Meereis in der Arktis steuert stark auf sommerliches Minimum zu

13. September 2016

Der August in der Arktis hat sich in diesem Jahr sehr stürmisch gezeigt, was das Meereis auseinander getrieben und das anschließende Schmelzen der Eisschollen begünstigt hat.
So erreichte die Eisausdehnung mit 4,15 Mio. km² den zweitniedrigsten jemals gemessen Wert für den Monat August und unterschreitet damit die Werte für 2007, das Jahr mit der bisher zweitniedrigsten Meereisausdehnung überhaupt.

Während sich die Meereisabnahme in der ersten Monatshälfte noch sehr vergleichbar zu den Jahren 2007 und 2011 verhielt, konnte ein verstärkter Zerfall der Meereisdecke und ein Rückgang der Ausdehnung in der zweiten Monatshälfte beobachtet werden (Abb. 2b). Dies geschah insbesondere im Kanadischen-Becken und in der Ostsibirischen See. Zum Ende des Monats waren weite Teile bis tief ins Makarow-Becken eisfrei. Die Animation (Abb. 3a) der Meereisentwicklung beginnend mit der winterlichen maximalen Ausdehnung im Februar 2016 bis Ende August zeigt dies in eindrücklicher Weise. In einer zweiten Animation ist die relative Drift und Bewegung des Meereises anhand der seit September 2015 in der Arktis installierten Eisbojen dargestellt. Diese Sensorsysteme messen je nach Bojentyp meteorologische Parameter, Schneeeigenschaften, Massenbilanz und teilweise auch ozeanische Parameter unter dem Eis. Gleichzeitig wird auch die tägliche Position der auf dem Eis montierten Bojen übermittelt, die einen guten Eindruck der Eisbewegung wiedergibt (Abb. 3b). Es wird deutlich, dass sich das Eis über die transpolare Drift in Richtung Framstraße und Grönlandsee bewegt, jedoch je nach Windfeld und Ozeanströmung aber auch rotierenden Wirbelbewegungen folgt.

Das Monatsmittel der Meereisausdehnung (Abb. 4) erreichte mit 5,26 Mio. km² den drittniedrigsten jemals gemessen Wert für August, der nur 20.160 km² oberhalb des Wertes für das Jahr 2007 und 752.150 km² oberhalb des Jahres 2012 lag, der niedrigsten Meereisausdehnung überhaupt. Langfristig hat damit die Eisbedeckung mit 11,07% pro Dekade gegenüber dem Mittelwert der Jahre 1981-2010 von 7,13 Mio. km² abgenommen und ist nun bereits um 1,87 Mio. km², also 26% geringer als das langjährige Mittel.

Aber nicht allein die Meereisausdehnung, sondern auch die Meereisbedeckte Fläche ist ein wichtiger Indikator für die Eisbedeckung. Diese unterscheiden sich dadurch, dass für die Meereisausdehnung alle Gitterpunkte (Pixel) des Satellitenbildes vollständig in die Berechnung einbezogen werden, die eine Eiskonzentration von über 15 % aufweisen. Für die Fläche wird dann in jeder Zelle die vorhandene Meereiskonzentration berücksichtigt, was generell zu einem geringeren Wert führt.

Für August spiegelt diese Betrachtung jedoch die ungewöhnliche Entwicklung in diesem Jahr wider. So zeigt sich zum Ende des Monats, dass durch die Sturmaktivität das Meereis stark zergliedert wird und die daraus berechnete Fläche deutlich abnimmt (Abb. 5). Das Monatsmittel nimmt dementsprechend mit insgesamt 2,85 Mio. km² Platz zwei im Jahresvergleich mit etwas mehr als einer halben Million Quadratkilometern (541.890 km²) oberhalb des historischen Minimums für August 2012 ein. Es bleibt also weiterhin spannend, wie sich die Entwicklung bis Mitte September, dem Zeitpunkt des Erreichens des sommerlichen Minimums entwickelt.

