Sommerliches Meereisminimum in der Antarktis durchschritten

19. März 2021

Mit dem Ende des Monats Februar endete der meteorologische Winter bzw. Sommer auf der Nord- bzw. Südhalbkugel der Erde und der Jahreszyklus geht in die jeweiligen Übergangsperioden Frühjahr bzw. Herbst über. Die Jahreszeiten unterteilen somit das Jahr in verschiedene Perioden, die sich durch charakteristische klimatische Eigenschaften auszeichnen. Die meteorologischen Jahreszeiten dauern immer drei komplette Monate. Dies wird gemacht, da so für die klimatologische Auswertungen nur Daten über die einzelnen Monate berücksichtigt werden müssen (z. B. Monatsmittel, Monatssummen, Monatsabweichungen, Extremwerte usw.). Für die Meereisausdehnung in den beiden Polarregionen bedeutet dies, dass die Maxima bzw. Minima der Eisausdehnung in Arktis und Antarktis erreicht werden. In der Antarktis geschieht dies im Laufe des Februars, während in der Arktis die maximale Eisausdehnung meist erst in der ersten Märzhälfte erreicht wird.

Die Eisausdehnung in der Antarktis hat am 17. Februar 2021 mit 2,79 Millionen km² ihr diesjähriges Minimum erreicht (Abb. 1 und 2). Im Monatsmittel betrug die Eisausdehnung 2,95 Millionen km² und lag damit nur 7970 km² oberhalb des Langzeitmittelwerts der Jahre 1981 – 2010 (Abb. 3). Der Langzeittrend der Monatsmittel für Februar ist weiter leicht positiv und zeigt eine Zunahme der Eisausdehnung von 1,19 % pro Dekade. Drei auffällige Regionen zeichnen sich aus, in denen die Eisausdehnung deutlich geringer gegenüber dem Langzeitmittel ist. Die erste Region ist im nordwestlichen Weddellmeer, wo die Eiskante bis weit südlicher als 65° S zurückgewichen ist (Abb. 4). Dies war in dieser Region zuletzt im Jahr 2009 der Fall.

Ein zweiter eisfreier Bereich im Weddellmeer tut sich in der südöstlichen Region im nördlichen Filchner Trog auf, wo sich eine große Polynja ausgebildet hat und offene Wasserflächen bis vor das Filchner Schelfeis gewährt. In dieser Region ist derzeit auch der Forschungseisbrecher Polarstern auf dem Fahrtabschnitt PS124 unterwegs und findet günstige Bedingungen für das ausgedehnte ozeanographische, biologische und bio-geochemische Forschungsprogramm im südöstlichen Weddellmeer. Das Meereisteam des AWI ist auch mit an Bord und untersucht das Meereis vor dem Filchner-Ronne Schelfeis durch Beschreibung des Salzgehaltes im Eis, Messung der Driftparameter sowie der physikalischen Eigenschaften des Meereises. Dazu werden direkte Messungen auf dem Eis durchgeführt, darüber hinaus kommt jedoch auch ein ausgedehntes Meereis-Bojen Programm zum Einsatz (Foto). Erste Daten von den ausgesetzten Bojen sind bereits jetzt in nahezu Echtzeit abzurufen (Abb. 5).
 
Eine dritte Region in diesem Jahr,  ist die besonders eisfreie Region im zentralen und östlichen Rossmeer zu finden. Hier ist das Meereis im Vergleich zu den letzten Jahren sowie zum Langzeitmittel fast vollständig geschmolzen und nur einige wenige Meereisfelder sind verblieben. Lediglich in der Amundsen- und Bellingshausensee ist die Eisbedeckung nahezu durchschnittlich. In der Ostantarktis ist im gesamten Atlantischen und Indischen Sektor eine leicht ausgedehnte Eisbedeckung festzustellen, während im westpazifischen Sektor durchschnittlich bis leicht reduzierte Meereisfelder existieren. Der Winter 2020 / 2021 hat sich in Bezug auf Meereis insgesamt als durchschnittlich dargestellt, der zwar im Laufe des Dezembers in der Eisausdehnung leicht unterdurchschnittlich startete, dann aber Ende Januar und im Februar auf den klimatologischen Durchschnitt der Jahre 1981 – 2010 einschwenkte. Der Februar rangiert auf der Liste der niedrigsten Eisausdehnungen im Mittelfeld auf Platz 16, was in ähnlichem Maße auch für die anderen zwei Wintermonate Dezember (Platz 17) und Januar (Platz 10) galt.

