Als Folge der globalen Erwärmung nehmen die Flächen des Meereises in der Arktis seit über 40 Jahren kontinuierlich ab. Für die Antarktis wurde in den letzten Jahren eine ähnliche Entwicklung gemessen. Nicht nur die Ausdehnung des Meereises, auch dessen Volumen, sowie die Dicke und das Alter des Eises zeigen seit vielen Jahren einen negativen Trend.
Welche Folgen hat dies? Wird die Arktis eventuell schon bald eisfrei sein? Das Meereis in der Arktis ist einer der wichtigen Kipppunkte im Klimasystem. Eine geringere Ausdehnung des Meereises bedeutet, dass der Klimawandel beschleunigt wird, was wiederum die Eisschmelze verstärkt. Wie genau funktioniert diese Rückkopplung und kann dies noch aufgehalten werden?
Und wie schnell erfolgt das Schmelzen des Meereises in der Antarktis? Wie unterscheiden sich Südpol und Nordpol in den Flächen des Meereises und dessen Trend? Und was bedeutet der Rückgang des Meereises für Pflanzen, Tiere und die Ökosysteme in diesen Gebieten?
Auf diese und weitere Punkte und Fragen zum Thema Meereisausdehnung wollen wir im Folgenden eingehen.
Die Kapitel im Überblick
Meereis
Wie entsteht Meereis? Das Meerwasser gefriert bei Temperaturen unterhalb von etwa minus 1,8 Grad Celsius. Der Gefrierpunkt von salzhaltigem Wasser ist also fast 2 Grad niedriger als der von Wasser. Grund hierfür ist der Effekt der molaren Gefrierpunktserniedrigung.
Meereis tritt nur in den polaren Gebieten der Arktis und Antarktis auf. Dabei nimmt die Fläche des Meereises in einem relativ gleichbleibenden Rhythmus mit den Jahreszeiten zu und ab: Im Winter sind die Flächen, die von Meereis bedeckt sind, deshalb deutlich größer als im Sommer.
Niedrige Temperaturen führen dazu, dass sich das Meereis auch in der vertikalen Richtung ausdehnen kann. Auch die Dicke des Meereises nimmt im Winter zu und im Sommer ab. Das Gefrieren des Meerwassers beginnt dabei an der Oberfläche. Unter der Eisdecke befindet sich also Wasser.
Das Meereis ist für viele Lebewesen von großer Bedeutung. Im Winter ermöglicht es Fischen und Säugetieren unter der Eisdecke im wärmeren Wasser zu überwintern und Nahrung zu finden. Und Landtiere wie Eisbären nutzen das tragende Eis für die Jagd.
Die mit Meereis bedeckten Gebiete sind jedoch aufgrund des Klimawandels deutlich kleiner geworden. In der Arktis sind die Temperaturen in den letzten Jahrzehnten erheblich angestiegen. So haben sich die Luftmassen, aber auch die Meere erwärmt. Entsprechend sind auch die Flächen, in denen das Gefrieren von Meerwasser möglich ist, erheblich verkleinert.
Nicht nur die Ausdehnung des Meereises wird dadurch kleiner, auch die Dicke, das Volumen und das Alter des arktischen Meereises nimmt seit mehreren Jahrzehnten kontinuierlich ab. Auf der Südhalbkugel zeigt das antarktische Meereis seit einigen Jahren einen ähnlichen Trend, allerdings nimmt die Fläche des Meereises hier weniger schnell ab.
Im Folgenden schauen wir uns diese verschiedenen Trends im arktischen und antarktischen Meereis genauer an. Dabei gehen wir insbesondere auch auf die Folgen des Rückgangs des Meereises für die Ökosysteme und den Klimawandel ein.
Meereisausdehnung
Jährlicher Zyklus: Sommer und Winter
Mit den Jahreszeiten nehmen die von Meereis bedeckten Flächen zu und ab. Dabei erreicht die Ausdehnung des arktischen Meereises das jährliche Minimum im September (zum Ende des Sommers) und das jährliche Maximum im März (vor Beginn des Frühlings).
Dieser jährliche Zyklus in der Ausdehnung des Meereises wird seit 1979 durch Satellitenmessungen beobachtet. Die folgende Grafik zeigt einen Vergleich der Meereisausdehnung auf der Nordhalbkugel für September 1990 (Sommerminimum) und März 1991 (Wintermaximum).
Credit: NASA, NSIDC
Auch auf der Südhalbkugel folgt die Bildung des Meereises den Jahreszeiten, welche in etwa um 6 Monate versetzt sind: Wenn am Nordpol Winter ist, dann ist am Südpol Sommer und umgekehrt. Deshalb ist das Maximum in der Meereisausdehnung für die Antarktis im September und das Minimum im Februar.
Variabilität von Jahr zu Jahr
Der jährliche Zyklus von Minimum im Sommer und Maximum im Winter ist relativ konstant, unterliegt aber auch Schwankungen. Die Meerestemperaturen in der Arktis und auch in der Antarktis variieren von Jahr zu Jahr etwas. Wichtige Faktoren sind hier insbesondere die arktische Oszillation, die antarktische Oszillation und auch die El Niño Southern Oszillation (ENSO).
So gibt es Jahre, in denen die mit Meereis bedeckten Flächen weiter ausgedehnt sind und Jahre, in denen das Meereis etwas zurückgeht. Dies ist zunächst ein natürlicher Effekt, der sich aus der natürlichen Variabilität der Temperaturen ergibt.
Die Meereisausdehnung wird seit etwa 1978 kontinuierlich durch Satelliten gemessen. Die folgende Grafik zeigt den aus diesen Messungen bestimmten mittleren Jahresgang und die statistische Variabilität von Jahr zu Jahr. Dabei werden Flächen im Ozean dann als Meereis definiert, wenn diese mindestens zu 15 % mit Meereis bedeckt sind.
Langjähriger Trend
Neben dem Jahresgang und der Variabilität von Jahr zu Jahr zeigt sich in den Messungen der mit Meereis bedeckten Flächen auch ein Trend: Die Ausdehnung des Meereises nimmt ab.
Dieser Trend ist vor allem für die Arktis (Nordhalbkugel) sehr deutlich. Wir gehen hierauf genauer im folgenden Kapitel ein: Rückgang des arktischen Meereises.
Für die Antarktis (Südhalbkugel) war dieser Trend für viele Jahre nicht messbar. Allerdings zeigt sich hier in den letzten Jahren eine starke Veränderung. Die Meereisflächen in der Antarktis für die Jahre nach 2015 waren alle sehr gering. Dabei wurden für die Jahre 2022 und 2023 jeweils ein neues Minimum gemessen. Dieser Trend des Rückgangs des antarktischen Meereises scheint sich auch für 2024 fortzusetzen.
Quellen
https://de.wikipedia.org/wiki/Meereis
https://de.wikipedia.org/wiki/Albedo
https://de.wikipedia.org/wiki/Eis-Albedo-R%C3%BCckkopplung