Rekordminimum der antarktischen Meereisbedeckung im Februar 2022

8. März 2022

Satellitenmessungen am 21. Februar 2022 haben mit 2,27 Millionen km2 (Abbildung 1) das absolute Rekordminimum der antarktischen Meereisbedeckung seit Beginn der kontinuierlichen Satellitenbeobachtungen im Jahr 1979 gezeigt. Dieser Wert lag wenige tausend Quadratkilometer unterhalb des bisherigen Tiefstwertes aus dem Jahr 1997. Auch das Monatsmittel der Eisausdehnung für den gesamten Februar erreichte mit 2,4 Millionen km² einen historischen Tiefstwert (Abbildung 2). Dieses Minimum resultiert aus sehr geringen Bedeckungen in allen Teilregionen der Antarktis, insbesondere durch eine geringe Eisbedeckung im Weddell- und Rossmeer (Abbildung 6 und 7). Wie sind diese Beobachtungen in die allgemeine klimatologische Entwicklung einzuordnen?
 
Im Südwinter bedeckt das Meereis in der Antarktis bis zu 20 Millionen km2 des südlichen Ozeans, etwa 25 % mehr Fläche als das entsprechende Maximum in der Arktis. Im Februar erreicht die antarktische Meereisfläche üblicherweise ihren Tiefstand mit Werten um die 2,3 bis maximal 3,8 Millionen km2. Die verbleibende Fläche, das Februar-Minimum, beträgt also nur rund 10-20 % des Maximalwertes (Abbildungen 1 und 2). Während in der Arktis über die letzten Jahre eine deutliche und statistisch signifikante Abnahme des sommerlichen Minimums (im Monat September) beobachtet wird, zeigte sich bisher in der Antarktis insgesamt ein leicht positiver Trend von knapp 0,5 % pro Dekade (Abbildung 3). Seit 2016 ist aber auch in der Antarktis eine Veränderung zu einer verstärkten Eisflächenabnahme festzustellen. Die mittlere monatliche Eisausdehnung im Monat Februar lag in den letzten sieben Jahre unterhalb des langjährigen Trends. In 2022 ist die Eisausdehnung in der Antarktis etwa 670.000 km² geringer als im langjährigen Mittel, einer Fläche die in etwa der doppelten Landfläche Deutschlands entspricht. Angesichts des erwarteten Rückgangs des Meereises aufgrund der globalen Erwärmung wird der langfristig bisher beobachtete Anstieg als sogenanntes antarktisches Meereisparadoxon bezeichnet. Eine mögliche Erklärung für dieses Paradoxon wurde kürzlich in einer Studie des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) mit hochauflösenden Klimasimulationen des AWI Climate Model geliefert. Demnach könnte der Ozean rund um die Antarktis mehr Energie aufnehmen als bislang vermutet und so den Rückgang der Eisbedeckung verzögern, eine signifikante Abnahme wie in der Arktis wäre erst Mitte des Jahrhunderts zu erwarten.


Doch zurück zu den aktuellen Beobachtungen. Ist die jetzige Situation in der Antarktis außergewöhnlich?

