Welchen Einfluss wird der Klimawandel auf den Nordatlantikstrom
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Seminararbeit im Profil „System Erde“ des Oberstufenverbandes der Schulen Gymnasium Farmsen, Johannes-Brahms-Gymnasuim und Gymnasium Osterbek Welchen Einfluss wird der Klimawandel auf den Nordatlantikstrom haben und mit welchen Folgen muss Europa rechnen? Bleibt somit der Klimawandel in Europa aus? Vorgelegt von: Johanna Link Amtsstraße 74d 22149 Hamburg Abgabetermin: 15.12.2011 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1.2 Problemstellung Seite 2 Seite 2 2. Die thermohaline Zirkulation im Nordatlantik und die Auswirkungen für Europa 2.1 Strömungssystem Seite 3 2.2 Klimatische Folgen durch den Nordatlantikstrom Seite 7 2.3 Rückblicke in die Vergangenheit Seite 8 3. Einfluss des Klimawandels auf die thermohaline Zirkulation 3.1 Einflussfaktoren Seite 9 4. Die thermohaline Zirkulation in der Zukunft und die Folgen für Europa Seite 11 5. Fazit und Ausblick Seite 16 6. Glossar Seite 19 7. Literaturverzeichnis Seite 19 1 1. Einleitung In meiner Arbeit zum Thema „Nordatlantikstrom“ habe ich mich schwerpunktmäßig mit der Frage „Welche Folgen hat der Klimawandel auf den Nordatlantikstrom und das Klima in Europa?“ auseinander gesetzt. Ich habe mich für dieses Thema entschieden, da es mich sehr interessiert, wie sich das Klima in meiner eigenen Umgebung sichtbar verändern wird und ob es beispielsweise in 100 Jahren noch warme Sommer geben wird. Zunächst werde ich genauer auf die Folgen den Klimawandels eingehen (Temperaturerhöhung, mehr Niederschlag in den höheren Breiten, Eisschmelze) und natürlich auf die Effekte dieser Änderungen auf den Nordatlantikstrom. Anschließend werde ich noch einmal auf die Leitfrage zurückkommen und anhand von Klimaprognosen, die ich in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut Hamburg erstellt habe, zu einem Fazit kommen und einige Lösungsmöglichkeiten für die entstehenden Probleme vorstellen. Zuletzt folgt eine Stellungnahme. Fachbegriffe sind in der gesamten Arbeit unterstrichen und anschließend in einem Glossar erklärt. Die jeweils benötigten Quellen sind mit Hilfe von Fußnoten unter den Texten angegeben. Anzumerken ist, dass die Nummerierung bei jedem Text wieder bei eins beginnt, so wird es übersichtlicher gehalten. Die Quellen sind am Ende der Arbeit noch einmal im Literaturverzeichnis erfasst. 1.2 Problemstellung Seit mehreren Jahren ist sichtbar, dass bereits eine Klimaveränderung stattfindet. Ein wesentliches Problem dabei ist, dass niemand genau weiß, wie der Nordatlantikstrom auf den Klimawandel reagieren wird. Wenn er tatsächlich weiter abgeschwächt wird und in einigen Jahrzehnten total versiegt, würde es theoretisch zu einer Abkühlung in Europa kommen können. Doch der Klimawandel sorgt schon jetzt dafür, dass sich die Erde überall zunehmend erwärmt. Wird durch diesen Gegensatz zwischen einer Abkühlung durch den Nordatlantikstrom und der globalen Erwärmung die Temperatur in Europa wieder ausgeglichen? Kann es sein, dass Europa den Klimawandel nicht spürt? 2 2. Die thermohaline Zirkulation im Nordatlantik und die Auswirkungen für Europa 2.1 Das Strömungssystem Das Klima in Europa ist unter anderem abhängig von dem Nordatlantikstrom. Dieser ist jedoch nur ein Teil des großen marinen Förderbands. Dieses Förderband erstreckt sich vom Nordatlantik über das antarktische Zirkumpolarmeer und den Indischen Ozean bis in den nördlichen Pazifik und zurück. Aufgrund der wichtigsten Antriebsfaktoren Temperatur und Salzgehalt wird es auch als “thermohaline Zirkulation“ (THC – nach engl. Thermohaline Circulation) bezeichnet. Der wichtigste Antrieb der THC ist das durch hohe Dichte bedingte Absinken von kaltem und salzreichem Wasser im Nordatlantik. Die hohe Dichte des Wassers entsteht hier durch mehrere Effekte: Zum einen kann das Wasser Wärme an die Luftwirbel über der Wasseroberfläche abgeben und kühlt sich dabei ab. Ein viel größerer Effekt ist jedoch, das