Ozeanische Zirkulation einfach erklärt

Die ozeanische Zirkulation umfasst die großräumigen Bewegungen des Meerwassers. Eine Meeresströmung transportiert Wasser von einem Gebiet in ein anderes. Dabei wird auch Wärme verlagert.

Die US-Behörde für Ozeane und Atmosphäre beschreibt zwei wichtige Antriebe: Wind treibt vor allem Wasser nahe der Oberfläche an. Er überträgt Bewegung auf das Wasser. Bei der thermohalinen Zirkulation wirken dagegen Dichteunterschiede mit, die durch Temperatur und Salzgehalt entstehen. Dichte beschreibt, wie viel Masse eine bestimmte Raummenge enthält. Dichteres Wasser kann unter weniger dichtes Wasser sinken und dadurch Bewegungen zwischen Oberfläche und Tiefe ermöglichen.

Diese Einteilung richtet sich nach dem Antrieb. Sie ist eine Vereinfachung: Windgetriebene und thermohaline Bewegungen greifen ineinander. Es gibt keine feste Tiefengrenze, die beide überall scharf trennt. Deshalb reicht die Angabe „an der Oberfläche“ oder „in der Tiefe“ allein nicht aus, um den Antrieb sicher zu bestimmen.

Für die folgenden Vergleiche betrachten wir flüssiges Meerwasser unter sonst gleichen Bedingungen. Bei gleichem Salzgehalt wird Meerwasser beim Abkühlen dichter. Beim Erwärmen wird es weniger dicht. Bei gleicher Temperatur erhöht ein höherer Salzgehalt die Dichte; ein geringerer Salzgehalt senkt sie. Der Salzgehalt ist der Anteil der gelösten Salze im Meerwasser.

Beim Verdunsten geht Wasser in die Luft über, während die gelösten Salze im Meer bleiben. Dadurch steigt der Salzgehalt. Regen und salzarmes Schmelzwasser können den Salzgehalt dagegen senken. Der britische Wetterdienst Met Office beschreibt für nordwärts strömendes Meerwasser: Abkühlung und ein durch Verdunstung steigender Salzgehalt erhöhen gemeinsam die Dichte.

Dichter als vorher bedeutet noch nicht, dass Wasser tatsächlich absinkt. Dafür kommt es auch auf das Wasser darunter an: Ist das obere Wasser dichter als dieses Wasser, kann es absinken. Wird die Dichte des oberen Wassers geringer, kann das Absinken erschwert werden.

Temperatur und Salzgehalt können sich gleichzeitig ändern. Abkühlung und ein höherer Salzgehalt wirken beide in Richtung höherer Dichte. Erwärmung und ein geringerer Salzgehalt wirken beide in Richtung geringerer Dichte. Wirken die Änderungen gegeneinander, reicht die Richtung eines einzelnen Einflusses nicht für ein eindeutiges Ergebnis. Dann muss auch bekannt sein, wie stark sich Temperatur und Salzgehalt verändern.

Klima beschreibt typische Wetterverhältnisse über viele Jahre. Eine Klimafolge ist deshalb keine Vorhersage für das Wetter eines einzelnen Tages. Die AMOC ist die Atlantische Umwälzzirkulation, ein großes Strömungssystem im Atlantischen Ozean. „Umwälzung“ bedeutet hier, dass Wasser zwischen oberflächennahen und tiefen Bereichen bewegt wird. Die AMOC transportiert warmes Wasser nach Norden in den Nordatlantik, den nördlichen Teil dieses Ozeans. Sie ist ein regionales System und nicht die gesamte globale Zirkulation.

Nach der bereitgestellten Erklärung des britischen Wetterdienstes Met Office wird eine Abschwächung der AMOC im 21. Jahrhundert als sehr wahrscheinlich eingeschätzt. Als Gründe nennt der Text wärmeres Oberflächenwasser und einen geringeren Salzgehalt durch mehr Regen und Schmelzwasser. Beides senkt die Dichte und kann das Absinken verringern. Eine Abschwächung bedeutet einen schwächeren Wassertransport. Ein Kollaps bezeichnet einen weitgehenden Zusammenbruch des Systems. Beides darfst du nicht gleichsetzen.

Für die beschriebene allmähliche Abschwächung erwartet der Met-Office-Text weniger Wärmetransport nach Norden. Das dämpft die Erwärmung in Westeuropa, dem westlichen Teil Europas, teilweise. Gleichzeitig wirkt die Erwärmung durch zunehmende Treibhausgase weiter. Diese Gase nehmen einen Teil der von der Erde abgegebenen Wärmestrahlung auf und geben sie wieder ab. Ihr Anstieg führt zu zusätzlicher Erwärmung. Nach der beschriebenen Einschätzung erwärmt sich Westeuropa insgesamt weiter; die Abschwächung hebt diese Erwärmung nicht auf.

Davon getrennt ist ein Modellversuch im bereitgestellten Met-Office-Dokument von 2019. Ein Klimamodell bildet Vorgänge im Klimasystem rechnerisch nach. In diesem Versuch wurde ein AMOC-Kollaps künstlich ausgelöst. Das Modell zeigte starke Abkühlung um den Nordatlantik und Erwärmung in einigen Teilen der Südhalbkugel, also der südlichen Hälfte der Erde. Das beschreibt die modellierte Wirkung des fehlenden Strömungssystems, keine gemessene heutige Temperaturänderung. Es zeigt mögliche räumliche Unterschiede und sagt keinen tatsächlichen Kollapszeitpunkt voraus.

Auch die Sicherheit einer Aussage musst du prüfen. Der bereitgestellte Met-Office-Webtext verweist auf den sechsten Sachstandsbericht des Weltklimarats, der Forschungswissen zum Klima zusammenfasst. Dieser nennt mittleres Vertrauen in die Einschätzung, dass es vor 2100 keinen abrupten Kollaps geben wird. Vertrauen beschreibt hier die Belastbarkeit der wissenschaftlichen Einschätzung und ist keine feste Prozentwahrscheinlichkeit. Daraus folgt weder ein sicherer Kollaps noch sein sicherer Ausschluss. Das ältere Kollapsmodell und die spätere Bewertung beantworten unterschiedliche Fragen.