Was Eisschollen verraten

Widersprüchliche Klimastudien Luft, Sonne, Ozeane, Ökosysteme und physikalische Prozesse bestimmen die Erdtemperatur - zu kompliziert für verlässliche Prognosen?

Umweltschützer schüren falsche Ängste, indem sie die angebliche globale Erwärmung dramatisieren, behauptet Bestsellerautor Michael Crichton in seinem gerade auf Deutsch erschienenen Roman Welt in Angst. Er argumentiert, dass die Umweltschützer mit den Ängsten der Menschen spielen, um Spendengelder einzutreiben und ihre Programme durchzusetzen. Doch nicht nur im Wissenschaftskrimi, sondern auch unter Wissenschaftlern trifft man Klimaskeptiker, die lautstark Zweifel anmelden an der scheinbar unbestreitbaren Tatsache, dass die globale Temperatur unablässig nach oben strebt. Anlass sind unter anderem die teilweise sehr unterschiedlichen Prognosen der Klimastudien.

Wächst das Eis oder schmilzt es?

Doch Klimasysteme sind eine sehr komplexe Angelegenheit. Nehmen wir beispielsweise: die scheinbar immer wiederkehrenden widersprüchlichen Meldungen aus der Antarktis: Einige Anfang Januar 2002 veröffentlichte Studien berichten über ein Absinken der Temperatur beziehungsweise das Anwachsen der antarktischen Eisschicht. Im Fachmagazin Science wurde wenig später eine Untersuchung vorgestellt, der zufolge die Seen auf einer antarktischen Insel während der vergangenen 20 Jahre um ein Grad Celsius erwärmt haben. Wie sind diese Studien zu deuten - wächst nun das Eis oder schmilzt es?

Weitere beunruhigende Meldungen kamen dann 2003 aus der Antarktis: Zwei Eisschollen von der Größe Mallorcas brachen an den Schelfeisrändern ab. Anscheinend ein deutlicher Hinweise für eine Klimaerwärmung. Andererseits stellten Wissenschaftler fest, dass die Temperatur auf dem Eiskontinent in den letzten 35 Jahren insgesamt gesunken ist. Die Verwirrung ist komplett. Wie passt das zusammen?

Was auf den ersten Blick widersprüchlich erscheint, ist in Wirklichkeit Teil des komplexen Klimasystems der Erde. Im Unterschied zu Wettervorhersagen werden in Klimastudien meteorologische Verhältnisse über sehr viel längere Zeiträume beschrieben. Das sich dies als schwierig und kompliziert erweist, liegt daran, dass das Klimasystem ein Teil der vernetzten Kreisläufe unserer Biosphäre ist. "Es steht einerseits in Verbindung mit Luft, Ozeanen, Eisflächen und den Prozessen der Ökosysteme, andererseits wird es aber auch von physikalisch-astronomischen Faktoren, wie Sonneneinstrahlung und Erdmagnetismus beeinflusst", erklärt Jan Lieser vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven. Verschiedene Faktoren müssen berücksichtigt werden. Anhand von einzelnen Messungen sind eindeutige Aussagen nicht immer möglich. Die Wissenschaftler des AWI beschäftigen sich unter anderem mit den Klimasystemen der Polarregion. Mit Hilfe von Modellsimulationen, Satelliten und Projekten vor Ort sammeln sie die notwendigen Daten und werten sie aus.

Im Mai 2005 soll der Satellit Cryo-Sat ins All geschickt werden, um Aufschluss über das Wachsen oder das Schmelzen des ewigen Eises zu geben. Der Satellit trägt ein spezielles Gerät, das so genannte "Radaraltimeter", welches die Eisdicken in Arktis und Antarktis vermessen soll. Das Eis an den Polen spielt für das globale Klima eine zentrale Rolle. Obwohl Tausende Kilometer von den meisten bewohnten Gebieten entfernt, hat das Eis dennoch starke Auswirkungen auf das Klima in Europa, Asien und Amerika.

