Meereisausdehnung auf Rekordminimum: es ist zu warm und zu feucht in der Arktis

02. März 2018

Die Sonne geht am Nordpol normalerweise vor dem 20. März nicht auf und es herrscht hier die kälteste Zeit des Jahres, aber bereits jetzt ist es in der Arktis außergewöhnlich warm. Analysen von Satelliten- und Stationsdaten deuten darauf hin, dass sehr warme Luft in die Arktis einströmte und schon im Februar die Temperaturen kurzfristig bis zum Schmelzpunkt angestiegen sind.
„Die Situation in der Arktis ist im Moment gekennzeichnet durch sehr viel wärmere Temperaturen (größer als 10°C im Vergleich zum langjährigen Mittelwert in der Zentralarktis) als normal und eine geringere Eisbedeckung, die im Februar noch nie so niedrig waren, seit wir Satellitenmessungen machen“, beton Prof. Christian Haas Leiter der Sektion Meereisphysik am AWI.

Das arktische Meereis zeigte im Februar mit einem Monatsmittelwert von 13,94 Mio. km² den geringsten Wert der jemals in diesem Monat beobachtet wurde (siehe Abbildung 1). Diese Werte liegen unterhalb der Eisbedeckung im Februar 2007 (14,51 Mio. km²) und 2012 (14,25 Mio. km²). Die beiden Jahre, in denen im Sommer Rekordtiefstwerte der Meereisausdehnung im September erreicht wurden. Der Wert liegt auch unterhalb der langjährigen zweifachen Standardabweichung der Meereisausdehnung (Abbildung 2).

Die räumliche Verteilung des Meereises zeigt im Vergleich zum langjährigen Mittel weiterhin eine besonders niedrige Audehnung in der Beringsee, an der Ostküste von Grönland, östlich von Spitzbergen und in der Barentssee (siehe Abbildung 3). Besonders drastisch war der Eisverlust in der Beringsee. Dort schrumpfte Mitte Februar die Eisbedeckung innerhalb weniger Tage (siehe Abbildung 3).

Arktische Meereisbedingungen im Kontext:

Bereits der Januar war in vielen Teilen der Arktis wärmer als im langjährigen Mittel (Abbildung 5 links). Die zweite Hälfte des Februars war durch extreme Wetterbedingen gekennzeichnet, mit besonders hohen Temperaturen über der Arktis und extrem niedrigen Temperaturen über Euroasien und Nordamerika (Abbildung 5 rechts).

Ursache hierfür ist das Luftdrucksystem über der Arktis. Während im Januar noch ein ausgedehntes Hochdruckgebiet (Abbildung 6, links) mit Kern über West-Russland und ein Tiefdrucksystem über dem nördlichen Nordatlantik eine zonale Windzirkulation bewirkte, hat sich im Februar ein dipolartiges Drucksystem über der Grönlandsee mit Hochdruckkern über der Karasee und einem Tiefdruckgebiet über Grönland und der Westküste der USA eingestellt. Dadurch wurden die warmen und feuchten Luftmassen aus dem Atlantik direkt in nördliche Richtung in die Arktis getrieben (Abbildung 6 rechts). Sichtbar ist dies an der Zeitreihe der Tagesmitteltemperatur an der Messstation AWIPEV auf Spitzbergen (Abbildung 7), die Spitzenwerte bis oberhalb des Gefrierpunktes zeigen und im Mittel etwa 5°C wärmer als im langjährigen Mittel für diese Zeit sind.

Der Warmlufteinbruch in die Arktis wird besonders im Vergleich von Stationsdaten am nördlichsten Punkt Grönlands und Berlin deutlich (siehe Abbildung 8). Die Zeitreihe der Tagesmitteltemperatur im Januar und Februar in Kap Morris Jesup (Grönland) und Berlin (Deutschland) zeigen einen sprunghaften Anstieg der Tagesmitteltemperatur in Kap Morris Jesup von etwa -25°C auf über 0°C ab dem 14. Februar und ein gleichzeitiger Rückgang der Temperaturen in Berlin von über 0°C auf -12°C. Die Spitzentemperatur in Nordgrönland wurde am 25. Februar mit +6 °C registriert.