Diese Frage sollte nicht nur anhand der sogenannten Gesamtmeereisausdehnung beantwortet werden. Drei auffällige Regionen zeichnen sich aus, in denen die Eisausdehnung deutlich geringer als das Langzeitmittel der Jahre 1981 – 2010 ist. Die erste Region ist das nordwestliche Weddellmeer, wo die Eiskante bis weit südlicher als 65° Süd zurückgewichen ist (Abbildung 4). Darüber hinaus ist der Schelfsaum im östlichen Weddellmeer bis ca. 30° Ost nahezu eisfrei. Die dritte Region ist das Rossmeer im Pazifischen Sektor der Antarktis. Hier ist das Meereis im Februar nahezu vollständig verschwunden, wie es in dieser Region zuvor nur im Jahr 2017 der Fall gewesen ist. Diese Veränderungen werden besonders in Abbildung 6 und 7 deutlich, die die zeitliche Entwicklung der Meereisbedeckung für jede Region einzeln darstellt. In Abbildung 6 sind die Abweichungen der aktuellen Meereisausdehnung vom mittleren Jahresgang der Periode 1981 – 2020 (Abbildung 2) in den fünf Regionen (Abbildung 5) sowie für die Gesamt-Antarktis dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass in allen Regionen außer der Bellingshausen- und Amundsensee sowie dem Pazifischen Sektor seit 2016 ein Rückgang in der Meereisbedeckung zu verzeichnen ist. In der Bellingshausen- und Amundsensee ist hier eine starke interannuale Variabilität zu verzeichnen, wobei dieser Sektor als einziger einen leicht negativen Gesamttrend (-2.300 km² / Jahr) über die Periode 1979 – 2022 aufweist. Diese Zahlen zur regionalen Eisbedeckung gemäß dieser Sektoraufteilung werden vom NSIDC für den Zeitraum der Satellitenmessungen seit 1979 bereitgestellt (Fetterer et al., 2017). Eine Detailauswertung der antarktischen Eisausdehnung für die letzten 20 Jahre aus meereiportal.de AMSR-E/2 Satellitendaten (Spreen et al., 2008) (Abbildung 7) zeigt in allen Regionen sehr geringe Werte bis auf die Bellingshausen-Amundsensee Region. Zwar wird nur im Weddellmeer ein absolutes Minimum erreicht, da aber die Sommer-Ausdehnung im Weddellmeer mindestens doppelt so groß ist, wie diejenige in den anderen Regionen, kommt es zu diesem absoluten Minimum auch für die Gesamtantarktis in diesem Jahr. In den letzten 20 Jahren ist die Abnahme der Eisausdehnung im Rossmeer am stärksten (-60% / Dekade) gefolgt vom Weddellmeer (-11% / Dekade). In den anderen Regionen gibt es leicht positive und negative Trends, die jedoch nicht signifikant sind. Diese Zeitserie seit 2003 ist aber noch relativ kurz und Trends können noch von dekadischer Variabilität beeinflusst sein.

Die Animation in Abbildung 8 zeigt die Entwicklung der Meereisbedeckung seit Dezember 2021. Abbildung 9 zeigt darüber hinaus die aktuelle Situation im Vergleich zum bisherigen Rekordminimum des Monatsmittelwertes im Februar 2017 als Detailausschnitt der Sektoren Bellingshausen-Amundsensee und Weddellmeer.
Vergleicht man die Zeitreihen der regionalen Eisausdehnung im Februar mit den aktuellen Werten, lässt sich folgendes konstatieren:

  • Im Rossmeer zeigt sich die stärkste Abnahme der sommerlichen Eisbedeckung in den letzten zwei Jahrzehnten.
  • Auch im Weddellmeer ist die Eisausdehnung im Februar im Vergleich zum klimatologischen Mittel sehr gering und die geringste in den letzten 20 Jahren. Es gab aber in den 1980er und 1990er Jahren auch schon geringere Werte als 2022.
  • Auch in den übrigen Sektoren ist die Ausdehnung im Februar 2022 gering. Es gab aber auch dort schon niedrigere Werte als im Februar 2022.

Das Minimum 2022 lässt sich insgesamt aus einer relativ geringen Ausdehnung in allen Regionen (Abbildungen 6 und 7) mit besonderer Ausprägung im Weddell- und Rossmeer erklären. In den regionalen Zeitreihen zeigt sich kein absoluter Rekordwert, dieser Rekord ergibt sich nur in der Summe von allen Sektoren, also der Gesamteisausdehnung.


Ist das Rekordminimum im Februar 2022 statistisch auffällig?

