Ein besonders sorgenvoller Blick im Rahmen des Klimawandels richtet sich auf den hohen Norden der Erde: Kaum ein Bereich hat sich in den vergangenen Jahrzehnten so stark erwärmt wie die Arktis und dadurch drohen klimatische Dominoeffekte. Der Wandel macht sich unter anderem durch die immer kleiner werdenden Eisflächen im Arktischen Ozean und seinen Randmeeren bemerkbar. Grundsätzlich sind die Ausdehnungen dabei den natürlichen saisonalen Schwankungen unterworfen: Jedes Jahr breitet sich das arktische Meereis ab Herbst aus, bis es durch die milderen Temperaturen im Frühling wieder schrumpft. In den letzten Jahrzehnten hat sich allerdings nicht nur das sommerliche Minimum der Meereis-Ausdehnung drastisch reduziert. Im Winterhalbjahr dehnen sich die Flächen nicht mehr so stark aus und es kommt sogar manchmal zu Tauprozessen.
Atmosphärischen Flüssen auf der Spur
Die Forscher um Pengfei Zhang von der Pennsylvania State University in University Park nun der Frage nachgegangen, inwieweit ein „berüchtigtes“ atmosphärisches Phänomen an der mangelnden Erholung des Meereises im Winter beteiligt sein könnte. Bei den sogenannten atmosphärischen Flüssen handelt es sich um etwa 500 Kilometer breite und bis zu mehrere tausend Kilometer lange Bänder aus feuchtigkeitsgesättigter Luft. Wenn diese oft von Stürmen begleiteten Ströme auf Land treffen, können ihre gigantischen Feuchtigkeitsmengen für Extremniederschläge und Überschwemmungen sorgen.
Meist erstrecken sich die atmosphärischen Flüsse von der Äquatorregion bis in unsere mittleren Breiten – doch manchmal „fließen“ sie auch bis in die arktischen Bereiche. Diesen besonders weitreichenden Versionen sind die Wissenschaftler nun durch Auswertungen von Satellitendaten und weiteren Informationen nachgegangen, die den Zeitrahmen von 1979 bis 2021 umfassen. Um mögliche Prozesse herauszuarbeiten, führten sie zudem Klimamodellsimulationen auf der Grundlage der Inforationen durch.
Wie sie berichten, ging aus ihren Ergebnissen hervor: Seit 1979 erreichen atmosphärische Flüsse immer häufiger arktische Bereiche in der winterlichen Eiswachstumszeit. Besonders sind davon die Barents- und Karasee vor den Nordküsten Norwegens und Russlands betroffen, geht aus den Analysen hervor. Dort können die Luftmassen dann im Frühwinter für verringertes Eiswachstum sorgen und sogar für erneute Taueffekte: In den Satellitenfernerkundungsbildern war ein Rückgang des Meereises fast unmittelbar nach solchen atmosphärischen Fluss-Ereignissen zu erkennen, der oft einige Tage anhielt.
Geschwächte Meereiserholung
Dabei sind verschiedene Prozesse am Werk, erklären die Forscher: Die warme Feuchtigkeit, die von diesen Strömen transportiert wird, erhöht die Wärmeabgabe aus der Atmosphäre zur Erde. Zudem kann Regen die teils noch dünne Eisdecke zum Schmelzen bringen und auch wenn der Niederschlag als Schnee fällt, ist der Effekt ungünstig: Er wirkt wie eine Decke, wodurch noch vorhandene Wärme aus dem darunterliegenden Meerwasser zu einem Auftauen oder einer mangelnden Eisbildung führen kann. In den Modellen der Forscher zeichnete sich ab, dass durch diese Prozesse und die zunehmende Häufigkeit der Ereignisse die saisonale Meereiserholung in der Arktis erheblich einschränkt wird.
