Meereis in der Arktis auf dem Weg zum diesjährigen Minimum – ein Rückblick auf den Sommer

22. August 2019

Während Europa auch im Sommer 2019 unter einer Hitzewelle litt, traten in Sibirien große Waldbrände auf und in Deutschland wurde der Hitzerekord für den Sommer gebrochen. Aber auch die Arktis war von langanhaltenden, warmen Lufttemperaturen betroffen. Dementsprechend verzeichnet die Meereisausdehnung bereits seit dem Frühjahr Niedrigwerte, die nun auf dem Weg zum sommerlichen Meereisminimum auf einen Extremniedrigstand zwischen den bisherigen beiden Meereisminimumjahren 2007 und 2012 hinsteuert. Ob ein neuer Rekord erreicht wird ist bisher noch nicht eindeutig zu sagen.

Im gesamten Juli lag die arktische Meereisausdehnung unter dem bisherigen Tiefstwert im Jahr 2012 (siehe Abbildung 1). Die Meereisausdehnung erreichte im Monatsmittel mit 7,13 Mio. km² ein erneutes Rekordtief und damit den niedrigsten aufgetretenen Wert seit Beginn der Satellitenaufzeichnungen im Jahr 1979 (Abbildung 2). Der monatliche Mittelwert lag circa 0,3 Mio. km² unter dem letzten Tiefstwert von 2012 und circa 2,3 Mio. km² unter dem langjährigen Durchschnittswert von 1981-2010 (Abbildung 3). Im Vergleich zum langjährigen Mittel zog sich das Meereis in den meisten Regionen der Arktis zurück (siehe Abbildung 4): insbesondere in der Laptew-, nördlichen Tschuktschen- und Beaufortsee, wo Ende des Monats kein Eis zurückgeblieben ist. Auch im Minimumjahr 2012 war besonders in der Beaufort See besonders wenig Meereis vorhanden. Der Eisrückgang in der Barentssee war in diesem Jahr hingegen geringer und erreichte ungefähr die für diese Zeit des Jahres übliche Eisausdehnung der letzten Jahre. Die Ostsibirischen See ist weitgehend eisfrei und es gibt dort deutlich weniger Eis als 2012.

Am 7. August fiel der Wert der Meereisausdehnung auf unter 5 Mio. km². Momentan ist die Nordostpassage, die Europe mit Asien über Ostsibirien und die Laptewsee verbindet, im Wesentlichen eisfrei (Abbildung 5). Die Nordwestpassage ist für einige Routen weiterhin nicht eisfrei und damit nicht befahrbar (mehr Informationen hier).

Vorhersagen für das Meereisminimum im September und ob es einen weiteren Negativrekord geben wird, sind noch ungewiss. Dies wird entscheidend von den weiteren Verlustraten abhängen wie auch davon, ob im August durch mögliche Sturmtiefs das Eis auseinandergetrieben wird und dadurch starke Eisverluste auftreten werden. Die Meereisvorhersage (Sea Ice Outlook) des internationalen Vorhersagenetzwerkes SIPN (Sea Ice Prediction Network) für Juli 2019, mit insgesamt 39 eingereichten Vorhersagen, prognostiziert einen Mittelwert für September von 4,28 Mio. km² mit minimalen und maximalen Quartilen von 4,0 und 4,6 Mio. km². Das am AWI betriebene dynamische Verfahren kommt aktuell hierbei auf einen Vorhersagewert von 4,71 ± 0,15 Mio. km². Das statistische Vorhersageverfahren des AWI deutet auf einen Wert von 3,65 ± 0,3 Mio. km² für das Septembermittel hin (siehe Abbildung 6). Eine Beschreibung der beiden am AWI betriebenen Verfahren (dynamisch und statistisch) finden sich hier.