Tatsächlich gibt es einen neuen Rekordwert sowohl bei den täglichen Daten der Gesamteisausdehnung, wie auch beim Monatsmittelwert. Dieser liegt noch relativ nah am Wert vom Februar 2017 und noch knapp innerhalb der zweifachen Standardabweichung vom langjährigen Mittelwert. Es ist also nicht unwahrscheinlich, dass ein solcher Wert durch eine zufällige natürliche Variabilität erzeugt wurde. Es ist bekannt, dass es eine ausgeprägte Variabilität im dekadischen und sogar hundertjährigen Maßstab bei den ozeanischen und atmosphärischen Bedingungen gibt, die das antarktische Meereis beeinflussen (Latif et al., 2013). Daher kann man diesem einzelnen neuen Rekordwert im statistischen Sinne keine große Bedeutung zuschreiben. Dieses Rekordminimum ist aber eingebettet in eine Folge von sieben Jahren relativ geringer Sommermeereisausdehnung in der Antarktis, welche einer Reihe von überdurchschnittlich hoher Meereisausdehnung in den Jahren 2013 – 2015 folgte (Abbildung 3). Diese Zunahme der Variabilität ist bemerkenswert.
Für klimatologische Betrachtungen sind sieben Jahre mit geringer Eisausdehnung noch nicht lang genug, um dekadische Variabilität als Ursache auszuschließen. Sie könnten aber den Anfang einer neuen Periode mit geringerer Eisausdehnung in der Antarktis darstellen. Dies werden jedoch erst die nächsten Jahre zeigen. Bislang ist der langfristige, leicht positive Trend für die Gesamtantarktis nicht signifikant (IPCC, 2021). 

Der bisherige langfristige Anstieg der antarktischen Eisausdehnung wurde zu großen Teilen durch lokal veränderte Eisdynamik im Rossmeer und östlichem Weddellmeer angetrieben (im Besonderen durch geänderte Windregime; Holland und Kwok, 2012). Daher sind regionale Betrachtungen in der Antarktis von großer Bedeutung. Rund um die Antarktische Halbinsel gab es zum Beispiel bereits schon in den vergangenen Jahrzehnten eine Eisabnahme. Wenn diese Effekte, wie in diesem Jahr, mit einer Eisabnahme im Ross- und Weddellmeer zusammentreffen, kommt es zu dem 2022 beobachtetem Rekordminimum der antarktischen Meereisausdehnung.




Kontakt:
Lars Kalesche (AWI)
Gunnar Spreen (Uni Bremen)
Marcel Nicolaus (AWI)
Christian Melsheimer (Uni Bremen)
Klaus Grosfeld (AWI)



Haben Sie Fragen?
info(at)meereisportal.de



Referenzen:

Fetterer, F., K. Knowles, W. N. Meier, M. Savoie, and Windnagel, A. K. (2017): updated daily. Sea Ice Index, Version 3. [Indicate subset used]. Boulder, Colorado USA. NSIDC: National Snow and Ice Data Center. doi: doi.org/10.7265/N5K072F8

Holland, P. R. and R. Kwok (2012). Wind-driven trends in Antarctic sea-ice drift. Nature Geosci., 5(12), 872-875. doi: doi.org/10.1038/ngeo1627

IPCC (2021): Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)].  



Latif, M., Martin, T., and Park, W. (2013): Southern Ocean Sector Centennial Climate Variability and Recent Decadal Trends. Journal of Climate, 26(19), 7767–7782. doi: doi.org/10.1175/jcli-d-12-00281.1

Parkinson, C. L. and Cavalieri, D. J. (2012): Antarctic sea ice variability and trends, 1979–2010, The Cryosphere, 6, 871–880, doi.org/10.5194/tc-6-871-2012.

Spreen, G., L. Kaleschke, & G. Heygster (2008). Sea ice remote sensing using AMSR-E 89-GHz channels. J. Geophys. Res. Oceans, 113, C02S03. doi: doi.org/10.1029/2005JC003384

Stöckli, R., Vermote, E., Saleous, N., Simmon R. and Herring, D. (2005): The BlueMarble Next Generation - A true color Earth dataset including seasonal dynamics from MODIS. Published by the NASA Earth Observatory.