Verdunsten von Wasser. Um Wasser zu verdunsten, wird sehr viel Energie bzw. Wärme benötig, die anschließend dem Oberflächenwasser fehlt und es kalt macht. Kaltes Wasser hat eine höhere Dichte als warmes Wasser. Da das Salz nicht mit verdunstet, entsteht durch die Verdunstung außerdem ein hoher Salzgehalt, wodurch ebenfalls die Dichte erhöht wird. Die Verdunstung geschieht vor allem im Herkunftsgebiet des Nordatlantik- bzw. Golfstroms in den Subtropen. Das Wasser kommt also bereits mit einem hohen Salzgehalt im Nordatlantik an. Auch die Bildung von Meereis trägt zu dem höheren Salzgehalt bei. Dies geschieht, da Meereis sehr wenig Salz in seine Struktur einbaut und somit ein großer Teil des Salzes im Wasser zurück bleibt. Das Absinken, des so entstandenen kalten und salzhaltigen und damit dichteren Wassers ist jedoch kein permanenter Vorgang. Es geschieht im Nordatlantik vor allem im Winter. 1 Die relevanten Absinkregionen sind auf dem beigefügten Bild noch einmal deutlich dargestellt. 1 Dieter Kasang: Das große marine Förderband: Strömungssystem, http://bildungsserver.hamburg.de/ozean-und-klima/2070122/thc-stroemungssystem-artikel.html 3 Abb. 1: Skizze des Golfstroms und Nordatlantikstroms, sowie der relevanten Absinkregionen2 Das Wasser, das in den Subtropen verdunstet und somit warm und salzhaltig ist, strömt über den Äquator und den Golf von Mexiko bis in das Gebiet zwischen Grönland, Island und Norwegen und in die Labradorsee. Dieses Gebiet nennt man auch: GIN-See. Der Nordatlantikstrom befördert eine Energiemenge von 1,3 Petawatt, was 1015 Watt entspricht in den Nordatlantikraum. Diese Energie wird in Form von Wärme jedoch wieder abgegeben. In der GIN- und Labradorsee kühlt sich das salzhaltige Wasser stark ab und es bekommt die nötige Dichte zum Absinken.3 Die Dichte ist an den auf dem Bild markierten Absinkregionen so hoch, dass die Wassermassen in gewaltigen Mengen mehrere Kilometer absinken. Das Absinken bewirkt einen Sog, der immer wieder warmes und salzreiches Wasser in die nördliche Richtung zieht. Wie schon angeführt, kühlt sich das Wasser im Norden an vielen Stellen sehr stark ab und 2 Bildungswiki Klimawandel: Globales Förderband, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Globales_F%C3%B6rderband 3 Bildungswiki Klimawandel: Globales Förderband, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Globales_F%C3%B6rderband 4 das daraus folgende kalte Wasser fließt als nordatlantisches Tiefenwasser wieder nach Süden zurück. Der größte Teil davon gelangt in den antarktischen Zirkumpolarstrom, der es dann in den Indischen und Pazifischen Ozean verteilt. Hier strömen die Wassermassen in der Tiefe nach Norden, steigen in die obersten Wasserschichten auf und strömen um die Südspitze von Afrika und den Atlantik zurück. Bei dem gesamten globalen Strömungssystem, wie auch bei den Abzweigungen, ist zu beachten, dass es durch Wellen, Wind, Dichteunderschiede und Temperatur beeinflusst wird. Auch der Atlantikstrom ist daher eine nicht ständig zu beobachtende Erscheinung, die erst seit dem 20. Jahrhundert genauer bekannt ist. Außerdem werden zur Erforschung von Änderungen und Transport viele aufwändige Messungen benötigt. Aufgrund der Gefahr, dass der Ozean mit schwerem Wasser voll läuft und das Strömungssystem somit still steht, muss Wasser gleichzeitig aus der Tiefe wieder aufsteigen, um Platz für das neue Tiefenwasser zu schaffen. Das hierbei benötigte Aufsteigen von Wasser, ist jedoch nicht gleichgesetzt mit dem Absinken und daher gelingt es nur, wenn Energie in die Tiefe transportiert wird. Die benötigte Wärme, gelangt durch Prozesse wie zum Bespiel Gezeitenenergie und durch Wind verursachte Mischungsvorgänge in die Tiefe. Ein wichtiges Gebiet von windbedingten Mischungsvorgängen ist der antarktische Zirkumpolarstrom. Dadurch erwärmt sich das Tiefenwasser, wird leichter gemacht, steigt nun wieder auf, und die Umwälzbewegung entsteht. Wichtige Aufstiegszonen sind neben dem Gürtel um die Antarktis der nördliche Indische und Pazifische Ozean.4 Das Zusammenspiel von Temperatur und Salzgehalt und deren Unterschiede ermöglichen also die Dichteunterschiede zum Antrieb der globalen Umwälzung und somit auch den Antrieb des Nordatlantikstroms.5 Ein weiterer wichtiger Antrieb ist außerdem der Wind. Daher wird die Bezeichnung “thermohaline Zirkulation“ von vielen Forschern als nicht ganz zutreffend gesehen und von “meridionaler Zirkulation“ gesprochen. Das Wort “meridional“ steht einfach für den Transport in Nord-Süd-Richtung. 