Arktis weiterhin extrem warm – die nächste Saison der Meereisvorhersagen beginnt

13. Juni 2018

„Der Mai 2018 war in Deutschland der wärmste Mai seit 1881 und nach dem diesjährigen April der zweite Monat in Folge mit einem neuen Rekordwert“. So lautet das Fazit des Deutschen Wetterdienstes zur aktuellen Wettersituation, die von einer Vielzahl von Extremereignissen wie häufigen Gewittern, Starkniederschlägen und lokalen Hochwasserereignissen im Süden und Westen des Landes sowie einer ausgeprägten Trockenheit im Norden begleitet wurden. Aber was sich in Deutschland als ein außergewöhnlicher Monat gezeigt hat, war das in der Arktis ähnlich?

„Ja, auch in der Arktis haben wir einen außergewöhnlich warmen Monat erlebt, der dazu führte, dass die Eisschmelze in der Nähe der Eiskante schon früh im Jahr einsetzte“, erklärt Christian Haas, Meereisphysiker und Leiter der Sektion Meereisphysik am Alfred-Wegener-Institut. „Die Meereisausdehnung in der Arktis befindet sich schon seit dem Winter auf einem sehr niedrigen Niveau für diese Jahreszeit und bewegt sich weiterhin unterhalb der zweifachen Standardabweichung des langjährigen Mittelwertes (siehe Abbildung 1). Wir verzeichneten im Mai mit 12,06 Mio. km² die zweitniedrigste Meereisausdehnung nach 2016 (siehe Abbildung 2). Dort war sie noch circa 260.000 km² geringer als in diesem Jahr“.

Im Vergleich zum Jahr 2016 blieb die Meereisbedeckung etwas größer in der Barentssee, in der südlichen Beaufortsee (Kanadische Arktis) sowie in der Davis Straße (westlich von Grönland). Weniger Meereis findet sich hingegen in der Tschuktschensee und der östlichen Grönlandsee (siehe Abbildung 3). Im Vergleich zum langjährigen Mittel ist das Meereis in vielen Randgebieten der zentralen Arktis reduziert, lediglich westlich von Grönland in der Davis Straße ist der Eisrandbereich stärker ausgedehnt (Abbildung 4).

Klimatologische Situation

Die Arktis zeigte sich im Monat Mai in vielen Bereichen weiterhin deutlich wärmer als der langjährige Durchschnitt (siehe Abbildung 5). Das atmosphärische Druckmuster auf Meereshöhe (Abbildung 6) zeichnete sich für Mai durch einen überdurchschnittlich hohen Luftdruck über der Fennoskandinavischen Halbinsel auf der einen Seite aus und auf der anderen Seite einer Region mit unterdurchschnittlichem Luftdruck über Grönland. Im pazifischen Sektor war der mittlere Luftdruck auf Meeresniveau zwar niedriger im Vergleich zum langjährigen Mittel, aber typisch für das Beaufortsee-Hoch und das Aleutentief. Diese Luftdruckverteilung war sehr stabil und bestand für mehr als einen Monat. Sie hat zu einer trichterförmigen Einströmung von warmen Winden von Süden in die Barentssee geführt (Abbildung 6, Pfeile) und somit einen verstärkten Eintrag von Wärme in die Arktis.

Die dipolartige Struktur der Druckanomalien (Tiefdrucksystem über Grönland und Hochdrucksystem über Skandinavien) erhöhte den Zustrom von warmer und feuchter Luft aus dem Nordatlantikbecken in Richtung Arktis (Abbildung 7). Durch den durch Wolken veränderten Strahlungsantrieb beeinflusst der Feuchetransport direkt oder indirekt auch die Meereisbildung über den polaren Religionen. Feuchteeinträge in die Arktis, insbesondere während der Frühlingsmonate, sind ein wichtiger Treiber für das Schmelzen des Meereises. Der verstärkte Zustrom von Feuchte in die arktische Region im Mai 2018 kann zumindest teilweise die niedrigen Werte der Meereisausdehnung am Ende des Monats erklären.

Im Monatsmittel herrschten auf 925 hPa (meteorologische Standarddruckfläche der unteren Troposphäre in etwa 764 m Höhe) Temperaturanomalien von bis zu plus 5 °C gegenüber dem langjährigen klimatologischen Mittelwert. Generell war es über dem Arktischen Ozean relativ warm (siehe Abbildung 5). Im Gegensatz dazu, herrschten relativ kühle Bedingungen über Grönland und Nordkanada mit Temperaturen, die unter dem langjährigen Mittelwert lagen. Die Temperaturen in Teilen von Zentralsibirien und Nunavut im nördlichen Quebec (Kanada) lagen bis zu 5 °C unterhalb des langjährigen Mittels.