Klimatologische Hintergrundbedingungen in der Arktis

Die Eisverhältnisse in der Arktis werden neben der Ozeantemperatur sehr stark von den atmosphärischen Bedingungen bestimmt. Während in Europa Ende Juli eine erneute Hitzewelle das Wettergeschehen bestimmte, wanderte diese Strömung ebenfalls nach Norden und verursachte ein verstärktes Schmelzen des Grönländischen Eisschildes. Ende Juli erreichten die Temperaturen auf Grönland Werte von 10 °C im 925hPa Niveau, während große Teile der Arktis Temperaturen um die 1 bis 7 °C über dem langjährigen Mittelwert aufzeigten. Zur gleichen Zeit erfuhr in dieser Wärmeperiode der Grönländische Eisschild eine Oberflächenschmelze von bis zu 60 % (Quelle: NSIDC). Trotz einiger Schwankungen über den Monat lag die Temperatur in Grönland im Mittel über dem langjährigen Durchschnitt.

Der extreme Meereisverlust im Juli 2019 wurde zum großen Teil durch die warmen Bedingungen in der ersten Hälfte des Monats verursacht. Im Gegensatz dazu war der Rest des Monats relativ kühl in der Ostsibirischen See und der Laptewsee wie auch in der Barentssee und dem Kanadischen Archipel, wo die Temperaturen im 925 hPa Niveau zwischen 1 und 4 °C unter dem langjährigen Mittelwert von 1981-2010 lagen (Abbildung 7). Diese relativ kühlen Bedingungen waren das Ergebnis eines ausgeprägten Tiefdruckgebiets mit Luftdruckwerten unter dem langjährigen Mittelwert, das sich über der Ostsibirischen See etabliert hatte, verbunden mit einem Hochdruckgebiet mit Luftdruckwerten über dem langjährigen Mittelwert, welches sich von Grönland über die zentrale Arktis bis über die sibirischen Tiefebene ausgebreitet hat. Dies dipolartige Luftdruckmuster treibt kalte Luft südwärts und drückt damit das Eis Richtung Küste (siehe Abbildung 8).

Diese Situation setzte die Geschichte der weiterhin sehr warmen Arktis in diesem Sommer fort. Bereits im Mai erinnerte das Zirkulationsmuster in der Arktis stark an das eines Dipolmusters, das dafür bekannt ist, die Meereisschmelze im Sommer zu begünstigen (Hochdruckgebiet über den arktischen Bereich des Nordens von Amerika, Grönland und der Beaufortsee und einem ausgeprägten Tiefdruckgebiet auf der eurasiatischen Seite der Arktis und der Karasee). Dieses Muster tritt sonst nur im Winter auf und ist für diese Jahreszeit ungewöhnlich. Das Muster in diesem Sommer ist daher sehr verschieden, von dem der letzten drei Jahre, in denen Tiefdruckgebiete über dem zentralen arktischen Ozean das Bild im Sommer prägten. Dieses Muster bringt warme Luft aus dem Süden über die Laptewsee in die Arktis, wo die Temperaturen im Mai auch besonders hoch waren (siehe Abbildung 7 und 8). Hierzu ergänzt Dr. Monica Ionita-Scholz, Klimatologin am AWI: „Der Nordatlantik befand sich seit Mai 2019 in einer negativen Phase der Nordatlantischen Oszillation. Im Mai 2019 verzeichnete die NAO ihren niedrigsten Mai-Wert in den letzten 70 Jahren (-2,38). Dieses großräumige Muster der Variabilität begünstigt im Allgemeinen einen beschleunigten Meereisverlust und verstärkt auch das Schmelzen des grönländischen Eisschildes.“ Die NAO ist ein Zirkulationsmuster im Nordatlantik, das durch den Luftdruck-Gegensatz zwischen dem Azorenhoch im Süden und dem Islandtief im Norden geprägt ist und das Wetter im nordatlantischen Raum vorwiegend im Winter steuert.

Auch über den Juli hinweg war es weiterhin relativ warm in der Arktis. Die Temperaturen im 925 hPa Niveau waren im Mittel mindestens 3° wärmer im Vergleich zum langjährigen Mittelwert von 1981-2010 über weiten Teilen der Arktis und einige Gebiete wie die Tschuktschensee und die Ostsibirische See erfuhren Temperaturen, die bis zu 5 Grad über dem langjährigen Mittelwert lagen. In Alaska herrschten besonders warme Bedingungen, mit neuen Rekordwerten (siehe Abbildung 7).