4 Dieter Kasang: Das große marine Förderband: Strömungssystem, http://bildungsserver.hamburg.de/ozean-und-klima/2070122/thc-stroemungssystem-artikel.html 5 Bildungswiki Klimawandel: Globales Förderband, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Globales_F%C3%B6rderband 5 Wie aber wird das ganze Strömungssystem überhaupt aufrecht gehalten? Eine wichtige Voraussetzung für den Antrieb des Nordatlantikstroms ist der hohe Salzgehalt im Nordatlantik. Dieser ist um 2-3 %o höher als zum Beispiel im Pazifik. Auch insgesamt ist das Wasser im Atlantik salzhaltiger und damit schwerer als im Indischen Ozean und im Pazifik, wodurch es zu Ausgleichsströmungen kommt: Das schwerere Atlantik-Wasser schiebt sich unter das leichtere Wasser der anderen beiden Ozeane, von denen her zum Ausgleich Wasser an der Oberfläche wieder zurück fließt. Der hohe Salzgehalt lässt sich z.T. auf die Zufuhr von salzhaltigem Wasser aus dem Mittelmeer zurückführen, wo sehr viel Süßwasser verdunstet. Der Hauptgrund besteht aber in dem Export von Süßwasser über die Atmosphäre vom Atlantik in den Pazifik (s. Abb. 2) Das in den Subtropen über dem Atlantik verdunstete Wasser wird als Wasserdampf mit den von Ost nach West wehenden Passatwinden über die schmale mittelamerikanische Landbrücke transportiert und regnet sich über dem Pazifik aus. Es gibt dafür keinen Ausgleich über die Westwindzonen, da die Hochgebirge der Rocky Mountains und der Anden einen Wasserdampftransport vom Pazifik in den Atlantik weitgehend verhindern. Anschließend lässt sich das äußerst komplexe System noch einmal auf der Abbildung 2 veranschaulichen. Abb. 2 : Wasserdampfexport vom Atlantik zum Pazifik und die Folgen für die Meeresströmungen6 6 Bildungswiki Klimawandel: Globales Förderband, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Globales_F%C3%B6rderband; ursprünglich: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie 6 2.2 Klimatische Folgen durch den Nordatlantikstrom Der Nordatlantikstrom hat, wie bereits in Punkt 2.1 genannt, einen wesentlichen Einfluss auf das europäische Klima. Durch den Wärmetransport wirkt er wie eine große Heizung und wird deshalb Abb. 3: Meeresoberflächentemperatur im Mai 2008 in Grad Celsius (Quelle: Bildungswiki Klimawandel: Erwärmung des Ozeans, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Erw %C3%A4rmung_des_Ozeans ) auch als „Warmwasserheizung Europas“ bezeichnet. Durch den Transport des warmen Wassers, wird die Luft über dem Meer erwärmt. Diese Wärmeenergie wird von Winden sehr weit in den europäischen Kontinent transportiert. Die Folge dessen ist, dass große Teile West- und Nordeuropas, wie Irland, Großbritannien und Skandinavien, aber auch Deutschland, ein wärmeres Klima haben, als es aufgrund ihrer hohen Breitengeraden üblich ist. Insgesamt wird das regionale Klima in Europa durch den Nordatlantikstrom bis zu 10°C erwärmt und dieser sorgt somit für das milde Klima in Nordwesteuropa. 7 Beispielsweise beschert er Mitteleuropa Laubwälder und Wiesen und legt die Grundlage für gute Voraussetzungen in Ackerbau und Viehzucht.8 Die Abbildung zeigt die Auswirkungen der thermohalinen Zirkulation auf die Meeresoberflächentemperatur in °C. So liegen die Temperaturen vor der Küste Schottlands um ca. 6-8 °C höher als die vor der Küste Südalaskas. Auch die Küstenregionen der südlichen USA profitieren deutlich von den warmen Wassermassen des Nordatlantikstroms. 