Ursache für den starken Eisrückgang im nordwestlichen Weddellmeer können die überdurchschnittlich hohen atmosphärischen Temperaturen im Bereich der Antarktischen Halbinsel und des westlichen Weddellmeeres sein, die im Monatsmittel in dieser Region bis zu 3° C über dem langjährigen Mittel lagen (Abb. 6). Darüber hinaus könnte das ausgeprägtes Tiefdrucksystem, das sich von der Amundsen- und Bellingshausensee bis ins nördliche Weddellmeer erstreckt hat, das Meereis im östlichen Rossmeer auseinandergetrieben bzw. es im Weddellmeer von der Antarktischen Halbinsel weg auf den freien Ozean getrieben haben, wo es dann schmelzen konnte.
 
Eine auffällige Meereisentwicklung ist seit Anfang März zu erkennen. Innerhalb von zehn Tagen ist die Meereisausdehnung um 1,19 Millionen km² gewachsen (Abb. 2).  Dies entspricht einem täglichen Wachstum um ca. 120.000 km², was in etwa der Fläche der drei Bundesländer Bayern, Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz zusammen entspricht. Das Hauptwachstum spielte sich im östlichen Rossmeer ab (Abb. 7), vermutlich hervorgerufen durch überdurchschnittlich niedrige Temperaturen von bis zu 9° Celsius unter dem langjährigen Durchschnitt in Marie Byrd Land. Durch katabatische Winde wird das Oberflächenwasser stark abgekühlt und dies kann zu einer verstärkten Meereisproduktion beigetragen haben. Ab dem 11. März ist das Meereiswachstum jedoch wieder auf für diese Jahreszeit durchschnittliche Wachstumsraten zurückgekehrt.

Auf dem Weg zum winterlichen Maximum der arktischen Eisbedeckung

In der Arktis ist das Maximum der Meereisausdehnung für den Winter noch nicht erreicht (Abb. 8). Die mittlere Eisausdehnung im Februar betrug 14,49 Millionen km² und liegt damit 720.000 km² unterhalb des Langzeitmittels der Jahre 1981 – 2010 jedoch 553.000 km² oberhalb des Negativrekords aus dem Jahr 2018 (Abb. 9). Der abnehmende Trend des Monats Februar beträgt 2,5 % pro Dekade und zeigt, dass die Meereisausdehnung der Arktis auch im Winter sukzessiv abnimmt. Im Vergleich zum Langzeitmittel stellen wir eine Abnahme der Meereisbedeckung insbesondere in der östlichen Grönland- und der Barentssee fest. Dies kann eine Auswirkung der zunehmenden Atlantifizierung der Arktis sein, da über den Einstrom von Atlantikwasser mehr und mehr warme Wassermassen auch in mittleren Tiefen in die Arktis einströmen und somit ein erhöhtes Wärmereservoir darstellen, dass das Gefrieren der Wasseroberfläche verhindert. Darüber hinaus liegt die Eiskante in der Beringsee wie auch im Ochotskischen Meer insgesamt nördlicher.

Die Lufttemperaturen auf der 925 hPa-Ebene (ca. 760 m Höhe) lagen in weiten Teilen des zentralen Arktischen Ozeans, der Ostsibirischen See bis zur Barentssee über Nord-Grönland bis zum Kanadischen Archipels zwischen 1 und 6° Celsius über dem langjährigen Durchschnitt. Im Gegensatz dazu lagen die Temperaturen in Sibirien, im Norden Alaskas sowie in der Beaufortsee bis 6° Celsius unter dem Durchschnitt (Abb. 10). Der Luftdruck auf Meeresniveau war durch ein starkes Hochdruckgebiet über dem zentralen Arktischen Ozean gekennzeichnet, das eine außergewöhnlich starke Meereiszirkulation im Uhrzeigersinn im Beaufort-Gyre angetrieben hat und zum Transport von dickem mehrjährigem Eis entlang des kanadischen arktischen Archipels in Richtung der Küste Alaskas führte (Quelle: NSIDC).

In der zweiten Monatshälfte brach die Eisausdehnung um etwa 15.000 – 20.000 km² ein (Abb. 8), was insbesondere durch den Rückzug der Eiskante in der östlichen Grönlandsee sowie der Barentssee hervorgerufen ist (Abb. 11). Zudem ist das Meereis im Ochotskischen Meer stark geschmolzen. Ursache hierfür kann Warmluft im Bereich der Framstraße gewesen sein, die zu Schmelzprozessen im Bereich der Eiskante geführt hat oder durch damit verbundene dynamische Veränderungen die Eiskante zurückgedrängt hat. Zum Vergleich: Im Zeitraum vom 21.02. bis 28.02 lagen die auf Spitzbergen gemessenen Temperatur ca. 9° C über dem langjährigen Mittelwert von 1994-2005. Seit Anfang März ist die Eisausdehnung wieder auf dem vorherigen Niveau und wir erwarten in den kommenden zwei Wochen das Maximum der Eisausdehnung in der Arktis, bevor dann zum Ende des Monats die Schmelzsaison wiedereinsetzt.

Kontakt:
Dr. Klaus Grosfeld (AWI)
Dr. Renate Treffeisen (AWI)



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