"Das Eis an den Polen reflektiert einen großen Teil des Sonnenlichts in den Weltraum, wobei sich die Anteile des empfangenen und abgestrahlten Lichts im Gleichgewicht halten. Beginnt das polare Eis zu schmelzen, wird weniger Sonnenlicht reflektiert, so dass sich die Polgegend erwärmt. Dadurch schmilzt noch mehr Eis und das Reflexionsvermögen sinkt weiter. Durch diesen Rückkopplungseffekt (Eis-Albedo-Rückkopplung) könnte eine sich selbst beschleunigende Erwärmung entstehen", erläutert Lieser.

Eine Abschätzung der Variabilität des gesamten Treibeisvolumens lässt sich derzeit nur mit einem optimierten Meereismodell bewerkstelligen. Klimamodelle simulieren das Klimasystem der Erde und seine Veränderungen auf der Grundlage von physikalischen Gesetzen durch mathematische Gleichungen, die in einem dreidimensionalen Gitternetzsystem rund um den Globus gelöst werden. Einige Prozesse- und Wechselwirkungen sind außerdem in den einzelnen Klimamodellen sehr unterschiedlich eingebaut, und für viele Zusammenhänge gibt es nur grobe Parameter. Daher wundert es den Wissenschaftler vom AWI nicht, dass es zu unterschiedlichen Vorhersagen der Klimaforscher kommt: Sie erklären sich aus der unterschiedlichen Anlage der Klimamodelle. Es muss daher nicht unbedingt ein Widerspruch sein, wenn die Berichte über die Temperatur oder die Eismassen in der Antarktis unterschiedlich ausfallen.

Wankelmütige Antarktis

Während der Rest der Erde sich langsam, aber kontinuierlich erwärmt, wird es in der Antarktis immer kälter, meint auch David Thompson, Professor für atmosphärische Forschung an der State University von Colorado. Das Ozonloch, das sich jeden Frühling über der Antarktis öffnet, sei für die widersprüchlichen Trends verantwortlich, so der Forscher. Windsysteme, die permanent rund um den Südpol wehen, halten die kalte Luft über dem Polgebiet. Demgegenüber steht die Tatsache, dass auf der Halbinsel, die sich gegen die Südspitze Südamerikas hin ausbreitet, immer wärmere Temperaturen gemessen wurden. Der Forscher meint, dass das Ozon das gesamte Klimamodell der Antarktis völlig durcheinander bringe.

Ein großes Problem ist die Wankelmütigkeit der Antarktis: Der Kontinent wandelt sich im Rhythmus von Jahren und Jahrzehnten. So mussten Meereskundler kürzlich einsehen, dass aus der Tiefsee gewonnene Werte instabil sind. Temperatur und Salzgehalt ändern sich binnen weniger Jahre. Meist regional. Aus den regionalen Daten werden jedoch globale Aussagen abgeleitet und veröffentlicht. Doch das ist nicht alles. "Viele Klimastudien betreffen Phänomene auf sehr verschiedenen Zeitskalen", gibt der britische Eisforscher Andrew Sheperd vom University College London zu bedenken. Die Erwärmung der Antarktischen Halbinsel sei ein kurzfristiges Phänomen, die Abkühlung im Innern des Kontinents ein langfristiges.

Erst kürzlich fanden Wissenschaftler des AWI heraus, dass die Arktis verstärkt im Winter und Frühjahr mit einem Dunstschleier überzogen wird. Der Schleier entsteht aus einer Vielzahl von feinen Staub- und Flüssigkeitspartikeln, so genannten Aerosolen. Diese wandern aus den Industriegebieten Westeuropas, Russlands, Kanadas und Amerikas in die Arktis. Aerosole ziehen Wassertropfen an, verdichten sich zu Wolken und nehmen Einfluss auf das Klima. Die Schwebeteilchen besitzen je nach Beschaffenheit die Eigenschaft, Sonnenstrahlen zu verschlucken oder aber zu reflektieren. So verändern sie die Menge der Strahlung, die an der Erdoberfläche ankommt. Das hat Auswirkungen auf die Temperatur: Sie kann um bis zu drei Grad fallen oder steigen. Eindeutige Aussagen über einen möglichen Klimatrend sind aus aufgebauschten Einzelbeobachtungen deshalb kaum zu treffen; sie erfordern langfristige Messungen und unterstützende Modellrechnungen.


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00:00 04.02.2005

Ausgabe 39/2020

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