7 Vgl. Meeresströmungen / von A. B. C. Whipple u. d. Red. d. Time-Life-Bücher. [Aus d. Engl. übertr. von Birgit Ress-Bohusch] von Lizenz für Amsterdam : Time-Life-Bücher, 1984, Seite 60-63 8 Vgl. Wikipedia: Nordatlantikstrom, http://de.wikipedia.org/wiki/Nordatlantikstrom 7 2.3 Rückblicke in die Vergangenheit Aufgrund der Antriebsfaktoren der thermohalinen Zirkulation, nämlich Salzgehalt und Temperatur, ist es selbstverständlich, dass es in der Vergangenheit einige Veränderungen gab. Dadurch wurde selbstverständlich auch die Wirkung des Nordatlantikstroms beeinflusst. Neben verschiedenen kleinen Veränderungen, die oftmals gar nicht gemessen werden können, sondern nur vermutet werden, gab es auch viele stärkere Veränderungen. Rekonstruktionen der Vergangenheit zeigen, dass die Richtung der THC sich abrupt (innerhalb weniger Jahre) ändern kann. Starke lokale Temperaturänderungen sind die Folge. In der Geschichte gab es bereits prägende Ereignisse. Das am besten nachgewiesene und meist erforschte ist das „jüngere Dryas-Ereignis“. Es fand am Ende der sogenannten WürmKaltzeit, die zwischen 10 000 und 100 000 v.h. lag, statt und hatte starke Klimaschwankungen im nordatlantischen Raum zur Folge. Das jüngere Dryas-Ereignis brachte um 13 000 Jahre v.h., nachdem das Klima der Erde sich schon kräftig erwärmt hatte, für große Teile der Nordhalbkugel einen Rückfall in die Eiszeit. Die Ursache des zu Beginn sehr starken Temperaturabfalls lag vermutlich in der Abschwächung oder sogar dem Aussetzen der Tiefenkonvektionen im Nordatlantik, die am Ende der letzten Kaltzeit den Nordatlantikstrom abstellte. Der Grund für das Aufhören der Tiefenkonvektionen war das Auftauen der Eismassen auf dem nordamerikanischen Kontinent und die daraus resultierende gewaltige Schmelzwasserzufuhr über die Labradorsee in das Absinkgebiet der THC.9 10 Das Schmelzwasser verringerte nämlich rapide den Salzgehalt und damit die Wasserdichte, und die Antriebsfaktoren für die THC waren nicht mehr erfüllt. Das Erliegen der Strömung brachte eiszeitliche Verhältnisse mit sich und sie währten so lange, bis das Abschmelzen der Eismassen aufhörte. Nachdem durch den immer weiter steigenden Salzgehalt der Betrieb der THC wieder aufgenommen wurde, nahm die die Form an, die wir bis heute kennen und untersuchen. In der Geschichte wurde diese Form von Veränderung nur einmalig festgestellt. Auf weitere Veränderungen weisen jedoch die warmen Dansgaard-Oeschger- und die kalten Heinrich9 Vgl. Lektüre: „Seewetter“ von Dipl.-Met.Karl-Heinz Bock, 2009 10 Vgl. Bildungswiki Klimawandel: Thermohaline Zirkulation der Vergangenheit, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Thermohaline_Zirkulation_der_Vergangenheit 8 Ereignisse hin. Heutzutage lassen sich anhand von Meeressedimenten Veränderungen noch genauer nachweisen. Die THC zeigte während der letzten Kaltzeiten drei typische Modi. Der Modus A (= Dansgaard–Oeschger-Ereignis) gleicht der heutigen Stärke der Tiefenwasserbildung. Bei dem Modus B versiegte die Tiefenwasserbildung im Nordatlantik und verlagerte sich in die Regionen südlich von Island und reduzierte sich dabei um die Hälfte. Bei dem Modus C (= Heinrich-Ereignis) war die THC im Nordatlantik komplett versiegt. Dies kam allerdings eher selten vor. Anhand von Modellrechnungen lässt sich erkennen, dass der dritte Modus C eine Folge normaler Kaltzeitverhältnisse war. Bei Modus A und Modus C waren die Gründe vermutlich besondere glaziale Bedingungen, die instabil waren und nur kurzfristig anhielten. Die warmen Dansgaard–Oeschger-Ereignisse entstanden durch eine verringerte Süßwasserzufuhr, die kalten Heinrich-Ereignisse durch eine erhöhte Zufuhr von Süßwasser in den Nordatlantik durch Eisschmelze auf dem nordamerikanischen Kontinent. Untersuchungen zeigen immer wieder den häufigen Wechsel der THC während der letzten Kaltzeit von dem einen in den anderen Modus. Die THC hat sich als sehr empfindlich gezeigt und die Absinkzonen wurden sogar schon durch kleinere Mengen von Süßwasserzufuhr verändert. Solche kleineren Ereignisse, die