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Eine Hitzewelle in Grönland und ein Sturm in der Antarktis. Diese Art einzelner Wetterereignisse werden durch die Klimaerwärmung zunehmend verstärkt. Doch obwohl es sich um kurzfristige Ereignisse handelt, können sie sich auch sehr stark längerfristig auf die größten Eisschilde der Welt auswirken und sogar dazu führen, dass in den Polarregionen Kipppunkte überschritten werden.
Wir haben Forschungsergebnisse dazu vor kurzem veröffentlicht, die sich mit diesen plötzlichen Veränderungen in den Eisschilden befassen und zeigen, wie sie sich auf unsere Erkenntnisse über den Anstieg des Meeresspiegels auswirken können. Dies ist unter anderem deshalb so wichtig, weil der weltweite Meeresspiegel laut IPCC bis zum Jahr 2100 um 28 cm bis 100 cm ansteigen wird. Dies ist eine enorme Spannbreite – ein zusätzlicher Anstieg des Meeresspiegels um 70 Zentimeter würde viele Millionen Menschen mehr betreffen.
Diese Unsicherheit (in der Spannbreite, Anm. d. Red.) ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass wir einfach nicht wissen, ob wir unsere Emissionen einschränken oder wie bisher weitermachen werden. Doch während mögliche soziale und wirtschaftliche Veränderungen in den oben genannten Zahlen zumindest berücksichtigt sind, räumt der IPCC ein, dass seine Schätzung die äußerst unsicheren Prozesse auf den Eisschilden nicht einbezieht.
Plötzliche Beschleunigungen
Für den Anstieg des Meeresspiegels gibt es zwei Hauptgründe. Erstens dehnt sich das Wasser selbst bei der Erwärmung geringfügig aus, wobei dieser Prozess für etwa ein Drittel des gesamten erwarteten Meeresspiegelanstiegs verantwortlich ist.
Zweitens schmelzen die größten Eisschilde der Welt in der Antarktis und in Grönland oder rutschen ins Meer. Da die Eisschilde und Gletscher relativ langsam reagieren, wird der Meeresspiegel noch Jahrhunderte lang weiter ansteigen.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass sich der Eisverlust in Grönland und der Antarktis plötzlich beschleunigen kann, was zu einem deutlich höheren Anstieg des Meeresspiegels führen könnte: vielleicht um einen Meter oder mehr in einem Jahrhundert. Einmal in Gang gesetzt, wäre dies nicht mehr zu stoppen.
Obwohl in Bezug auf die Wahrscheinlichkeit dafür eine grosse Unsicherheit existiert, gibt es einige Hinweise darauf, dass dies vor etwa 130’000 Jahren geschah, als die globalen Temperaturen das letzte Mal annähernd so hoch waren wie heute. Wir können das Risiko nicht ausschließen.
Um die Vorhersage des Anstiegs des Meeresspiegels zu verbessern, brauchen wir daher ein besseres Verständnis der antarktischen und grönländischen Eisschilde. Insbesondere müssen wir prüfen, ob es bereits erkennbare Wetter- oder Klimaänderungen gibt, die zu einem abrupten Anstieg der Geschwindigkeit des Massenverlustes führen könnten.
Das Wetter kann langfristige Auswirkungen haben
Unsere neue Studie, an der ein internationales Team von 29 Eisschildexperten beteiligt war und die in der Fachzeitschrift Nature Reviews Earth & Environment veröffentlicht wurde, wertet Erkenntnisse aus Beobachtungsdaten, geologischen Aufzeichnungen und Computermodell-Simulationen aus.
Wir haben mehrere Beispiele aus den letzten Jahrzehnten gefunden, bei denen Wetterereignisse – ein einzelner Sturm, eine Hitzewelle – zu wichtigen langfristigen Veränderungen geführt haben.
Die Eisschilde sind das Ergebnis jahrtausendelanger Schneefälle, die sich allmählich verdichten und in Richtung Ozean fließen. Die Eisschilde reagieren wie alle Gletscher auf Veränderungen in der Atmosphäre und im Ozean, wenn das Eis mit Meerwasser in Berührung kommt.
Diese Veränderungen können sich innerhalb von Stunden oder Tagen vollziehen, aber auch langfristig, über Monate, Jahre oder Tausende von Jahren. Und die Prozesse können auf unterschiedlichen Zeitskalen miteinander interagieren, so dass ein Gletscher zwar allmählich dünner und schwächer wird, aber stabil bleibt, bis ein abruptes kurzfristiges Ereignis ihn „über die Planke schickt“ und er schnell kollabiert.
Aufgrund dieser unterschiedlichen Zeithorizonte müssen wir die Erhebung und Nutzung unterschiedlicher Daten und Kenntnisse koordinieren.
In der Vergangenheit dachte man, dass sich die Eisschilde nur langsam bewegen und verzögert auf den Klimawandel reagieren. Im Gegensatz dazu haben unsere Forschungen ergeben, dass diese riesigen Gletschermassen sehr viel schneller und unerwarteter auf die Erwärmung des Klimas reagieren, ähnlich wie die Häufigkeit und Intensität von Wirbelstürmen und Hitzewellen auf Veränderungen des Klimas reagieren.
Boden- und Satellitenbeobachtungen zeigen, dass plötzliche Hitzewellen und große Stürme lang anhaltende Auswirkungen auf die Eisschilde haben können. So führte beispielsweise eine Hitzewelle im Juli 2023 dazu, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt 67 % der Oberfläche des grönländischen Eisschilds schmolzen, verglichen mit etwa 20 % bei durchschnittlichen Juli-Bedingungen. Im Jahr 2022 fiel ungewöhnlich warmer Regen auf das Conger-Schelfeis in der Antarktis, wodurch es fast über Nacht verschwand.
Solche wetter-verursachten Ereignisse haben einen langen „Schweif“. Eisschilde reagieren nicht einfach einheitlich auf die Klimaerwärmung, wenn sie schmelzen oder ins Meer rutschen. Stattdessen werden ihre Veränderungen von kurzfristigen Extremen unterbrochen.
So können beispielsweise kurze Schmelzperioden in Grönland weit mehr Eis und Schnee schmelzen, als im folgenden Winter ersetzt wird. Oder der katastrophale Abbruch von Schelfeis entlang der antarktischen Küste kann schnell viel größere Eismengen aus dem Landesinneren abtrennen.
Wenn wir diese kurzfristigen Schwankungen nicht angemessen berücksichtigen, könnte das bedeuten, dass wir den künftigen Eisverlust unterschätzen.
Wie geht es weiter?
Die Wissenschaft muss der Erforschung der Variabilität der Eisschilde Priorität einräumen. Dies bedeutet bessere Systeme zur Überwachung der Eisschilde und der Ozeane, die die Auswirkungen kurzer, aber extremer Wetterereignisse erfassen können.
Diese Daten werden sowohl von neuen Satelliten als auch von Felddaten stammen. Außerdem brauchen wir bessere Computermodelle, die zeigen, wie die Eisschilde auf den Klimawandel reagieren werden. Glücklicherweise existieren bereits einige vielversprechende globale Initiativen zur Zusammenarbeit.
Wir wissen nicht genau, wie stark der globale Meeresspiegel einige Jahrzehnte im Voraus ansteigen wird, aber mehr Wissen über die Eisschilde wird uns helfen, unsere Vorhersagen zu verfeinern.
Edward Hanna, Professor für Klimawissenschaft und Meteorologie, Universität von Lincoln und Ruth Mottram, Klimawissenschaftlerin, Nationales Zentrum für Klimaforschung, Dänisches Meteorologisches Institut
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