Einschätzung der Meereissituation Antarktis 2016

Einschätzung der Meereissiutation in der Arktis finden Sie hier.

 

 

Auch in der Antarktis weit weniger Meereis als im langjähringen Mittel

19. Dezember 2016

In diesem Jahr wurde das jährliche Maximum der Meereisausdehnung in der Antarktis bereits deutlich früher als im Durchschnitt, nämlich Ende August erreicht. Seither nimmt die Meereisausdehnung beständig in einem verhältnismäßig schnellen Tempo ab und seit Ende Oktober liegt der Wert unterhalb der zweifachen Standardabweichung des langjährigen Mittelwertes (siehe Abbildung 1). Dies führt zu einem für den Monat November sehr geringen Wert (siehe Abbildung 2), dem niedrigsten seit es Satellitenaufzeichnungen gibt. Die durchschnittliche Meereisausdehnung im November 2016 betrug circa 13,8 Mio. km² (siehe Abbildung 3) und liegt circa 1,1 Mio. km² unter dem Wert von 1986 und circa 0,8 Mio. km² unter dem Wert von 2011, den beiden bisher niedrigsten gemessenen Werten im November überhaupt.

In diesem Jahr ist die Meereisausdehnung im November besonders niedrig im Indischen Ozean, hier insbesondere das Cosmonaut Meer und das Mawson Meer sowie westlich der Antarktischen Halbinsel im Bellinghausenmeer (Abbildung 4). Im Weddellmeer, Rossmeer und im Amundsenmeer beobachten wir eine deutlich verringerte Meereiskonzentration mit sehr stark auseinander getriebenem Meereis sowie große Gebiete offenen Wassers, sogenannte Polynjen , insbesondere im östlichen Wedellmeer und vor dem Ross Schelfeis (siehe Abbildung 4 und 5). 

Diese, im Vergleich zu den vergangenen Jahren außergewöhnliche Situation könnte durch ein verändertes Windfeld hervorgerufen worden sein, wodurch das Meereis auseinander und nach Süden getrieben wurde. Das Windsystem im Südlichen Ozean ist durch den sogenannten „Southern Annular Mode“ (SAM) gekennzeichnet (auch als Antarktische Oszillation (AAO) bekannt), die die Nord-Süd Verschiebung des Westwindgürtels beschreibt, der das Windfeld ringförmig von West nach Ost antreibt und die großskalige atmosphärische Zirkulation in den mittleren und hohen Breiten der südlichen Hemisphäre dominiert. Der ganze Herbst und Winter der Südhemisphäre war durch eine positive Phase des SAM gekennzeichnet, was generell zu verstärkten von West nach Ost gerichteten Winden führt. Dieses atmosphärische Muster tendiert dazu, das Eis nordöstlich zu treiben, was zu einer Ausweitung der Meereisbedeckung führt. Durch die Corioliskraft (eine Trägheits- oder Scheinkraft, die einen bewegten Körper, hier die Luftströmung, quer zu seiner Bewegungsrichtung ablenkt, wenn dieser sich relativ zu einem  bewegten Körper, hier die rotierende Erde, bewegt) werden die Luftmassen auf der Südhalbkugel zusätzlich nach Norden abgelenkt und somit kann das Meereis auseinandergetrieben werden.  Wie Abbildung 6 zeigt, wechselte der SAM-Index im Frühjahr der Südhemisphäre ab Ende September von starken positiven Werten (um +4 Mitte September) zu negativen Werten (um -3,2 Mitte November), was zu verminderten Westwinden und reduzierter nordöstlicher Drift führt. Darüber hinaus hat sich im November das quasi-stationäre Tiefdruckgebiet über dem Amundsenmeer deutlich ausgebildet (Abbildung 7, rechts), das das Meereis im Rossmeer nach Norden treibt und in der Bellingshausensee nach Süden. 