von Faktoren wie der Sonneneinstrahlung und der Schmelzwasser bzw. Süßwasserzufuhr abhängig sind, gab es in der letzten Eiszeit mindestens zwanzig Mal in einem Abstand von 1500 Jahren. D.h. der heutige Zustand der THC ist grundsätzlich nicht stabil und könnte sich auch in Zukunft ändern.11 3. Einfluss des Klimawandels auf die thermohaline Zirkulation 3.1 Einflussfaktoren Die in den letzten Jahren veröffentlichten Berichte von Wissenschaftlern belegen die schon jetzt sichtbare Abschwächung des Nordatlantikstroms. Der größte Einflussfaktor hierbei ist der anthropogene Klimawandel. Dieser große fortlaufende Prozess bringt viele kleinere Einflussfaktoren mit sich, die den Nordatlantikstrom auf jeden Fall weiter abschwächen werden. Wie schnell dies geschieht, ist natürlich abhängig von der Stärke oder Schwäche des Klimawandels. Die Frage, die dies mit sich bringt, ist jedoch, ob der Nordatlantikstrom stabil 11 Vgl. Lektüre: „Ozeane im Wandel“, National Geographic, Sydeney 2009 9 ist oder ob der Klimawandel ihn in absehbarer Zeit zum vollkommenen Versiegen bringen wird. Grundvoraussetzung einer möglichen Schwächung des Nordatlantikstroms ist die globale Erwärmung durch die Emissionen von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen. Diese hat drei Folgen. Sie verstärkt 1. den hydrologischen Zyklus. Die Verdunstung wird durch die globale Erwärmung über den Ozeanen in den Subtropen verstärkt. Genauer erläutert, nimmt wärmere Luft mehr Wärme und Wasserdampf auf und diese Feuchte wird anschließend von den Subtropen in höhere Breiten transportiert. Angelangt in den höheren Breiten, regnet sich die feuchte Luft in Form von Niederschlag aus und gelangt auf direktem Weg oder durch Zuflüsse, z.B. der großen Ströme in Sibirien, in den Nordatlantik. Hier befinden sich die relevanten Absinkregionen des Nordatlantikstroms und die hohe Süßwasser Zufuhr könnte den Antrieb abschwächen.12 13 2. Bewirken steigende Temperatur der Atmosphäre auch höhere Temperatur des Oberflächenwassers und verringern damit seine Dichte. Und 3. bringt der Klimawandel große Eismassen zum Schmelzen, durch die ebenfalls Süßwasser in die Absinkregionen der THC gelangt. Eine sehr wichtige Rolle spielt hierbei das Grönlandeis. Auch bei geringem Schmelzen dieser Eismassen gelangen nämlich erhebliche Mengen Süßwasser direkt in den Nordatlantikstrom. Wasser, das aus dem Landeis stammt, ist reines Süßwasser, da das Eis durch Niederschläge entstanden ist. Alle drei Effekte könnten somit eine Verringerung der Dichte in den nordatlantischen Absinkgebieten der THC zur Folge haben. Das folgende Bild veranschaulicht noch einmal die Faktoren, die Auswirkungen auf den Nordatlantikstrom haben. 12 Vgl. Bildungswiki Klimawandel: Abschwächung der thermohalinen Zirkulation, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Abschw%C3%A4chung_der_thermohalinen_Zirkulation 13 Vgl. Lektüre: „Lob des Golfstroms“ von Érik Orsenna und Detlef Kügow,2007 10 Abb. 4: Einflussfaktoren des Klimawandels auf den Nordatlantikstrom: Danach gibt es die folgenden Einflussfaktoren: 1. Erwärmung des Wassers durch die wärmere Atmosphäre 2. Höherer Niederschlag durch mehr Wasserdampf in der Atmosphäre. Der Niederschlag gelangt auch über die großen Flüsse ins Meer. 3. Weitere Süßwasserzufuhr durch Abschmelzen von Eis: Grönlandeis und Meereis14 4. Die thermohaline Zirkulation in der Zukunft und die Folgen für Europa Der Blick auf die THC im Eiszeitalter liefert viele Anhaltspunkte für Fragen nach dem Verhalten der Zirkulation in den folgenden Jahrzehnten. Bei dem folgenden Diagramm wurde die Erkenntnis, dass die jetzige Zirkulation besonders empfindlich auf eine erhöhte Süßwasserzufuhr reagiert, besonders berücksichtigt. Dieses Diagramm zeigt sich als angemessen, um die vermutlich folgenden Veränderungen des Nordatlantikstroms erst einmal überschaubar darzustellen. 