Solche starken Warmlufteinbrüche in die Arktis waren früher einmal sehr selten, kommen aber heute immer häufiger vor. Eine im Juli 2017 veröffentlichte Studie fand heraus, dass diese Ereignisse seit 1980 häufiger vorkommen, intensiver sind und länger anhalten (Graham et al., 2017). Nach Aussagen der Autoren traten solche Ereignisse zwischen 1980 und 2010 viermal auf, während sie in vier der letzten fünf Jahre zu sehen waren. „Wir können erwarten, dass diese Ereignisse in Zukunft noch häufiger auftreten, da sie mit der generellen Erderwärmung und dem zurückgehenden Meereis zusammenhängen“, betont Christian Haas.

Verschiedene Faktoren tragen zur diesjährigen Wärmepisode in der Arktis bei. „ Aufgrund des Hochdrucksystems über Skandinavien und der Barents- / Karasee wurden die Sturmzugbahnen in Richtung Nordpol und Grönland abgelenkt. Warme und feuchte Luft drang somit bis in die Mitte des Polarkreises vor, was eine außergewöhnliche Situation darstellt. Auch sind die Temperaturen im Ozean in der Grönlandsee wärmer als sonst um diese Jahreszeit, was das momentane Wärmeereignis noch verstärkt“, erklärt Dr. Monica Ionita-Scholz, Klimatologin am AWI.

Die stratosphärische Erwärmung wurde durch einen Anstieg der Temperatur in einer Höhe von ungefähr 30 km über dem Nordpol bedingt. Dies führte zu einer Spaltung des Polarwirbels (siehe Animation in Abbildung 9), die ihrerseits zu einer Störung und Abschwächung des Jetstreams führte. Hierdurch konnte warme und feuchte Luft vom Atlantik und vom Pazifik in die Arktis transportiert werden und kalte Luft von Sibirien nach Europa (siehe Animation Abbildung 11). Wird der Jetstream schwächer, kann kalte Luft weiter nach Süden vorstoßen und warme Luft weiter nach Norden. Der verlagerte und abgeschwächte Polarwirbel drückt den Jetstream weiter nach Süden und führt zur Entwicklung eines sogenannten blockierenden Hochdrucksystems („Blocking“) über Skandinavien und der Barents- und Karasee (siehe Abbildung 6). Dieses System blieb im aktuellen Fall mehrere Tage stabil und führte zu den warmen Bedingungen in der Arktis und der Kälte in Euroasien, wie es derzeit gegen Ende Februar beobachtet wurde (siehe Animation Abbildung 9). „Eine beeindruckende und sehr seltene Situation, die wir gerade in der Arktis haben. Dennoch zeigen die beobachteten Extreme, insbesondere in den letzten Jahren, dass die Zukunft der Arktis voll von diesen unvermeidlichen Überraschungen sein wird“, ergänzt Monica Ionita-Scholz.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass ungewöhnliche Wetterbedingungen im Januar und Februar dieses Jahres zu einem enormen Wärme- und Feuchteeintrag in die zentrale Arktis geführt haben. Dies hat zu einer historisch niedrigen Meereisausdehnung während des Wintermaximums der Meereisbedeckung in der Arktis geführt. Diese Entwicklung könnte die Eisbedingungen in der Arktis so präkonditionieren, dass der Eisrückgang mit dem einsetzenden Frühling entsprechend schnell geschehen könnte. „Inwieweit dies Auswirkungen auf die Eisverhältnisse in diesem Sommer in der Arktis haben wird, kann man zum derzeitigen Zeitpunkt noch nicht sagen, weil die Wetter- und Windbedingungen während des Sommers noch wichtiger für den Verlauf der Schmelzsaison sind, als die Verhältnisse im Winter. Jedoch ist unumstritten, dass der fortschreitende Meereisrückgang in Folge der globalen Erwärmung in der Arktis bereits in diesem Winter ein deutliches Zeichen hinterlassen hat“, stellt Christian Haas fest.

Weiterführende Literatur:
Graham, Robert M., Cohen, Lana, Petty, Alek A., Boisvert, Linette N., Rinke, Annette, Hudson, Stephen R., Nicolaus, Marcel, Granskog, Mats A.: Increasing frequency and duration of Arctic winter warming events, DOI: 10.1002/2017GL073395, Geophysical Research Letters, 2017.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Christian Haas (Alfred-Wegener-Institut)

Dr. Monica Ionita-Scholz

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