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Ursachensuche: Warmes Meer und schwache Winde

Eine Ursache für die geringe Meereisausdehnung in der nördlichen Barentssee, im Ochotskischen Meer sowie in der südlichen Framstraße und der angrenzenden Labradorsee könnten die überdurchschnittlich hohen Meeresoberflächentemperaturen sein. In allen genannten Regionen lag die mittlere Meeresoberflächentemperatur im März 2 bis 3 Grad Celsius über dem Langzeitmittel aus dem Vergleichszeitraum 1971 bis 2000 (Abbildung 4).

Die wind- und strömungsgetriebenen Bewegungen und Wanderungen des arktischen Meereises haben die Meereisausdehnung im zurückliegenden Winter eher wenig beeinflusst.

Abgeschwächte Eisdriftbewegungen auf dem Arktischen Ozean bedeuten in der Regel gute Nachrichten für die Meereisdecke der sibirischen Randmeere. “Ich wage die Prognose, dass die Meereisdecke in der Laptewsee in diesem Frühjahr etwas später aufbrechen wird. Infolge der schwachen Winde von Dezember 2025 bis März 2026 wurde nämlich weniger Meereis aus den Küstengewässern abtransportiert. Das Meereis in Küstennähe ist somit ein paar Wochen älter und etwas dicker als in windreichen Jahren und dürfte der Frühlingssonne etwas länger standhalten”, sagt Thomas Krumpen. 

Polar 6-Messflüge direkt unter dem Satelliten

Er und seine AWI-Kollegin Luisa Wagner haben Ende März die Expeditionskisten gepackt. Die beiden Expert:innen für die Meereisvermessung aus der Luft nehmen unter anderem an einer außergewöhnlichen Messkampagne der Europäischen Weltraumorganisation ESA im Nordosten Kanadas teil. Im Rahmen des internationalen “Copernicus Expansion Missions Sea Ice Experiments” fliegen die beiden Wissenschaftler:innen in der zweiten Aprilwoche an Bord des Forschungsflugzeuges Polar 6 über das einjährige Meereis rund um Cambridge Bay, einer kleinen Siedlung im Süden der Victoria-Insel im kanadischen Archipel. Unterstützt von ihren Kollegen Arttu Jutila (Finnisches Institut für Meteorologie) und Richard Kelly (Universität Waterloo, Kanada) vermessen sie dabei die Eis- und Schneedicke sowie die Oberflächengestalt des Meereises mit dem AWI-Meereisdickensensor EM-Bird. Das Besondere daran: Die Messflüge finden nicht nur zeitgleich zu Überflügen verschiedener Satelliten statt. Polar 6 und zwei weitere Forschungsflugzeuge fliegen auch auf demselben Kurs wie die Satelliten. Jede Maschine dokumentiert dabei die Eigenschaften des Meereises mit einer anderen Messtechnik.

“Wenn alles klappt, fliegen alle drei Flugzeuge gewissermaßen unter den Satelliten, während Kolleg:innen aus anderen Forschungseinrichtungen die Messungen direkt auf dem Meereis durchführen werden”, erläutert Luisa Wagner das internationale Forschungsprojekt (Abbildung 6). “Die parallelen Messungen auf der Meeresoberfläche, aus der Luft sowie aus dem Weltall werden benötigt, um Datensätze zu generieren, mit deren Hilfe wir bestimmte Algorithmen weiterentwickeln können. Diese sollen uns am Ende in die Lage versetzen, die Meereisdicke aus den Radardaten des Satelliten abzuleiten”, fügt sie hinzu.

Unterwegs mit einzigartiger Messtechnologie

Die Messflüge in Kooperation mit der ESA sind ein Höhepunkt der diesjährigen AWI-Frühjahrs-Messkampagne mit dem Forschungsflugzeug Polar 6 (Icebird-Meereis-Messprogramm). Diese führt Luisa Wagner und ihr Team von Inuvik am Ufer der kanadischen Beaufortsee über Cambridge Bay, Eureka und Station Nord in Nordgrönland bis nach Spitzbergen (Abbildung 7). “Wir setzen damit die flugzeuggestützten Langzeitbeobachtungen des arktischen Meereises fort, welche das AWI seit mehr als 30 Jahren regelmäßig in der Arktis Nordamerikas sowie im Norden Grönlands durchführt. Die groß angelegten Messungen erlauben es uns nicht nur, Veränderungen des Meereises zu identifizieren und Extremereignisse von natürlichen Schwankungen zu unterscheiden. Auf Grundlage der gesammelten Daten können wir auch ergründen, wie sich das Eiswachstum in einer wärmer werdenden Welt verändert”, erläutert Luisa Wagner.

Die Doktorandin plant und koordiniert nicht nur die Messflüge. Sie sammelt auch Daten für ihre eigene Doktorarbeit. “Ich konzentriere mich auf unser Schneeradar, welches ein weltweit einzigartiges Messgerät ist. Aus seinen Daten möchte ich die Schneedicke und Schneeeigenschaften ableiten, um anschließend zu untersuchen, wie sich zum Beispiel Veränderungen der Oberflächentopografie des Meereises auf die Schneeverteilung auswirken”, erläutert die 27-jährige AWI-Fernerkundungsexpertin.

