Fehlerhafte Klimamodelle? Der Arktische Ozean wird Jahrzehnte früher wärmer als wir dachten

Die Temperatur des Arktischen Ozeans ist seit Beginn des 20. Jahrhunderts gestiegen^NS Ein Jahrhundert – Jahrzehnte früher, als die Aufzeichnungen vermuten lassen – aufgrund des Zuflusses wärmeren Wassers aus dem Atlantik in das empfindliche polare Ökosystem.

Eine internationale Forschergruppe hat die jüngste Geschichte der Ozeanerwärmung am Tor zum Arktischen Ozean in einem Gebiet namens Framstraße zwischen Grönland und Spitzbergen rekonstruiert.

Mithilfe chemischer Signaturen, die in marinen Mikroorganismen gefunden wurden, fanden die Forscher heraus, dass sich der Arktische Ozean zu Beginn des letzten Jahrhunderts mit dem Zustrom von wärmerem und salzigerem Wasser aus dem Atlantik schnell zu erwärmen begann – ein Phänomen, das als Atlantikation bezeichnet wird – und dass diese Veränderung wahrscheinlich der durch instrumentelle Messungen dokumentierte Erwärmung modern. Seit 1900 ist die Meerestemperatur um etwa zwei Grad gestiegen CelsiusWährend sich das Meereis zurückzog und der Salzgehalt zunahm.

Die in der Zeitschrift veröffentlichten Ergebnisse Wissenschaftlicher Fortschritt, bietet eine erste historische Perspektive des Arktischen Ozeans und zeigt eine viel stärkere Verbindung mit dem Nordatlantik auf als bisher angenommen. Die Verbindung ist in der Lage, die arktische Klimavariabilität zu beeinflussen, was wichtige Auswirkungen auf den Meereisrückgang und den globalen Meeresspiegelanstieg haben könnte, wenn die polaren Eisschilde weiter schmelzen.

Mithilfe chemischer Signaturen, die in marinen Mikroorganismen gefunden wurden, fanden die Forscher heraus, dass sich der Arktische Ozean zu Beginn des letzten Jahrhunderts schnell zu erwärmen begann, als wärmeres, salzigeres Wasser aus dem Atlantik strömte – ein Phänomen, das als Atlantifikation bezeichnet wird. Bildnachweis: Sarah Giansiracusa

Alle Ozeane der Welt werden aufgrund des Klimawandels wärmer, aber der Arktische Ozean, der kleinste und flachste Ozean der Welt, erwärmt sich schneller denn je.

„Die Erwärmungsrate in der Arktis ist aufgrund von Rückkopplungsmechanismen mehr als doppelt so hoch wie der globale Durchschnitt“, sagte Co-Leitautor Dr. Francesco Mochitello vom Department of Geography in Cambridge. „Basierend auf Satellitenmessungen wissen wir, dass sich der Arktische Ozean insbesondere in den letzten 20 Jahren stetig erwärmt hat, aber wir wollten die jüngste Erwärmung in einen längeren Kontext stellen.“

Der Atlantik ist einer der Gründe für die Erwärmung der Arktis, aber nützliche Aufzeichnungen, die diesen Prozess wie Satelliten verfolgen können, reichen erst etwa 40 Jahre zurück.

Durch die Erwärmung des Arktischen Ozeans schmilzt das Eis in der Polarregion, was sich wiederum auf den globalen Meeresspiegel auswirkt. Wenn das Eis schmilzt, wird mehr von der Meeresoberfläche der Sonne ausgesetzt, wodurch Wärme freigesetzt und die Lufttemperatur erhöht wird. Während sich die Arktis weiter erwärmt, wird der Permafrost, der riesige Mengen an Methan speichert, einem viel schädlicheren Treibhausgas als Kohlendioxid, schmelzen.

Die Forscher nutzten geochemische und Umweltdaten aus Meeressedimenten, um die Veränderung der Wassersäuleneigenschaften in den letzten 800 Jahren zu rekonstruieren. Sie datierten die Sedimente mit einer Kombination von Methoden genau und suchten nach diagnostischen Anzeichen für die Atlantikanalyse, wie Temperatur- und Salzgehaltsänderungen.

„Wenn wir uns die 800-jährige Zeitskala ansehen, scheinen unsere Temperatur- und Salzgehaltsaufzeichnungen ziemlich konsistent zu sein“, sagte Co-Hauptautor Dr. Aber plötzlich Anfang des zwanzigsten^NS Ein Jahrhundert lang bekommt man diese bemerkenswerte Änderung der Temperatur und des Salzgehalts – es sticht wirklich heraus.“

„Der Grund für diese rasante Expansion am Tor zum Arktischen Ozean ist interessant“, sagte Muschitiello. Wir haben unsere Ergebnisse mit der Ozeanzirkulation in niedrigen Breiten verglichen und festgestellt, dass es eine starke Korrelation mit der Verlangsamung der dichten Wasserbildung in der Labradorsee gibt. In einem zukünftigen Erwärmungsszenario wird erwartet, dass die Tiefenzirkulation in dieser subarktischen Region aufgrund des Abschmelzens des grönländischen Eisschildes abnimmt. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass wir aufgrund des Klimawandels in Zukunft mit mehr arktischem Atlantik rechnen können. „

Die Forscher sagen, dass ihre Ergebnisse auch einen möglichen Fehler in Klimamodellen aufdecken, weil sie diesen frühen Atlantischen Ozean zu Beginn des letzten Jahrhunderts nicht reproduzieren.

„Klimasimulationen reproduzieren diese Art der Erwärmung im Arktischen Ozean im Allgemeinen nicht, was bedeutet, dass die Mechanismen, die den Atlantoifizierungsprozess antreiben, nur unvollständig verstanden werden“, sagte Tommaso. „Wir verlassen uns auf diese Simulationen, um den zukünftigen Klimawandel vorherzusagen, aber das Fehlen jeglicher Anzeichen einer frühen Erwärmung im Arktischen Ozean ist ein fehlender Teil des Puzzles.“

Referenz: „Fast Atlas Along the Fram Strait at the Beginning of the Twentieth Century“ von Tommaso Tisci, Francesco Mochitiello, Jessen Mullenhauer, Stefano Miserucci, Leonardo Langon, Chiara Chicarelli, Giuliana Panieri, Jacopo Chigiato, Alessio Nogarotto, Ginsco Hefter, Federico Gigordano , Lucila Capotondi, 24. November 2021, Hier erhältlich. Wissenschaftlicher Fortschritt.
DOI: 10.1126 / sciadv.abj2946

Francesco Mochitiello ist Fellow des Sidney Sussex College in Cambridge.