14 Dieter Kasang: Die THC am Beginn des Holozäns und in der Gegenwart http://bildungsserver.hamburg.de/ozean-und-klima/2075170/thc-holozaen-artikel.html 11 Abb. 5 : Entwicklung der thermohalinen Zirkulation (auch Meridionale Umwälzzirkulation (MOC)) im Nordatlantik bei 30°N zwischen 1900 und 2200 nach drei verschiedenen Modellsimulationen (rot: MPI-M Hamburg, lila: Hadley Centre Großbritannien, grün: NASA/GISS USA)15 Diese Grafik bestätigt die Befürchtung der Wissenschaftler, nämlich dass die THC in den nächsten Jahrzehnten durch wachsende Schmelzwasserzufuhr und Erwärmung stark abgeschwächt wird. Sie zeigt bis 2200 eine Abschwächung der THC um 20 %.16 Die meisten aktuellen Modelle deuten jedoch darauf hin, dass die Erwärmung des Oberflächenwassers infolge des Treibhauseffektes im 21. Jahrhundert am meisten zur Verringerung der Dichte beitragen wird. Bislang deutet noch kein Modell auf einen totalen Zusammenbruch der Zirkulation hin. Demnach ist es sehr wahrscheinlich, dass die THC schwächer wird, jedoch nicht einen sofortigen Abbruch erleiden wird. Weiterführend gibt es Modelle, die sich mit der Stärke der THC nach dem 21. Jahrhundert auseinander setzten. Diese sind jedoch noch mit großen Unsicherheiten behaftet, da noch niemand genau vorhersehen kann, wie stark der Klimawandel die Erde noch erwärmen wird. Das Resultat ist nicht nur die Abschwächung, sondern auch eine mögliche Verlagerung der Strömung. Beide bewirken jedoch einen Klimawandel für Europa. Durch die globale Erwärmung würde sich Europa um ca. 5 °C erwärmen. Doch die 15 Bildungswiki Klimawandel: Abschwächung der thermohalinen Zirkulation, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Abschw%C3%A4chung_der_thermohalinen_Zirkulation 16 Vgl. Lektüre „Meeresstrmung: Humboldtstrom, Thermohaline Zirkulation, Golfstrom, Nordatlantikstrom, Friendly Floatees, Moskenstraumen, Kuroshio, Bücher Gruppe, 2009 12 Abschwächung des Nordatlantikstroms würde dagegen wirken. Auch die Modelle stimmen in dem Punkt überein, dass eine Schwächung des Nordatlantikstroms in den betroffenen Regionen nicht zu einer Abkühlung führen wird, d.h. dass die Erwärmung in Westeuropa lediglich schwächer ausfallen wird als ohne eine Veränderung dieser Strömung. Somit könnte es tatsächlich passieren, dass Europa nichts oder nur wenig von dem Klimawandel spüren wird. Ob bzw. ab wann sich die beiden Temperatureffekte in Europa gegenseitig aufheben werden, ist nur schwer vorhersehbar.17 Aufgrund des schon derzeit sichtbaren Klimawandels und der eventuell vorhandenen Veränderung des Nordatlantikstroms ist es denkbar, dass die Temperaturen in Europa zunächst leicht ansteigen werden. Nur bei einem sehr unwahrscheinlichen Abbrechen der THC würden sie dauerhaft bis zu 5 °C unter die heutigen Durchschnittswerte fallen können. Heutzutage wird durch einige Modelle schon versucht darzustellen, wie bzw. ob sich die THC nach einen möglichen Abschwächung oder einem totalen Aussetzten wieder erholen wird oder nicht. In einigen Modellen erholt sich die THC recht schnell und dadurch wird der Nordatlantikstrom wieder angetrieben, in anderen jedoch nie. Aus der voraussichtlichen Temperaturschwankung können sich nicht nur klimatische Folgen für Europa ergeben, sondern auch starke wirtschaftliche Probleme. Bei einem möglichen Temperaturabfall für Europa um 5 °C könnten verschiedene Obst- und Gemüsesorten nicht mehr angebaut werden und somit würde alles viel teurer werden. Für die Gegenwart zeigen zwar weder Modelle noch Messungen Veränderungen in dieser Richtung, aber man kann eine solche Entwicklung für die Zukunft auch nicht völlig ausschließen. Die Unsicherheit liegt zunehmend an fehlenden Messdaten und an der Tatsache, dass es keine permanente Strömung ist. Sie zeige in der Vergangenheit auch schon Veränderungen, die jedoch nicht relevant waren. Um die Klimaveränderung noch einmal übersichtlich darzustellen, habe ich die Daten der Oberflächentemperatur selber ausgewertet. Die Auswertungen beginnen auf der nächsten Seite. 