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Die Forschungsergebnisse, die einer der nächsten Ausgaben der Zeitschrift Geophysical Research Letters erscheinen wird, haben Auswirkungen auf die Verfolgung des Klimawandels. Aber auch praktische Anwendungen wie beispielsweise die Schifffahrt und die Rohstoffindustrie in der Arktis sind davon betroffen. «Die Ausdehnung des arktischen Meereises ist in den letzten vier Jahrzehnten immer weiter zurückgegangen», erklärt Professor Stroeve, «und die Zeitpunkte, an denen die Schmelze beginnt und endet, hat einen massiven Einfluss auf die Menge Eis, die jedes Jahr verloren geht. Da die Arktis für einen längeren Zeitraum immer zugänglicher wird, besteht die Notwendigkeit für verbesserte Vorhersagen, wann sich das Eis zurückziehen wird und wann es sich im Winter wieder bilden wird».
Während die Temperaturen laufend zugenommen haben, sind die Trends für den Schmelzbeginn viel kleiner als die Trends für die herbstliche Gefrierphase. Trotzdem bestimmt der Zeitpunkt des Schmelzbeginns sehr stark, wieviel Energie der Sonne von Eis und Meerwasser absorbiert wird. Dies wiederum wird bestimmt, wie stark reflektierend die Oberfläche ist. Stark reflektierende Oberflächen wie Eis, besitzen einen hohen Albedo-Wert, da sie den grössten Teil der einstrahlenden Wärme zurück ins Weltall werfen. Weniger reflektierende Oberflächen wie flüssiges Wasser besitzen einen niedrigen Albedo-Wert und absorbieren den grössten Teil der Wärme, die auf sie strahlt. Das bedeutet, dass sogar eine kleine Veränderung in der Ausdehnung des Meereises im Frühjahr zu einem enormen Anstieg der Wärmemenge, die während des Sommers aufgenommen werden wird. Dies führt dann zu einem späteren Start der Meereisbildung im Herbst.
Es existiert aber noch ein zweiter Effekt, denn das mehrjährige, dicke Eis (das im Sommer nicht abschmilzt) weist einen höheren Reflektionswert auf, als das einjährige Eis. Seit den 1980er Jahren hat aber der Anteil des mehrjährigen Eises in der Arktis von rund 70 Prozent auf knapp 20 Prozent abgenommen. Daher sind die Veränderungen substantiell. Diese Rückwirkungen, bei denen kleine Veränderungen in der Lufttemperatur und im Meereis zu enormen Veränderungen in der Wärmeabsorption führen, waren das Ziel der Untersuchungen dieser Studie.
Stroeves Team analysierte Satellitenbilder der Arktis aus den letzten 30 Jahren. Die Daten wurden auf Quadrate von 25 x 25 km heruntergebrochen und das Team bewertete den Albedo von jedem Quadrat für jeden Monat, für den Daten vorhanden waren. Dies erlaubte dem Team, die Trends zu verfolgen und zusätzliche sechs Jahre auf die neuesten Analysen draufzuschlagen. Diese neuen Daten zeigen, dass der Trend in Richtung längere eisfreie Perioden geht, die vorher schon beobachtet wurden. «Die Hauptdarstellung von fünf Tagen pro Jahrzehnt versteckt eine Menge Varianz. Von Jahr zu Jahr können der Schmelzstart und die Gefrierphase um etwa eine Woche variieren. Es gibt auch starke Varianzen in der Gesamtlänge der Schmelzsaison in den einzelnen Regionen: bis zu 13 Tage pro Jahrzehnt in der Tschuktschensee zum Beispiel, während im Ochotskischen Meer die Saison kürzer wird», erklärt Stroeve weiter. Die Mengen an Energie, die hier am Werk sind, sind enorm: hunderte von Megajoule zusätzlicher Energie sammeln sich auf jedem Quadratmeter des Meeres an. Das ist äquivalent zum mehrfachen der Energie der Atombombe auf Hiroshima, freigesetzt auf jeden Quadratkilometer der des Arktischen Ozeans.
Für Verbände und Gruppierungen wie beispielsweise die Ölgesellschaften, die in der Arktis operieren, ist das komplexe Verständnis, wann das Meereis sich bilden wird, essentiell. Den Klimaforschern hilft diese Art der Forschung zu einem besseren Verständnis der Rückkopplungsmechanismen, die eine Rolle für das arktische Klima spielen. Die Ergebnisse dieser Studie stimmen ziemlich stark überein mit vorhergehenden Arbeiten und bestärken die Vermutung, dass die Modelle für das komplexe arktische Klimasystem mehrheitlich korrekt sind.
Quelle: University College London, www.ucl.ac.uk