In der Beaufortsee begann das Eis fast einen Monat früher als erwartet zu Schmelzen. Dies war ebenfalls so in der Baffin-Bucht entlang der Westküste von Grönland. Der Start des Schmelzens war auch im zentralen arktischen Ozean entlang dem Längengrad der Laptew-, der Lincolnsee sowie der Hudson-Bucht ungefähr 20 Tage früher als normalerweise üblich (Quelle: NSIDC). Der Start der Schmelzsaison spielt eine wichtige Rolle für Schmelztümpelbildung und dem Aufbrechen des Eises, weil beide Prozesse dazu führen, dass mehr Sonnenstrahlung im oberen Bereich des Ozeans absorbiert wird, was wiederum die Eisschmelze begünstigt. Die Oberflächentemperaturen des Ozeans entlang der Küste von Alaska und der Tschuktschensee zeigen Temperaturen von bis zu 5 °C über dem langjährigen Mittelwert (siehe Abbildung 9).

Die sogenannten "rank maps“ der Lufttemperatur auf Meeresniveau, die die wärmsten Jahre über der Arktis klassifizieren, zeigen, dass der Sommer 2019 in der Arktis außergewöhnlich warm gewesen ist und im Mai im kanadischen Sektor / Baffin Bucht, im Juni im sibirischen Sektor und im Mai, Juni und Juli in großen Teilen der zentralen Arktis die wärmsten Lufttemperaturen im Zeitraum 1948 – 2019 aufgetreten sind (siehe Abbildung 10).

Eine weitere Rolle für die Meereisschmelze könnte in den nächsten Wochen die aktuellen Brände in weiten Teilen der Arktis sein. Aktuell brennen über drei Millionen Hektar Waldfläche in Sibirien, durch die Ruß freigesetzt wird, der sich auf den sehr stark reflektierenden Eisflächen ablagert. Ruß bedingt jedoch, dass mehr Einstrahlung absorbiert werden kann. Seit Anfang Juni wurden mehrere hundert große Brände identifiziert, deren Rauchwolke über Alaska, Grönland und Sibirien transportiert wurden und auch über Flächen mit Meereis. Auch im Norden Kanadas und Alaskas wären ungewöhnlich viele Waldbrände zu verzeichnen. Diese Brände sind sehr viel intensiver als normal. Die Analyse der sogenannten Total Fire Radiative Power (TFRP) liefert einen 10-mal stärkeren Wert als das Mittel für einen bestimmten Tag sonst (Abbildung 11). (Quelle NSIDC). TFRP wird aus Messungen des Satelliten MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) abgeleitet und berücksichtigt die thermische Strahlung (Intensität der Brände) und die Menge an erzeugten Rauch. Der Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) berichtet, dass die Waldbrände bisher so viel Kohlendioxid in die Atmosphäre gebracht haben, wie die Gesamtemissionen an CO2 von Schweden in einem Jahr (mehr als 50 Megatonnen) – das ist mehr als alle Feuer im gleichen Monat von 2010 bis 2018 erzeugt haben (Quelle CAMS).

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Sommer 2019 in der Arktis außergewöhnliche Wetterbedingungen aufweist und der Klimawandel in der Arktis spürbar fortschreitet. Dr. Lars Kaleschke, Meereisphysiker am AWI stellt hierzu fest: „Wie viel Meereis nach dieser außergewöhnlichen Schmelzsaison noch übrig ist, werden wir erst im Herbst anhand von Satellitenmessungen der Eisdicke genau ermitteln können. Wie weit die Eiskante nach Norden vorgerückt ist, wird für den Beginn des MOSAiC-Experiments entscheidend sein.“

Ansprechpartner:
Dr. Monica Ionita-Scholz (AWI)
Dr. Lars Kaleschke (AWI)
Dr. Klaus Grosfeld (AWI)

Haben Sie Fragen?
info@meereisportal.de