Unter Hochemissionsszenarien könnte die Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation (AMOC), ein wichtiges Meeresströmungssystem, zu dem auch der Golfstrom gehört, nach dem Jahr 2100 zum Erliegen kommen. Zu diesem Ergebnis kommt eine neue Studie mit Beteiligung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK). Der Stillstand würde die Wärmezufuhr des Ozeans nach Norden unterbrechen und so zu sommerlicher Austrocknung und extremen Wintern in Nordwesteuropa sowie zu einer Verschiebung tropischer Niederschlagsgürtel führen.
„Die meisten Klimaprojektionen enden im Jahr 2100. Einige der Standardmodelle des IPCC – des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen – reichen jedoch bereits Jahrhunderte in die Zukunft und zeigen sehr beunruhigende Ergebnisse“, sagt Sybren Drijfhout vom Königlich Niederländischen Meteorologischen Institut, Hauptautor der in Environmental Research Letters veröffentlichten Studie . „Die tiefgreifende Umwälzbewegung im Nordatlantik verlangsamt sich bis 2100 drastisch und kommt danach in allen Szenarien mit hohen Emissionen und sogar in einigen Szenarien mit mittleren und niedrigen Emissionen vollständig zum Erliegen. Das zeigt, dass das Risiko eines solchen Stillstands ernster ist, als viele Menschen glauben.“
Zusammenbruch der Tiefenkonvektion im Winter als Wendepunkt
Die AMOC transportiert sonnenerwärmtes tropisches Wasser nahe der Oberfläche nach Norden und schickt kälteres, dichteres Wasser in die Tiefe zurück nach Süden. Dieses ozeanische „Förderband“ trägt dazu bei, dass es in Europa relativ mild bleibt, und beeinflusst die Wettermuster weltweit. In den Simulationen ist der Wendepunkt, der das Abschalten der AMOC auslöst, ein Zusammenbruch der Tiefenkonvektion im Winter in der Labrador-, Irminger- und Nordsee. Die globale Erwärmung verringert den Wärmeverlust des Ozeans im Winter, weil die Atmosphäre nicht kühl genug ist. Dies schwächt die vertikale Durchmischung des Ozeanwassers: Die Meeresoberfläche bleibt wärmer und leichter und sinkt daher weniger leicht ab und vermischt sich weniger mit tieferen Gewässern. Dies schwächt die AMOC und führt dazu, dass weniger warmes, salziges Wasser nach Norden fließt.
In nördlichen Regionen kühlt das Oberflächenwasser ab und verliert an Salzgehalt. Der geringere Salzgehalt führt dazu, dass das Oberflächenwasser noch leichter wird und weniger leicht absinkt. Dadurch entsteht eine sich selbst verstärkende Rückkopplungsschleife, die durch die Erwärmung der Atmosphäre ausgelöst, aber durch schwächere Strömungen und Wasserentsalzung aufrechterhalten wird.
Um zu diesen Ergebnissen zu gelangen, analysierte das Forschungsteam CMIP6-Simulationen (Coupled Model Intercomparison Project), die im jüngsten Sachstandsbericht des IPCC verwendet wurden, mit erweiterten Zeithorizonten von 2300 bis 2500. In allen neun Simulationen mit hohen Emissionen entwickeln sich die Modelle zu einem Zustand schwacher, flacher Zirkulation, bei dem die tiefe Umwälzströmung zum Erliegen kommt; dieses Ergebnis wird auch in einigen Simulationen mit mittleren und niedrigen Emissionen erzeugt. In allen Fällen folgt diese Veränderung einem Zusammenbruch der tiefen Konvektion in den nordatlantischen Meeren Mitte des Jahrhunderts.
„Eine drastische Schwächung und Stilllegung dieses Meeresströmungssystems hätte weltweit schwerwiegende Folgen“, betont PIK-Forscher Rahmstorf. „In den Modellen schwächen sich die Strömungen 50 bis 100 Jahre nach dem Überschreiten des Kipppunkts vollständig ab. Doch das könnte das Risiko unterschätzen: Diese Standardmodelle berücksichtigen nicht das zusätzliche Süßwasser durch den Eisverlust in Grönland, das das System wahrscheinlich noch weiter belasten würde. Deshalb ist es so wichtig, die Emissionen schnell zu reduzieren. Dies würde das Risiko einer Stilllegung der AMOC erheblich verringern, auch wenn es für eine vollständige Beseitigung zu spät ist.“
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