Welche Oberflächenveränderungen könnten das sein? “Wir wissen mittlerweile, dass sich das arktische Packeis seltener zu Schollenbergen auftürmt. Das bedeutet, dass die Meereisdecke insgesamt glatter oder ebener wird. Der Wind kann unter diesen Voraussetzungen den Schnee großflächiger verteilen. Aber bedeutet diese Veränderung auch, dass die Schneeschicht insgesamt dünner und homogener ist? Ich möchte diese Frage mithilfe der Schneeradardaten beantworten und mögliche Zusammenhänge aufdecken”, erklärt Luisa Wagner. 

Antarktis: Neues Meereis auf einer Fläche von fast 2 Millionen Quadratkilometern

Die Ausdehnung des antarktischen Meereises ist im März 2026 um fast 2 Millionen Quadratkilometer angewachsen. Am letzten Märztag betrug sie 4,95 Millionen Quadratkilometer und lag damit nur 340.000 Quadratkilometer unter dem Langzeitmittel des Vergleichszeitraums 1981 bis 2010 für diesen Tag. Das Monatsmittel der Meereisausdehnung betrug 3,79 Millionen Quadratkilometer und reiht sich auf Platz 19 in der März-Langzeitserie ein. Damit liegt es etwa 200.000 Quadratkilometer unterhalb der Trendlinie (Abbildung 8 & 9)

Die Meereisverteilung und damit die Lage der Meereiskanten in der Antarktis wurden im Laufe des Sommers maßgeblich durch Winde beeinflusst. “Von November 2025 bis Januar 2026 traten vor allem über dem östlichen Teil des Weddellmeeres ungewöhnlich starke Westwinde auf. Sie drückten das Packeis Richtung Westen und Nordwesten. Auf diese Weise konnten zum einen im östlichen Weddellmeer vergleichsweise früh im Sommer eisfreie Flächen entstehen. Zum anderen staute sich das Meereis im Norden des westlichen Weddellmeeres, wo es sich aufgrund der auffallend schwachen Winde in der Eisrandzone auch nicht weiter ausbreitete”, erläutert Thomas Krumpen (Abbildung 10, 11 und 12).

Neue Studie: Wärmer werdendes Tiefenwasser treibt die Meereisschmelze in der Antarktis voran

Vor etwa zehn Jahren muss es allem Anschein nach in der Antarktis zu einem grundlegenden Wandel im Klimasystem gekommen sein. Seit dem Winter 2015 bildet sich nämlich nicht mehr von Jahr zu Jahr mehr Packeis, wie dies im Zeitraum von 2008 bis 2015 der Fall gewesen ist, sondern die winterliche Meereisausdehnung ist innerhalb von eineinhalb Jahren auf ein Rekordminimum geschrumpft und unterliegt seitdem hohen Schwankungen. Forschende der Universität Göteborg und des Alfred-Wegener-Instituts haben nun mithilfe tausender Messdaten aus dem Südlichen Ozean und der Atmosphäre die Ursache dieses Wandels herausgefunden.

„Unter dem Meereis in der Antarktis befand sich zum damaligen Zeitpunkt eine Schutzschicht aus kaltem Wasser. Diese verhinderte, dass wärmer werdendes Tiefenwasser aufsteigen und das Meereis von unten schmelzen konnte”, erläutert Ozeanograph und Erstautor Theo Spira. Er hat als Doktorand an der Universität Göteborg in Schweden die Forschungsarbeiten zu der neuen Studie geleitet, forscht mittlerweile jedoch am AWI. 

“Im Winter 2015 wehten dann außergewöhnlich starke Winde über dem Südlichen Ozean. Sie durchmischten das Oberflächenwasser bis in so große Tiefe, dass das warme Tiefenwasser an die Meeresoberfläche gelangte, das Meereis schmelzen konnte und diese Prozesse zu einem grundsätzlichen neuen Zusammenspiel von Meereis und Ozean führten”, so Theo Spira.

Vorausgegangen waren diesem Wandel schleichende Veränderungen in der Wassermassenschichtung des Südlichen Ozeans. Zum einen war die Schutzschicht aus kaltem Oberflächenwasser im Zeitraum von 2005 bis 2015 nachweislich dünner geworden. Zum anderen hatte sich im Zeitraum von 2009 bis 2015 das Wasser in einer Tiefe von mehr als 300 Metern um rund 0,15 Grad Celsius erwärmt und war salziger geworden. Beide Prozesse führten dazu, dass sich dieses Wasser schlechter mit dem Oberflächenwasser mischte. Es schirmte gewissermaßen die Meeresoberfläche von der Wärme aus der Tiefe ab.

Im Winter 2015 kehrte sich diese Entwicklung jedoch plötzlich um. Der Salzgehalt des Wassers unterhalb von 300 Metern Tiefe sank, wodurch ein Vermischen mit anderen Wassermassen erleichtert wurde. Der Wärmeschutzschild zerfiel. “Diese Veränderungen der Wassermassenschichtung in der oberen Wassersäule des Südlichen Ozeans haben allem Anschein nach den drastischen Meereisrückgang nach dem Winter 2015 ausgelöst”, schreiben die Forschenden in der neuen Studie, die im März als Open-Access-Artikel im Fachjournal Nature Climate Change erschienen ist.

Kontakt

Luisa Wagner

Dr. Thomas Krumpen

Dr. Theo Spira

Dr. Klaus Grosfeld (AWI)

Dr. Renate Treffeisen (AWI)

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Autorin

Sina Löschke (Science Writer)

www.schneehohl.net