Die Lufttemperaturen in 925 hPa über dem Arktischen Ozean lagen die meiste Zeit des Jahres oberhalb des langjährigen Mittels. Die Temperaturen zeigten höhere Werte im Vergleich zu normalen Bedingungen in der Periode von Januar bis Anfang März. Nach einer kurzen kalten Periode Ende März, waren die Temperaturen im April wieder nahe dem langjährigen Mittel und sind dann im Mai erneut gestiegen. Diese warmen Bedingungen sind auch an der AWIPEV Station auf Spitzbergen deutlich zu sehen (siehe Abbildung 8). Im Mai lagen die Tagesmittelwerte teilweise bis zu 5°C über dem langjährigen Mittelwert. Am Ende des Monats waren die Nord- und Westküsten von Spitzbergen weitgehend eisfrei und eine offene Wasserzunge östlich der Inseln erstreckte sich nordöstlich nach Franz Joseph Land. Das offene Wasser reichte Ende Mai bis 82° N (siehe hier).

„Es ist immer noch sehr früh in der Schmelzsaison, um zu wissen, wie das Minimum der Meereisausdehnung in diesem Jahr im September sein wird“, so Monica Ionita-Scholz, Klimatologin am AWI. Bilder vom MODIS-Satelliten (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) zeigen jedoch schon eine deutliche Fraktionierung der mehrjährigen Eisschollen in der Beaufortsee. Die frühe Entwicklung von offenem Wasser um die großen Eisschollen herum könnte die Schmelze durch die Absorption der Sonnenstrahlung beschleunigen. Ein Teil der Eisschollen zeigte bereits jetzt Schmelztümpel.

Beginn der Saison für Meereisvorhersagen

Seit vielen jahren beteiligt sich das AWI am internationalen Meereisvorhersage-Netzwerk (Sea Ice Prediction Network, SIPN), bei dem mit dem Monat Juni monatliche Vorhersagen für das Minimum der arktischen Meereisausdehnung im September gesammelt und ausgewertet werden (siehe auch Beitrag über die Rückschau für das Jahr 2017). Diese Bemühungen werden vom Arctic Research Consortium der Vereinigten Staaten (ARCUS) koordiniert. Dies ist die zweite Phase des Meereisvorhersage-Netzwerkes und wird derzeit von der National Science Foundation, dem Office of Naval Research und dem britischen National Environment Research Council finanziert. Während alle Vorhersagemethoden willkommen sind, liegt ein neuer Fokus des Projekts auf der Bewertung des wirtschaftlichen Werts saisonaler Eisprognosen. Um die Vorhersagen für Stakeholder nützlicher zu machen, wird verstärkt darauf geachtet, die räumliche Verteilung der Eisbedeckung für September vorherzusagen, nicht nur das Gesamtausmaß. Der sogenannte „Sea Ice Outlook“ fasst alle  Beiträge zusammen und veröffentlicht die saisonale Entwicklung der Bedingungen jeden Monat bis zum Sommer und in den Nachsaisonberichten auf der SIPN-Webseite.

Das AWI beteiligt sich wie in den letzten Jahren mit zwei Beiträgen, die auf unterschiedlichen Methoden beruhen, einer statistischen Methode und einer numerischer Modellierung. Beide methodischen Ansätze haben in den vergangenen Jahren eine hohe Übereinstimmung und Nähe zu der tatsächlich beobachteten Meereisausdehnung im September gezeigt (Beschreibung der Methoden).

Basierend auf klimatologischen Beobachtungsdaten hat Monica Ionita-Scholz mit dem statistischen Modell eine Meereisausdehnung für September 2018 von 4,4 Mio km² berechnet (Abbildung 9). Dies wäre der drittniedrigste Wert des Sommerminimums der Meereisausdehnung in der Arktis im Beobachtungszeitraum seit 1979, nach dem Rekordminimum im Jahr 2012 von nur 3,6 Mio. km² und dem zweitniedrigsten Wert in 2017 von 4,3 Mio km². Basierend auf der numerischen Modellierung von Frank Kauker, Mitglied der Sektion Meereisphysik am AWI und Experte in der Meereismodellierung, konnte ein Wert von 5,27 +/- 0,19 Mio. km² für September 2018 abgeschätz werden. Darüber hinaus kann das numerische Modell auch die regionale Verteilung der Meereisausdehnung vorhersagen. Abbildung 10 zeigt, dass insbesondere in der Region Barents- und Karasee, sowie der Beaufort- und Tschuktschensee ein starker Eisrückgang zu erwarten ist. Inwieweit die Nordost- oder Nordwestpassagen eisfrei sein werden, ist zum Ende des Frühjahrs noch nicht abzusehen. „Die Diskrepanz der Ergebnisse der zwei unterschiedlichen methodischen Ansätze zu diesem frühen Zeitpunkt der Saison spiegelt die methodischen Unterschiede in der Berechnung, verbunden mit den unterschiedlichen Eingangsgrößen in der Berechnung der Meereisvorhersage wider“, kommentiert Frank Kauker die ersten Ergebnisse. „Wir sind sehr gespannt, wie sich die geringe Meereisausdehnung und die geringere mittlere Eisdicke im Winter 2017/2018 verbunden mit den bisher außergewöhnlich warmen atmospärischen Bedingungen in der Arktis auf die Entwicklung des Meereisrückgangs auswirken wird“, ergänzt Monica Ionita-Scholz. Auf meereisportal.de werden wir die Entwicklung der Vorhersagen weiter verfolgen und in unseren monatlichen Berichten auch die Ergebnisse des SIPN kommentieren.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Christian Haas (AWI)

Dr. Monica Ionita-Scholz (AWI)

Dr. Frank Kauker (AWI)

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