Neben dem Windfeld zeigt auch die Lufttemperatur auf dem 925 hPa Druckniveau (circa 760 m Höhe) erhöhte Temperaturen gegenüber dem Langzeitmittel (Abbildung 7, links).  Insbesondere im Bereich der Antarktischen Halbinsel, aber auch über dem Rossmeer lagen die Lufttemperaturen zwischen zwei und vier Grad über dem langjährigen Mittelwert. 

Langfristige Entwicklung: Antarktische Halbinsel
Die Temperaturanomalie über der Antarktischen Halbinsel ist auch im Kontext des seit langem beobachteten Temperaturtrends in dieser Region zu sehen, der auch als wesentliche Ursache für den Zerfall des Larsen B Schelfeises im Bereich der Nördlichen Halbinsel im Jahr 2002 vermutet wird. Vermehrte Schmelzprozesse an der Eisoberfläche und das Eindringen von Schmelzwasser, verbunden mit einer ozeanischen Erwärmung haben zur Destabilisierung und dem letztendlichen Zerfall des Schelfeises geführt. Anfang Dezember dieses Jahres wurde nun von englischen und amerikanischen Kollegen gemeldet, dass sich auch im südlicher gelegenen Larsen C Schelfeis in 112 km langer und 90 m breiter Riss ausgebildet hat. Sommerliches Schmelzwasser und die Bildung von Schmelzwasserseen auf der Eisoberfläche werden auch dort seit längerem beobachtet, was als Folge der Erwärmung im Bereich der Antarktischen Halbinsel gewertet wird. Dort hat sich die Temperatur um mehr als 2.5 °C in den letzten 50 Jahren erwärmt. Eine Übersicht über die Entwicklung des Westantarktischen Eisschildes im Klimawandel  und ein einführender Überblick  über Meereis in der Antarktis  ist im Buch „Warnsignale Klima: Das Eis der Erde “ gegeben, wo alle Artikel auch online abrufbar sind.

Ansprechpartner:

Prof. Dr. Christian Haas

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Meereisminimum Februar 2016 in der Antarktis

11. März 2016

Während das Meereis der Arktis im Februar seine maximale Ausdehnung im Winter erreicht, geht der Packeisgürtel in der Antarktis seinem sommerlichen Minimum entgegen. Das diesjährige Meereisminimum in der Antarktis wurde am 18. Februar mit 2,75 Millionen Quadratkilometern erreicht (siehe Abbildung 1). Das Minimum lag damit erstmalig wieder unter den Minima von 3,9 Millionen Quadratkilometern der letzten drei Jahre. Der langjährige Monatsmittelwert für Februar liegt bei 3,1 Mio. Quadratkilometern (Zeitraum 1981-2010).

Für den Monat Februar kann langfristig ein leichter Anstieg der Meereisausdehnung beobachtet werden. Vergleicht man die Zeitreihe der antarktischen Minima im Februar mit der des Minimums in der Arktis erkennt man sehr deutlich die unterschiedliche Stärke der Veränderung des Trends in den beiden Polargebieten (Abbildung 2).

Allerdings gibt es in der Antarktis starke regionale Unterschiede in den Trends. Die Ausdehnung kann auch von Jahr zu Jahr stark variieren. In diesem Jahr ist im Weddellmeer und östlich davon, vor Königin-Maud-Land, im Vergleich zu vorherigen Jahren weniger Meereis vorhanden. In der Amundsen- und Bellingshausensee finden sich nur vereinzelt kleine Bereiche mit Meereis, wie auch entlang der gesamten östlichen antarktischen Küste. Dies geht einher mit den vorherrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen in diesen Regionen (siehe Abbildung 3).

