könnten. In der südlichen Hemisphäre würde sich die stärkere Wärme aufstauen und zu zusätzlicher Erwärmung führen. Klimamodelle sagen zudem häufigere und heftigere Stürme im Nordatlantik voraus, zunehmende Dürren in der Sahelzone Afrikas und einen Rückgang der Sommerniederschläge in Europa - mit potenziell verheerenden Folgen für die Landwirtschaft und die Wasserversorgung. Auch der Anstieg des Meeresspiegels könnte sich regional verstärken, weil eine schwächere AMOC die Wasserzirkulation im Atlantik verlangsamt und wärmeres Wasser sich ausdehnt.

Geoengineering an der Beringstraße - ein verzweifelter Plan

Angesichts solcher Aussichten wagen manche Forscher bereits Gedankenspiele, die an Science-Fiction erinnern. Ein Team um Jelle Soons von der Universität Utrecht schlägt in Science Advances vom 24. April ein radikales Geoengineering vor: den Bau einer rund 80 Kilometer langen Sperre quer durch die Beringstraße zwischen Russland und Alaska. Durch die Abdichtung der Meerenge würde weniger Süßwasser aus dem Pazifik in den Nordatlantik gelangen, was die AMOC stabilisieren könnte. Soons betont jedoch, dass es sich „um eine rein konzeptionelle Studie“ handelt und ein solcher Eingriff enorme unbekannte Nebenwirkungen haben könnte. Die bloße Tatsache, dass solche Extremvorschläge überhaupt wissenschaftlich ernsthaft diskutiert werden, wirft ein grelles Licht auf die Dramatik des Problems. Die Zeit, um den weiteren Klimawandel zu bremsen und die AMOC vor dem Kollaps zu bewahren, schwindet schnell.

Quellen:

• How the greenhouse effect governs temperature changes across Antarctica (Phys.org)
• After Two Decades, E360’s Founder and Editor Is Moving On (Yale Environment 360)
• Social background also shapes environmental awareness, says study (Phys.org)
• Vitamin D levels stay strong in Swedish children after 2018 fortification changes (Medical Xpress)
• The outlook for a climate-regulating ocean current is…not good (Science News)
• Heat waves: Older people less likely to follow safety advice (Phys.org)

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