Ursachen für die Entwicklung

Die vorherrschenden meteorologischen Bedingungen im August folgten mehr oder weniger dem Muster dieses Sommers: In der Regel bewölkt und kühl, mit einem Tiefdruckgebiet über dem größten Teile des arktischen Beckens (Abb. 6a). Aufgrund dieser Bedingungen wurde eine Verlangsamung der Schmelzen von Meereis beobachtet. Die Oberflächentemperaturen im östlichen Teil des Arktischen Beckens, vor allem über der Barents-Kara-See und Teilen der Laptev-See, waren für diese Zeit des Jahres etwa 2 ° C kälter als im Vergleich zum langjährigen klimatologischen Mittel der Jahre 1981 bis 2010 (Abb. 6b). Zwar gabt es ähnliche Bedingungen (Tiefdrucksystem über dem arktischen Becken) auch im Jahr 2012, jedoch ist die Meereisausdehnung in diesem Jahr sehr verschieden.

Wie bereits erwähnt hat sich im August ein Sturmtief in der Arktis etabliert, das das Meereis stark auseinandergetrieben und zur verstärkten Abnahme beigetragen hat. Obwohl die Temperatur gegenüber dem langzeitigen Trend nicht besonders warm gewesen ist, konnte das Meereis im August dennoch einen verstärkten Rückgang verzeichnen. Dies ist unter anderem durch den milden vorangegangenen Winter verursacht, der ein vermindertes Eiswachstum verursacht und somit eine modale Eisdicke des einjährigen Meereises von nur 1 m verursachte. Dieses im Vergleich zu den letzten Jahren recht dünne Eis ist der sommerlichen Schmelze besonders stark ausgesetzt. Eisdickenmessungen des Satelliten CryoSat-2 sowie Messungen mit dem Forschungsflugzeug Polar 6 während der TIFAX-Kampagne im Sommer 2016 bestätigen diese Entwicklung.

Ein Vergleich der bisherigen Minimumjahre 2012 und 2007 mit diesem Jahr zeigt, dass sich das Eis in diesem Jahr besonders weit im Kanadischen Becken und im Makarow-Becken zurückgezogen hat. Noch niemals zuvor war das Gebiet bis weit südlicher als 80° Nord großflächig eisfrei. Darüber hinaus ist die Eisgrenze in der Grönlandsee südlich der Framstraße besonders weit nach Norden gerückt. Seit Ende August sind auch die Nordostpassage und die Nordwestpassage erstmals gleichzeitig eisfrei und erlauben den Transekt vom Atlantik zum Pazifik über beide Schiffsrouten. In den verbleibenden etwa zwei Wochen des arktischen Sommers, bevor das herbstliche Eiswachstum wieder einsetzt, erwarten wir einen weiteren Meereisrückgang lediglich für die ausgedehnte Meereiszunge von der Zentralarktis zum ostsibirischen Schelf. Das Rennen, ob sich das Minimum von 2012 noch unterschritten wird, bleibt also weiter offen; ein dramatisches Zeichen für die fortschreitenden Auswirkungen des globalen Klimawandels in der Arktis.

Mögliche weitere Aussichten

Wenn die atmosphärischen Bedingungen in der Arktis im September weiter andauern, so kann sich die Abnahme des Meereises in der zentralen Arktis weiter fortsetzen. Betrachtet man die Wettervorhersage für die Arktis bis zum 10. September, so soll sich eine dipol-ähnliche Struktur im Luftdruckfeld über dem Arktischen Ozean durchsetzen (Abb. 8a). Diese Struktur ist durch ein Tiefdruckgebiet über der Beaufortsee und der kanadischen Arktis und ein Hochdrucksystem über der Barents-Kara-See, der Laptevsee und der Ostsibirischen See charakterisiert. Um den 18. September soll dieses Luftdruckmuster durch ein Tiefdrucksystem über dem gesamten Arktischen Becken ersetzt werden (Abb. 8b), das mindestens bis zum 23. September andauern soll. Verbunden mit dieser Luftdruckverteilung sollen kälter als normale Temperaturen in der Beaufort See und der kanadischen Arktis für die nächsten zwei Wochen vorherrschen, die dann den Übergang zum Herbst einläuten. In den Küstengebieten des östlichen Teils des arktischen Beckens sind in den nächsten zwei Wochen hingegen wärmer als normale Temperaturen zu erwarten.

Kontakt:
Prof. Dr. Christian Haas (Meereisphysik AWI-Bremerhaven)

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