Meereis als Teil der Kryosphäre

Die Kryosphäre der Erde umfasst alle Formen von Schnee und Eis unseres Planeten, worunter Meer-, Schelf- und Inlandeis, Eis in Permafrostböden, alle mit Schnee bedeckten Flächen sowie Gebirgsgletscher fallen. Damit ist sie, auch wortwörtlich, der kalte Bereich der Erde. Der Wortstamm „kryos“ entspringt dem Altgriechischen und bedeutet „Eis“ oder „Kälte“. Ihrer Masse und ihrer Wärmekapazität nach stellt die Kryosphäre die zweitgrößte Klimasystemkomponente der Erde, nach dem Ozean, dar.
In der Erforschung des System Kryosphäre werden die geophysikalischen, klimatologischen und ökologischen Funktionen von Schnee und Eis erfasst und beobachtet, ihre Rolle im Wasserhaushalt und ihre Reaktion auf Klimaänderungen auf einer Vielzahl von räumlichen und zeitlichen Skalen betrachtet.

Das Klimasystem
Das Klimasystem ist ein höchst komplexes Sphärensystem und bestimmt als Ergebnis vieler Wirkungskomplexe in vielfältigen Formen das Erscheinungsbild unserer Erde. Das Klimasystem wird durch verschiedene sogenannte Klimasystemkomponenten definiert, und umfasst die folgenden Teilsysteme:

  • Atmosphäre mit groß- und kleinräumigen Prozessen, wie zum Beispiel globalen Windsystemen oder der Wolkenbildung
  • Hydrosphäre (Wasserhülle), zum Beispiel Grundwasser, Flüsse, Seen und Meere sowie Prozesse wie die Verdunstung
  • Kryosphäre (Eishülle der Erde), zum Beispiel Gebirgs-Gletscher, Polkappen und Meereis
  • Lithosphäre (Gesteinshülle), zum Beispiel Vulkane oder Rohstoffe
  • Anthroposphäre, der durch den Menschen geschaffenen Lebensraum. Der Mensch greift durch seine Handlungen jedoch in alle Sphären ein.


Einzelkomponenten und -prozesse sind auf vielfältige Weise miteinander verknüpft und das Zusammenspiel aller einzelnen Komponenten bildet das Klimasystem. Zwischen den verschiedenen Sphären und Faktoren existieren zahlreiche komplexe (zum Beispiel physikalische und chemische) Wechselwirkungen.

Die Kryosphäre der Landflächen speichert circa 75 Prozent der globalen Süßwasservorräte. Der größte Anteil mit 97 Prozent verteilt sich auf die Inlandeismassen von Grönland und die Antarktis. Die verbleibenden 3 Prozent verteilen sich auf die Schelfeisgebiete der Antarktis, von Patagonien und Grönland, auf die Talgletscher und Eiskappen, den saisonal gefrorenen Boden, den Permafrostboden, das Meereis und die saisonal schneebedeckten Regionen der Hochgebirge und hohen Breiten. Kleinere Eisfelder und Schneeflächen sind zahlreich – sie werden auf über 200.000 Stück geschätzt, aber diese Eismassen bedecken nur eine relativ geringe Fläche der Landoberflächen. Etwa ein Viertel der Landoberfläche ist mit Permafrost bedeckt. Die saisonale Schneebedeckung ist die am stärksten variierende Variable der Kryosphäre.


Die Wechselwirkungen der Kryosphäre mit den anderen Erdsphären können von wenigen Tagen bis hin zu Jahrtausenden reichen. Der Grund hierfür liegt in den unterschiedlichen dynamischen und thermodynamischen Eigenschaften der verschiedenen Teilsysteme begründet. Prinzipiell gilt, je größer die Masse eines Eissystems ist, desto träger reagiert sie. Während Schnee, Fluss-, See- und Meereisveränderungen im Bereich von einigen Tagen bis zu einigen Monaten auftreten, verändert sich das Eis von Gletschern und Inlandseiskappen über größere Zeiträume von Monaten bis Jahrhunderten. Noch größer sind die Zeitspannen von Variationen des Schelfeises mit einigen Jahrhunderten, und die des Inlandeises mit einigen Zehntausend Jahren.

Daraus wird im Umkehrschluss ersichtlich, dass kurzfristige Klimavariationen durch Schnee, Fluss-, See- und Meereis beeinflusst werden – und anders herum –, während das Schelfeis bei längerfristigen Klimaschwankungen eine bedeutendere Rolle spielt. Im zeitlichen Rahmen von Jahrhunderten und Jahrtausenden beeinflusst das Inlandseis das Klimageschehen – und wird von diesem beeinflusst.

Für das Klimasystem der Erde ist die Kryosphäre also von großer funktionaler Wichtigkeit. Die Wechselwirkungen der Kryosphäre im Klimasystem der Erde wirken im Wesentlichen in drei Hauptbereichen, der Strahlungs- und Energiebilanz, sowie dem Massenaustausch.

__________________________

[1] S. Marshall, The Cryosphere, Princeton University Press, 2012, S. 3
[2] geändert nach: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2007, S. 341, Grafik 4.1