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AP 2.1

Schlüsselprozesse für Zirkulationsänderungen im Nordpolarmeer und Wechselwirkungen mit dem Nordatlantischen Stromsystems

U. Schauer, R. Gerdes, F. Kauker, M. Karcher und W.-J. von Appen

Das Nordpolarmeer bildet den nördlichsten Teil der atlantikweiten thermohalinen Umwälzzirkulation. Um Unsicherheiten bei der Vorhersage des Klimas des 21. Jahrhunderts zu reduzieren ist es daher wichtig, Änderungen in der Zirkulation und der Süßwasserverteilung der Arktis und deren Auswirkungen auf den Nordatlantik besser zu verstehen. Eine Intensivierung des Wasserkreislaufs, das vermehrte Abschmelzen von Festlandeis und die Veränderung von Luftdruckfeldern beeinflussen die Akkumulation und Umlagerung von Süßwasser in der Arktis. Diese Süßwasseränderungen bestimmen Änderungen in der Dichte- und Massenverteilung, die mit der Zirkulation verknüpft sind. 

 Messungen und Modellexperimente im Rahmen des BMBF-Projektes "Nordatlantik" zeigten für die vergangenen Dekaden ein starkes Anwachsen des Süßwassergehaltes im Nordpolarmeer. Die Ursachen für die Änderungen sind bislang unbekannt. Genauso wenig kennen wir die Auswirkungen auf den Export in den Nordatlantik und auf die Tiefenwasserproduktion in der Grönland- und der  Labradorsee. Eine wichtige aber noch offene Frage ist die weitere Entwicklung der Süßwasserspeicherung: wie ist der Einfluss der zu erwartenden Änderungen in der Meereisbedeckung, der atmosphärischen Zirkulation sowie steigender Festlandsabflüsse? Verschiedene  gekoppelte Klimamodelle zeigen große Unterschiede in Bezug auf die mögliche künftige Verteilung und den Transport von Süßwasser in den nördlichen Ozeanen. Unser Ziel ist es, diese Bereiche des Klimasystems besser zu verstehen um bessere Prognosen zu ermöglichen.  Dazu muss die Bedeutung einzelner Prozesse für das Verhalten von Süßwasser in der Arktis genauer untersucht werden. Im Projekt RACE wollen wir die Prozesse, die das arktische Süßwasserreservoir und seine Wechselwirkung mit dem Nordatlantik steuern identifizieren. Dazu benutzen wir eine Kombination aus Messungen und numerischen Experimenten, welche das ozeanische Verhalten der letzten Dekaden simulieren und die Sensitivität des Süßwassers in der Arktis in Bezug auf die verschiedenen Steuermechanismen quantifizieren.

Abbildung: Süßwassergehalt in der oberen Schicht der Nordpolarmeerbecken aus Beobachtungen  und einem hoch aufgelösten Eis-Ozeanmodell (North Atlantic-Arctic Sea Ice Model, NAOSIM). Gezeigt sind jeweils die Jahresmittel der Anomalien vom langzeitlichem Mittel (1992-2011) und der Trend in den Beobachtungen. 

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