110 Jahre Meereisbedeckung in der Arktis rekonstruiert

Unser Wissen über das Meereis im Arktischen Ozean kommt hauptsächlich durch Satelliten, die seit dem Jahr 1979 das Meereis aus dem All beobachten. Die Universität von Washington betreibt ein Modell zur Berechnung von Dicke und Volumen des Meereises namens PIOMAS, das nun in einer neuen Studie bis ins Jahre 1901 zurück erweitert wurde.

Dazu wurden Computersimulationen mit historischen Meereis-Beobachtungen kombiniert. Einige davon wurden Anfang des 20. Jahrhunderts an Bord von Schiffen handschriftlich verfasst. Die Forscher konnten zeigen, dass das heutige Volumen des Meereises im Arktischen Ozean und die aktuelle Verlustrate in der 110-jährigen Geschichte bisher nicht aufgetreten sind.

Die folgende Abbildung zeigt die vom Modell berechneten Anomalien des Meereisvolumens (bezogen auf die Periode 1950-2000, Quelle: journals.ametsoc.org). Die blaue Linie ist der 12-monatige laufende Mittelwert der monatlichen Anomalien. Rote Punkte markieren den Juli für jedes Jahr. Die Trendzeiträume wurden so gewählt, dass sie der Erwärmungsperiode des frühen zwanzigsten Jahrhunderts (schwarze Linie) und der Satellitendatenperiode (rote Linie) entsprechen:

Für die Zeit seit 1979 ergibt sich ein Verlust von 380.5 Kubikkilometern Eis pro Jahr.

Das PIOMAS-Modell bietet eine tägliche Rekonstruktion des Gesamtvolumen des Meereises auf dem Arktischen Ozean. Es kombiniert Wetteraufzeichnungen und Satellitenbilder der Eisbedeckung, um das Eisvolumen zu berechnen. Anschließend verifiziert es seine Ergebnisse anhand vorhandener Beobachtungen der Meereisdicke.

Während des frühen 20. Jahrhunderts wurden direkte Beobachtungen des Meereises gelegentlich von Schiffen der US Revenue vorgenommen, dem Vorläufer der Küstenwache, sowie von Marineschiffen, die seit 1879 jedes Jahr durch die Arktis gefahren sind. Für Jahre nach 1950 liegen Messungen von festen Instrumenten und von Schiffen vor sowie von U-Booten, die unter dem Eis fuhren.



Im Rahmen des “Old Weather”-Projekts haben die Universität von Washington, die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) und das US-Nationalarchiv daran gearbeitet, die Logbücher der Schiffe zu digitalisieren, um diese Klimaaufzeichnungen für die Wissenschaft zu erhalten und einfacher zugänglich zu machen. Diese Studie ist die erste, die die Beobachtungen des Meereises aus diesen Logbüchern nutzt.

Diese historischen Meereisbeobachtungen wurde allerdings noch nicht direkt in das Eismodell integriert, sondern nur für Stichproben genutzt, um das Modell und mit den Beobachtungen zu verifizieren.

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