17 Bücher Gruppe: Meeresströmung: Humboldtstrom, Thermohaline Zirkulation, Golfstrom, Nordatlantikstrom, Friendly Floatees, Moskenstraumen, Kuroshio, 2009 13 Abb. 6: Wasseroberflächentemperatur zwischen 1961-1990 im Atlantik18 An der Abbildung kann man die Durchschnittswerte für die Wasseroberflächentemperatur von 1961 bis 1990 im Atlantik ablesen. Die Höchstwerte betragen ca. 31°C und die kleinsten Werte ca. 7°C. 18 eigene Darstellung der Daten aus: Roeckner, Erich; Lautenschlager, Michael;Schneider, Heiko 2006; IPCC-AR4, MPI-ECHAM5_T63L31; MPImet/MaD Germany. World Data Center for Climate. 14 Abb. 7: Wasseroberflächentemperatur zwischen 2071-2100 im Atlantik19 An dieser Abbildung erkennt man die wahrscheinliche Entwicklung derWasseroberflächentemperatur im Atlantik. Die Abbildung zeigt die Mittelwerte von 2071 bis 2100. Die höchsten Werte liegen bei ca. 34°C und die niedrigsten bei ca. 1 °C. Man erkennt, dass die Wasseroberflächentemperatur im Durchschnitt steigen wird. 19 eigene Darstellung der Daten aus: Roeckner, Erich; Lautenschlager, Michael;Schneider, Heiko 2006; IPCC-AR4, MPI-ECHAM5_T63L31; MPImet/MaD Germany. World Data Center for Climate. 15 Abb. 8: Differenz zwischen 1961-1990 und 2071-210020 Diese Abbildung zeigt die Differenz zwischen Abbildung 4 und Abbildung 5. Die durchschnittliche Wasseroberflächentemperatur wird deutlich ansteigen. Die höchsten Werte betragen ca. 7°C. Dieser Anstieg wird verheerende Folgen für das Schmelzen der Eismassen haben. Die daraus folgende Frischwasserzufuhr würde den Nordatlantikstrom gefährden. Hinzu kommt die Erwärmung des Meerwassers selbst. 5. Ausblick und Fazit Die Frage, ob der Klimawandel in Europa ausbleibt, ist nicht einfach zu beantworten, da noch nicht einmal sicher ist, um wie viel Grad sich die Erde durch den Klimawandel erwärmen 20 eigene Darstellung der Daten aus: Roeckner, Erich; Lautenschlager, Michael;Schneider, Heiko 2006; IPCC-AR4, MPI-ECHAM5_T63L31; MPImet/MaD Germany. World Data Center for Climate. 16 wird. Jedoch kann man schon sagen, dass der Nordatlantikstrom und somit das Klima in Europa durch das Schmelzen der Eismassen und der erhöhten Niederschlagszahl abgeschwächt wird. Es hängt demnach von der Stärke des Klimawandels ab, wie bzw. wann der Nordatlantikstrom verändert wird. Allerdings gibt es auch Modelle die gegenteiligen Berechnungen enthalten. Diese sprechen für eine Stabilisierung des Nordatlantikstroms, vor allem durch eine höhere Verdunstung in den Subtropen und damit einen höheren Salzgehalt. Schon heute deutlich ist es jedoch, dass der Nordatlantikstrom schon etwas durch den Klimawandel abgeschwächt wurde. Somit steht der Klimawandel mit dem Nordatlantikstrom sehr eng in Verbindung und durch beide Prozesse wird das Klima in Europa beeinflusst. Es kann zwischen ihnen zu vielen verschiedenen Wechselwirkungen kommen. Die globale Erwärmung lässt zahlreiche Eismassen schmelzen und könnte durch die Schmelzwasserzufuhr den Nordatlantikstrom zum Erliegen bringen. Dies würde die steigende Temperatur in Europa wieder ausgleichen und somit wäre der Klimawandel in Europa vermutlich nicht spürbar. Doch um genauere Aussagen treffen zu können, sollten die Beobachtung und die Erforschung der Strömung und des Klimawandels zunehmend wichtiger werden. Dies würde auch im Interesse der Bürger in Europa liegen. Noch ist es nämlich nicht sicher, welche genauen Folgen das Versiegen der Strömung hat und darüber hinaus fehlen exakte Bilanzen, um den Verlauf der globalen Erwärmung abzuschätzen. Es ist jedoch mit sehr großer Wahrscheinlichkeit anzunehmen, dass Europa trotz vermutlichem Ausgleich auch eine Klimaschwankung, bis hin zu einer dauerhaften Klimaveränderung, spüren wird. Doch als oberster Punkt gilt es, den Klimawandel so gut wie möglich zu verlangsamen und ihn in einigen Jahren vielleicht ganz zu stoppen. Natürlich würden auch ohne den menschlichen Einfluss Veränderungen des Nordatlantikstroms vorkommen. Dies geschieht durch die genannten natürlichen Prozesse. Die Menschen besitzen zwei Möglichkeiten. Erstens können sie versuchen, den Klimawandel aufzuhalten, indem