Zwischen 2021 und 2023 legte die Antarktis entgegen dem langjährigen Trend überraschend um rund 695 Milliarden Tonnen Eismasse zu. Eine in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie zeigt, dass eine monatelange Erwärmung des tropischen Warmwasserpools über Rossby-Wellen die Luftströmungen veränderte und historischen Schneefall in der Ostantarktis auslöste.
Der antarktische Eisschild verliert seit Jahrzehnten kontinuierlich an Masse und gilt als einer der größten Unsicherheitsfaktoren bei künftigen Prognosen zum weltweiten Meeresspiegelanstieg. Doch zwischen 2021 und 2023 verzeichneten Satelliten eine drastische Trendumkehr auf Zeit. Die GRACE-Satellitenmissionen maßen in diesem Zeitraum den größten Massenzuwachs der vergangenen zwanzig Jahre.
Tropischer Warmwasserpool als Auslöser für antarktischen Schneefall
Um die ungewöhnliche Entwicklung zu verstehen, untersuchte ein Forschungsteam unter Leitung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) die atmosphärischen und ozeanografischen Daten. Die Forscher kombinierten Schwerefelddaten aus dem All, in Eiskernen konservierte Schneeansammlungen sowie Computersimulationen der atmosphärischen Zirkulation. Dabei zeigte sich, dass der Ursprung des antarktischen Massenzuwachses Tausende Kilometer entfernt im tiefsten Süden der Tropen lag.
In der Region, in der der westliche Pazifik und der östliche Indische Ozean aufeinandertreffen, blieb der sogenannte tropische Warmwasserpool über mehrere Jahre hinweg ungewöhnlich warm. Diese Meeresoberflächentemperaturen lagen zeitweise rund 0,5 Grad Celsius über dem üblichen Mittelwert. Diese langanhaltende thermische Anomalie fungierte als mächtiger Motor für die globale Atmosphäre und schickte eine Kette von Störungen in Richtung der südlichen Polarregionen.
Rossby-Wellen und die Bildung eines Nord-Süd-Dipols
Die Erwärmung der tropischen Gewässer setzte großräumige atmosphärische Wellen in Gang, die als Rossby-Wellen bekannt sind. Diese Wellen transportieren Störungen über enorme Entfernungen hinweg durch die Lufthülle der Erde. Über der südlichen Hemisphäre erzeugten sie eine atmosphärische Druckkonstellation, die Wetterforscher als Nord-Süd-Dipol beschreiben. Es bildeten sich tiefe Luftdruckanomalien südlich von Australien, während sich an der ostantarktischen Küste kräftige Hochdruckgebiete etablierten.
Diese Umgestaltung der Zirkulation leitete die Feuchtigkeit auf völlig neuen Bahnen um. Wasserdampf aus dem mittleren Indischen Ozean wurde verstärkt in Richtung des antarktischen Kontinents gelenkt. Das Phänomen der atmosphärischen Flüsse spielte dabei eine zentrale Rolle. Es handelt sich um schmale, feuchtigkeitsintensive Transportbänder in der Atmosphäre, die enorme Mengen an Wasserdampf über Tausende von Kilometern befördern. Als diese feuchten Luftmassen auf die extreme Kälte der antarktischen Eismassen trafen, schlugen sie in massiven Schneefall um.
Schwerpunkt Queen Mary Land und Wilkes Land
Der Zuwachs verteilte sich keineswegs gleichmäßig über den gesamten Kontinent, sondern konzentrierte sich vor allem auf die Ostantarktis. Allein im Gebiet zwischen Queen Mary Land und Wilkes Land stieg der jährliche Niederschlag um rund 85 Millimeter. Auf diese konkrete Region entfielen etwa 470 Milliarden Tonnen und damit rund 68 Prozent des gesamten antarktischen Massengewinns in diesem Zeitraum.
Drei spezifische Quellregionen im Indischen Ozean lieferten zusammen etwa 45 Prozent des zusätzlichen Wassers, das als Schnee auf dem Eis landete. Zum Vergleich: Die gesamte Zunahme von rund 695 Milliarden Tonnen Eis entspricht in etwa dem 1.400-fachen Volumen des Bodensees.
Natürliche Schwankung statt menschengemachter Trendwende
Ein anwachsender Eisschild weckt schnell die Hoffnung auf eine Entwarnung beim Klimawandel, doch die beteiligten Wissenschaftler dämpfen solche Erwartungen deutlich. Der menschengemachte Klimawandel erklärt das Phänomen nach den vorliegenden Modellrechnungen nur zu einem Bruchteil. Analysen ergaben, dass der durch die anthropogene Erwärmung bedingte Anstieg des atmosphärischen Wasserdampfs lediglich etwa neun Prozent der beobachteten Schneeanomalie ausmachte.
Die Forscher betonen zudem, dass vergleichbare Erwärmungsphasen im tropischen Warmwasserpool natürlicherweise etwa einmal pro Jahrzehnt auftreten. Sie fungieren demnach als eine Art periodische Fernsteuerung für das Klima im fernen Ostantarktika. Sobald sich das tropische Wasser wieder abkühlt, versiegt auch der zusätzliche Feuchtigkeitsnachschub für den Südpol.
Warum der langfristige Eisverlust unvermindert weitergeht
Trotz der spektakulären Zunahme zwischen 2021 und 2023 befindet sich die Antarktis weiterhin auf einem langfristigen absteigenden Ast. Über die vergangenen zwei Jahrzehnte verlor der Kontinent im Jahresschnitt etwa 140,5 Milliarden Tonnen Eis. Während das Innere der Ostantarktis in den betreffenden Jahren stark anwuchs, schrumpfte die Westantarktis weiter.
„Our research provides a theoretical basis for understanding Antarctic ice-sheet mass changes and conducting future research on the East Antarctic climate.“
Yunhe Wang, Institute of Oceanology of the Chinese Academy of Sciences (IOCAS)
Die dreijährige Episode zeigt damit vor allem, wie komplex die teleoktiven Mechanismen zwischen den Weltmeeren und den Eisschilden sind. Sie beweist, dass kurzfristige Massengewinne den übergeordneten Trend des globalen Eisschwunds zwar vorübergehend abbremsen, ihn jedoch nicht dauerhaft aufhalten können.
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