Winterliches Rekordminimum der Meereisausdehnung in der Arktis im Januar und Februar 2016

03. März 2016

Die Meereisausdehnung in der Arktis erreicht im Winter ihr Maximum mit einer im Vergleich zum Sommer mehr als dreimal so großen Fläche. Im langjährigen Vergleich war die meereiseisbedeckte Fläche im Januar 2016 jedoch die kleinste seit Satellitenaufzeichnung, begleitet von ungewöhnlich hohen Lufttemperaturen über dem Arktischen Ozean und einer starken negativen Phase der Arktischen Oszillation (AO) in den ersten drei Wochen im Monat Januar. Auch im Februar setzt sich die geringe Meereisaudehnung weiter fort und liegt im Mittel weiterhin unterhalb der 2-Sigma Standardabweichung des langjährigen Mittelwertes (siehe Abbildung 1).

Die durchschnittliche monatliche Ausdehnung des Arktischen Meereises lag im Januar 2016 bei 13,48 Millionen Quadratkilometern, was 0,91 Millionen Quadratkilometer unter dem langfristigen Durchschnittswert für Januar des Zeitraumes von 1981 bis 2010 von 14,39 Millionen Quadratkilometern liegt (siehe Abbildung 2 links). Die geringste Ausdehnung seit Beginn der Aufzeichnung mittels Satelliten wurde 2011 mit 13,38 Mio. Quadratkilometern erreicht. Die zweitkleinste Ausdehnung (13,43 Mio. km²) fand im Jahr 2006 statt. Es ist interessant, dass weder 2006 noch 2011 ein Rekordminimum im darauffolgenden Sommer erreicht wurde, aber dass in beiden Fällen im Jahr danach ein sommerliches Rekordminimum erreicht wurde. Einen direkten Zusammenhang kann man hieraus jedoch bisher nicht ableiten.
Der langjährige Trend in der Meereisausdehnung für den Monat Januar liegt nun bei -2,9% pro Dekade (siehe Abbildung 3). Für den diesjährigen Januar gilt weiterhin, dass sich die mittlere monatliche Meereisausdehnung seit 2005 im Januar immer unter 14,15 Millionen Quadratkilometern bewegte. Vor 2005, also zwischen 1979 bis 2005, lag die Ausdehnung im Januar dagegen immer über 14,15 Millionen Quadratkilometern.

Im Februar setzte sich der Trend weiter fort. Die durchschnittliche monatliche Ausdehnung des Arktischen Meereises lag im Februar 2016 bei 14,25 Millionen Quadratkilometern, was 0,96 Millionen Quadratkilometer unter dem langfristigen Durchschnittswert für Februar des Zeitraumes von 1981 bis 2010 von 15,21 Millionen Quadratkilometern liegt (siehe Abbildung 2 rechts). Der langjährige Trend in der Meereisausdehnung für den Monat Februar liegt nun bei -2,6% pro Dekade.

Ursache hierfür ist die ungewöhnlich geringe Eisbedeckung in der Barentssee, Karasee und der östlichen atlantikseitigen Grönlandsee, und unterdurchschnittlichen Bedingungen im Beringmeer und dem Ochotskisches Meer. Die Eisbedingungen in der Baffin-Bucht, der Labradorsee und der Hudson-Bucht waren annähernd durchschnittlich. Im Golf von St. Lawrence war ebenfalls weniger Eis als normalerweise vorhanden.

Was kann das Rekordminimum in diesem Winter ausgelöst haben?

Der Januar 2016 war ein außergewöhnlich warmer Monat. Lufttemperaturen auf dem 925 hPa-Niveau erreichten Werte, die mehr als 6°C über dem Durchschnitt über dem größten Teil des Arktischen Ozeans lagen (vlg. hierzu auch die ungewöhnliche Erwärmung zum Ende des Jahres 2015). Diese ungewöhnlich hohen Lufttemperaturen stehen sehr wahrscheinlich in einer engen Beziehung mit dem Verhalten der Arktischen Oszillation (AO), einem Zirkulationsmuster, das den Luftdruckgegensatz zwischen arktischen und mittleren Breiten widerspiegelt und die Stärke des Polarwirbels charakterisiert.

Während die AO für den Großteil des Herbstes und frühen Winters in einer positiven Phase war, drehte sich diese zu Beginn des Januars in eine starke negative Phase um. Das bedeutet, dass sich der Polarwirbel abschwächt und ein erhöhter Austausch zwischen Arktischem Ozean und mittleren Breiten stattfindet. So gelangen oft kühlere Luftmassen nach Mitteleuropa. In der Mitte des Januars erreichte der Index annähernd -5 Sigma oder fünf Standardabweichungen unter dem Durchschnitt. In der letzten Woche des Januars drehte sich die AO zurück in den positiven Bereich (siehe Abbildung 4) und wechselte im Februar jedoch zwischen positiven und negativen Phasen ab. Die Zentralarktis blieb auch im Februar mit Temperaturen bis zu 8°C über dem langjährigen Durchschnitt außergewöhnlich warm (Abbildung 5). Auch die Messungen an der Forschungsstation AWIPEV auf Spitzbergen zeigen diese Erwärmung sehr deutlich (siehe Abbildung 6).

Das Muster des Luftdrucks im Januar, welches durch einen überdurchschnittlich hohen Druck über dem zentralen Norden Sibiriens bis hin zu den Regionen der Barentssee und Karasee, und durch einen unterdurchschnittlich niedrigen Druck in den nördlichen Regionen des Nordpazifiks und Nordatlantiks gekennzeichnet ist, ist typisch für eine negative Phase der AO. Dieser überdurchschnittliche hohe Druck verschiebt sich im Februar auf die Zentralarktis. Im Moment wird viel Augenmerkt auf die Auswirkungen des starken El Niño gelegt. In der Arktis ist allerding die AO ein viel bedeutender Faktor und beeinflusst im Winter oft die mittleren Breiten, indem sie das Ausbrechen von kalter Luft erlaubt. Wie die AO und El Niño  verknüpft sind, bleibt eine aktuelle Forschungsfrage. 

Abb. 5: Muster der Lufttemperatur auf dem 925 hPa Druckhöhe (ca. 750 m Höhe) und des Drucks auf Meeresspiegelniveau für Januar 2016 (oben) und für Februar (unten) ausgerückt als Differenz zum langjährigen Mittelwert von 1981-2010. (Quelle: www.esrl.noaa.gov/psd/products)

Kontakt:
Dr. Marcel Nicolaus (Meereisphysik AWI-Bremerhaven)
Dr. Marcus Huntermann (IUP – Institut für Umweltphysik der Universität Bremen)