sie beispielsweise die landwirtschaftlichen und industriellen Emissionen und die Emissionen aus den privaten Haushalten verringern. Somit würde möglicherweise die globale Erwärmung reduziert werden und der Nordatlantikstrom wäre nicht mehr gefährdet. Andererseits sollten die Politiker in Europa auch versuchen andere Kontinente von der Verringerung des CO2 Ausstoßes zu überzeugen. Zum Beispiel sollten sie trotzdem das Abkommen zur CO217 Senkung eingehen, auch wenn Europa vom Klimawandel vermutlich nicht einmal betroffen wäre. Es geht nämlich darum, die verheerenden Folgen weltweit zu stoppen und nicht nur auf sein eigenes Land zu achten. Die beste Möglichkeit besteht weiterhin darin, auf erneuerbare Energien umzusteigen. Dies wären Optionen, die es schaffen könnten, die globale Erwärmung zu stoppen und den Antrieb des Nordatlantikstroms aufrecht zu erhalten. Wenn nämlich ein klimatisch wirksamer Faktor einmal die kritische Schwelle überschritten hat, können die resultierenden Veränderungen Jahrtausende anhalten. 18 6. Glossar Thermohaline Zirkulation (THC): Die thermohaline Zirkulation (THZ) im Nordatlantik ist Teil des weltumspannenden globalen Förderbandes, das durch alle drei Ozeane warme und kalte Wassermassen transportiert. Antriebskräfte dieser Zirkulation sind zum einen Winde, zum anderen durch Temperatur und Salzgehalt bedingte Unterschiede in der Dichte des Wassers. Meridionale Zirkulation: Ein anderes Wort für thermohaline Zirkulation. Beschreibt genauer den Transport in Nord-Süd-Richtung. Emissionen: Ausstoß von Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre 7. Literaturverzeichnis Internet: • Dieter Kasang: Das große marine Förderband: Strömungssystem, http://bildungsserver.hamburg.de/ozean-und-klima/2070122/thcstroemungssystem-artikel.html • Bildungswiki Klimawandel: Globales Förderband, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Globales_F%C3%B6rderba nd • Bildungswiki Klimawandel: Erwärmung des Ozeans, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Erw%C3%A4rmung_des_Ozeans • Bildungswiki Klimawandel: Thermohaline Zirkulation der Vergangenheit, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Thermohaline_Zirkulation_der_Ve rgangenheit • Bildungswiki Klimawandel: Abschwächung der thermohalinen Zirkulation, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Abschw%C3%A4chung_der_ther mohalinen_Zirkulation • Wikipedia: Nordatlantikstrom, http://de.wikipedia.org/wiki/Nordatlantikstrom 19 Lektüre: • Meeresströmungen / von A. B. C. Whipple u. d. Red. d. Time-Life-Bücher. [Aus d. Engl. übertr. von Birgit Ress-Bohusch] von Lizenz für Amsterdam : TimeLife-Bücher, 1984, Seite 60-63 • Bücher Gruppe: Meeresströmung: Humboldtstrom, Thermohaline Zirkulation, Golfstrom, Nordatlantikstrom, Friendly Floatees, Moskenstraumen, Kuroshio, , 2009, Seite 103-128 • „Lob des Golfstroms“ von Érik Orsenna und Detlef Kügow,2007, Seite 3-16 • „Seewetter“ von Dipl.-Met.Karl-Heinz Bock,2009, Seite 87-89 Bilder: • Abb. 1: Bildungswiki Klimawandel: Globales Förderband, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Globales_F%C3%B6rderba nd • Abb. 2: Bildungswiki Klimawandel: Globales Förderband, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Globales_F%C3%B6rderba nd; ursprünglich: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie • Abb. 3: Bildungswiki Klimawandel: Erwärmung des Ozeans, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Erw%C3%A4rmung_des_Ozeans • Abb. 4: Dieter Kasang: Die THC am Beginn des Holozäns und in der Gegenwart http://bildungsserver.hamburg.de/ozean-und-klima/2075170/thc-holozaenartikel.html • Abb. 5: Bildungswiki Klimawandel: Abschwächung der thermohalinen Zirkulation, http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Abschw%C3%A4chung_der_ther mohalinen_Zirkulation • Abb. 6-8: eigene Darstellung der Daten aus: Roeckner, Erich; Lautenschlager, Michael;Schneider, Heiko 2006; IPCC-AR4, MPI-ECHAM5_T63L31; MPImet/MaD Germany. World Data Center for Climate 20