Untersuchungen deuten darauf hin, dass die gegensätzlichen regionalen Trends in der antarktischen Eisbedeckung von Änderungen der örtlichen Windgeschwindigkeit und Windrichtung verursacht werden (z.B. Holland und Kwok 2012). Ohne zuverlässige Eisdicken- und Eisvolumenschätzungen bleibt es jedoch schwierig, die Folgen von Klimaänderungen für das antarktische Meereis abzuschätzen. Bis heute sind viele Prozesse und Einflussfaktoren auf das Meereis der Antarktis noch nicht vollständig verstanden. Um die Rolle der unterschiedlichen Einflussfaktoren beurteilen zu können, werden Modelle ständig verbessert und Messkampagnen zur Bestimmung von Meereisparametern durchgeführt.

Meereisminimum im Kontext von Modelluntersuchungen zu den Einflüssen auf die antarktische Meereisbedeckung

Die Ausdehnung und großräumige Verteilung des antarktischen Meereises wird stark durch atmosphärische Zirkulationsmuster beeinflusst, die sich aus der Verteilung des Luftdrucks über dem Ozean und dem vereisten Kontinent ergeben. Dies liegt daran, dass das Meereis im südlichen Ozean weitestgehend ohne Beschränkung durch Landmassen gen Norden treiben kann. Die Ausbreitung des Eises hängt damit vor allem von seiner Strömungsgeschwindigkeit und -richtung ab, welche wiederum in erster Linie von den jeweiligen Windsystemen bestimmt werden. 

Ein entsprechender Zusammenhang wurde in einer Studie von Haumann et al. (2014) aufgezeigt, bei der Meereisbeobachtungen mit Modellsimulationen kombiniert wurden, um mögliche Antriebsfaktoren für die langfristige Entwicklung des antarktischen Meereises zu identifizieren. Im Rahmen dieser Studie konnte gezeigt werden, dass Veränderungen in der Meereisausdehnung in der Antarktis in den letzten Jahren zu einem Großteil direkt durch Änderungen der atmosphärischen Zirkulation erklärt werden können: Sowohl Satelliten- als auch Reanalysedaten deuten darauf hin, dass stärkere ablandige Winde die nach Norden gerichtete Eisbewegung im Rossmeer erhöhen, sodass sich dort das Meereis über eine größere Fläche ausbreitet. Die zugrundeliegende Verstärkung der Windsysteme kommt dadurch zustande, dass sich insbesondere das vorherrschende Tiefdruckgebiet über der Amundsensee verstärkt hat. Dies ist als eine mögliche Folge der anthropogenen Klimaerwärmung zu bewerten. Modellsimulationen zeigen, dass sich die stärkste Verringerung des Luftdrucks um die Antarktis dann ergibt, wenn das Modell sowohl die verringerte Ozonkonzentration über der Antarktis wie auch den globalen Anstieg von Treibhausgasen berücksichtigt.

Die Beziehungen zwischen Meereiskonzentration und atmosphärischen Antriebsfeldern sind in Abbildung 4 dargestellt. Die Abbildung zeigt zum einen die Veränderungen in der Meereiskonzentration und der Eisdrift (links) und zum anderen die Veränderungen im Bodenluftdruck und den vorherrschenden Winden (rechts) für den Zeitraum 1979-2011. Für Details siehe Haumann et al. (2014).

Quelle:
Haumann F.A. , D. Notz, und H. Schmidt, Anthropogenic influence on recent circulation-driven Antarctic sea ice changes, Geophysical Research Letter, 10.1002/2014GL061659, 2014. Hier kann das Originalpaper heruntergeladen werden.

Holland, P. R., and R. Kwok, 2012: Wind-driven trends in Antarctic sea ice motion. Nature Geosci., 5, 872–875.

WARNSIGNAL KLIMA: Das Eis der Erde, Herausgeber: José L. Lozán, Hartmut Graßl, Dieter Kasang, Dirk Notz & Heidi Escher-Vetter. Kapitel 5.4 "Das Meereis in der Antarktis" (Dirk Notz, Max Planck Institut für Meteorologie, Hamburg). S. 204-209.

Ansprechpartner:
Dr. Marcus Huntemann (IUP Bremen)
Dr. Dirk Notz (MPI Hamburg)
Dr. Marcel Nicolaus (AWI Bremerhaven)