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Salzgehalt der Meere: leistungsstarkes Werkzeug zur Deutung der Veränderungen im Wasserkreislauf der Erde

Ein EU-finanziertes Wissenschaftsteam untersucht die Auswirkungen des Klimawandels auf den globalen Wasserkreislauf anhand der Veränderungen des Salzgehalts der Ozeane. Was an ihrer Herangehensweise anders ist? Sie messen den Salzgehalt nicht nur an der Meeresoberfläche, sondern hinunter bis in eine Tiefe von 2 000 m.

Klimawandel und Umwelt

Um den Einfluss der globalen Erwärmung auf den Wasserkreislauf der Erde mit eigenen Augen zu sehen, müssen wir nur den Fernseher einschalten oder vor die Tür gehen und uns umschauen. Einige Teile der Welt werden von heftigen Regenfällen überschwemmt und von Stürmen verwüstet, während andere Regionen immer mehr austrocknen. Diese Anzeichen beweisen, dass der Klimawandel bereits die im Wasserkreislauf der Erde ablaufenden Muster der Verdunstung, des Wasserdampftransports innerhalb der Atmosphäre und der Niederschläge verstärkt hat. Die Messung des Salzgehalts der Meere ist ein wichtiges Instrument, um diese Veränderungen zu verstehen, denn schwankende Salzgehalte sind ein zuverlässiges Maß für den Süßwasseraustausch zwischen dem Ozean und der Atmosphäre. „Durch Verdunstung gelangt Süßwasser aus dem Ozean in die Atmosphäre – und der Salzgehalt des Meeres steigt; durch Niederschlag gelangt Süßwasser in den Ozean – und sein Salzgehalt sinkt. Folglich werden anhand der Veränderungen des Salzgehalts diese Effekte über weite Gebiete hinweg miteinander kombiniert. Diese sind somit ein ausgezeichneter Indikator für die Veränderungen im Wasserkreislauf“, erklärte Lijing Cheng, Hauptautor einer vor Kurzem erschienenen Studie, in einer auf der Website der „Mirage News“ veröffentlichten Pressemitteilung. Die im „Journal of Climate“ veröffentlichte und im Rahmen der EU-finanzierten Projekte SO-CHIC (Southern Ocean Carbon and Heat Impact on Climate) und 4C (Climate-Carbon Interactions in the Current Century) unterstützte Studie widmete sich den Ungereimtheiten früherer Methoden, mit denen sich die Untersuchung der Schwankungen des Salzgehalts über längere Zeiträume schwierig gestaltete.

Den Salzgehalt nicht nur an der Oberfläche messen

Zur Lösung dieser Probleme wandte das Forschungsteam nun eine andere Technik an, um die Veränderungen im Salzgehalt der Ozeane seit 1960 abzuschätzen. Anders als bei vielen früheren Versuchen konzentrierte sich die Gruppe nicht nur auf die Veränderungen des Salzgehalts an der Oberfläche, sondern maß den Salzgehalt bis hinunter in eine Tiefe von 2 000 m. „Das neue Produkt liefert eindeutig zuverlässigere Untersuchungsergebnisse zu den Änderungen im Salzgehalt über längere Zeiträume, da wir sehen, dass diese neue Salzgehaltsrekonstruktion aufgrund von Veränderungen im Beobachtungssystem [von Satelliten-Höhenmessern hin zu frei treibenden profilierenden Schwimmern (Argo)] im Ozean eine viel bessere Kontinuität aufweist“, bemerkte Studien-Mitautor Kevin Trenberth. Die Ergebnisse bestätigten, dass die Gegensätze zwischen den an der Oberfläche und den in der Tiefe herrschenden Salzgehalten tatsächlich zugenommen haben und dass sich der Wasserkreislauf verstärkt hat. Das Projektteam erfasste die Verstärkung des Wasserkreislaufs mit einem Hilfsmittel, dem Salzgehaltkontrast-Index, der die Kontraste der Salzgehalte berücksichtigt. Der Salzgehaltkontrast-Index wurde monatlich berechnet und es wurden die Differenzen zwischen den Salzgehalten, gemittelt über Regionen mit hohem und niedrigem Salzgehalt, gemessen. „Diese Metrik stellt ein einfaches, aber leistungsstarkes Instrument zur Synthese der beobachteten Veränderungen des Salzgehaltsmusters dar“, berichtete Nicolas Gruber, ein weiterer Mitautor der Studie. „Wir beweisen, dass sich das Muster des Salzgehalts ab dem Meeresspiegel bis in 2 000 m Tiefe um 1,6 % und das an der Oberfläche um 7,5 % verstärkt hat. Außerdem zeigen wir, dass dieser Anstieg auf den Einfluss des Menschen zurückzuführen ist und dass dieses anthropogene Signal die im Hintergrund vorhandene natürliche Variabilität überschritten hat“, fuhr Gruber fort. Die Studie unterstützt die Ziele von SO-CHIC und 4C und hebt die wichtigsten Einflüsse der veränderten Salzgehalte auf das ozeanische System und das zukünftige Klima unseres Planeten hervor. „Diese Studie stellt einen bedeutenden Fortschritt auf diesem Gebiet dar“, hob Mitautor Michael Mann hervor. „Erstens bieten die neuen, präziseren Schätzungen der Salzgehaltsveränderungen eine bessere Grundlage für den Vergleich mit Klimamodellsimulationen. Zweitens liefert der Salzgehaltkontrast-Index ein sehr wichtiges Maß, an dem die Auswirkungen des Klimawandels auf den globalen Wasserkreislauf abzulesen sind ... Wir stellen fest, dass es innerhalb dieser speziellen Metrik etwas länger als ein Jahrzehnt dauert, um das Klimaänderungssignal aus dem Hintergrundrauschen zu isolieren, was darauf hindeutet, dass es die Klimaforschungsgemeinschaft in stärkerem Umfang einsetzen sollte.“ Weitere Informationen: SO-CHIC-Projektwebsite 4C-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

SO-CHIC, 4C, Klimawandel, Salzgehalt der Meere, Wasserkreislauf

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