Stichworte zu Ozean und Klimawandel

Temperaturanstieg
Parallel zum Anstieg der Temperaturen in der Atmosphäre steigt auch die durchschnittliche Temperatur in den Ozeanen. Die Veränderungen sind ungleich über die Weltmeere verteilt – ein wesentlicher Grund dafür sind Schwankungen in den jeweiligen Meeresströmungen, die zum Beispiel dazu führen können, das für einen gewissen Zeitraum mehr kaltes Wasser aus der Tiefe an die Meeresoberfläche gelangt. Die Grafik aus dem fünften Weltklimabericht zeigt die Temperaturdifferenz über den Zeitraum von 1971 bis 2010 in den oberen Schichten der Ozeane (0 bis 700 Meter). 

 

 

Die Grafik aus dem fünften Weltklimabericht zeit die Temperaturendifferenz über den Zeitraum von 1971 bis 2010 in den oberen Schichten der Ozeane (0 bis 700 Meter).


Versauerung
Kohlendioxid (CO2) gilt als Hauptverursacher des Klimawandels und wird vor allem durch das Verbrennen fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) in die Atmosphäre abgegeben. Der größte Teil des vom Menschen erzeugten CO2 gelangt in die Weltmeere. Dort geht das Gas chemische Verbindungen ein, unter anderem bildet sich Kohlensäure (H2CO3). Dies führt zu einer Versauerung des Wassers – der pH-Wert der Ozeane sinkt kontinuierlich ab. Seit Beginn der Industrialisierung ist der pH-Wert der Ozeane von ca. 8,2 auf 8,1 gesunken. Bis zum Jahr 2100 wird je nach Entwicklung der CO2-Mengen mit einer weiteren Reduktion des pH-Wertes um 0,3 bis 0,5 gerechnet. Das klingt zwar wenig, bedeutet aber eine Versauerung um ein Vielfaches. Bei einem pH-Wert von unter 7,5 beginnen sich die Kalkschalen von Schnecken und Korallen aufzulösen.

Sauerstoffmangel
Sauerstoff ist für Meerestiere genauso lebensnotwendig wie für Menschen und Tiere an Land. In den Ozeanen produzieren Algen und Bakterien Sauerstoff durch Photosynthese – allerdings nur in den oberen Schichten, wo das dafür notwendige Licht vorhanden ist. Durch den Austausch von Wasser gelangt Sauerstoff auch in tiefere Meeresschichten.

In den zurückliegenden 50 Jahren haben die Weltmeere zwischen ein und sieben Prozent ihres Sauerstoffgehaltes eingebüßt. Ein wesentlicher Grund dafür ist die Erwärmung der Meere. Warmes Wasser kann nicht so viel Sauerstoff aufnehmen wie kaltes – und die Erwärmung ist ausgerechnet im für die Sauerstoffproduktion wichtigen Oberflächenwasser am stärksten. Ein zusätzliches Problem besteht darin, dass sich der Austausch zwischen den Wasserschichten abschwächt, wenn sich das Oberflächenwasser immer stärker erwärmt. Es kann dann nicht mehr so leicht in die Tiefe sinken und den gelösten Sauerstoff mit nach unten transportieren. Die Folge ist, dass sich die ohnehin sauerstoffarmen Meereszonen vergrößern.

In Küstennähe kommt ein weiteres Phänomen dazu: Der Eintrag von Düngemitteln und Abwässern in die Meere führt zu einem großflächigen Algenwachstum. Deren Überreste werden von sauerstoffzehrenden Bakterien abgebaut; in der Folge sinkt der Sauerstoffgehalt des Wassers. Forscher kennen heute mehr als 400 Küstengebiete, in denen einzelne Wasserschichten so wenig Sauerstoff enthalten, dass sie als „tote Zonen“ bezeichnet werden. Hier leben nahezu keine Tiere mehr.

Globale Meeresströmungen
Die Weltmeere sind ständig in Bewegung. Für das Klima in Westeuropa ist der Golfstrom, der warmes Wasser vom Golf von Mexiko nach Nordosten transportiert, von entscheidender Bedeutung. Viele andere Strömungen sorgen für einen Austausch von Wasser in vertikaler und horizontaler Richtung. Einer der wichtigsten Antriebskräfte der Meeresströmungen liegt im Nordatlantik, wo salzhaltiges und kaltes (und damit schwereres) Wasser absinkt und damit eine Sogwirkung an der Oberfläche verursacht. Dieser Motor der so genannten thermohalinen Strömung könnte ins Stocken geraten, wenn durch das Abschmelzen der großen Eisflächen immer mehr Süßwasser in den Nordatlantik fließt. Dadurch würde sich der Salzgehalt im Nordatlantik reduzieren und das Wasser hätte nicht mehr die erforderliche Schwere, um in die Tiefe zu sinken.

Welche Folgen ein plötzliches Stocken der Meeresströmungen hätte, ist ungewiss. Erwartet wird, dass es zu einer allmählichen Abschwächung des Golfstroms kommt, wodurch die bevorstehende Erwärmung in Westeuropa gebremst wird.

Meeresspiegelanstieg
Der Anstieg des Meeresspiegels ist die am meisten diskutierte Folge des Klimawandels. Die Grafik zeigt Messungen aus dem Zeitraum von 1993 bis 2015. Der jährliche Anstieg betrug durchschnittlich 3,2 mm. Die Daten beruhen auf Satellitenmessungen (Grafik: Kopiersperre über Wikimedia, CC-BY-SA 3.0). Demgegenüber wird für das 20. Jahrhundert ein mittlerer globaler Meeresspiegelanstieg um etwa 1,7 mm/Jahr geschätzt – also etwa die Hälfte.

Der Anstieg des Meeresspiegels hat zwei Ursachen: Zum einen führt die Erwärmung der Ozeane zu einer Ausdehnung des Wassers, zum anderen fließt durch das allmähliche Schmelzen der großen Festland-Eisflächen (v.a. in Grönland und der Antarktis) nach und nach mehr Wasser in die Ozeane. Im fünften Weltklimabericht wird bis zum Jahr 2100 ein Anstieg des Meeresspiegels zwischen 0,3 und 0,8 Metern erwartet. Neuere Messungen in der Antarktis deuten jedoch darauf hin, dass es zu zusätzlichen Anstiegen durch ein beschleunigtes Abschmelzen der dortigen Eismassen kommen könnte.

Aufgaben


-Stellen Sie fest, in welchen Bereichen der Ozeane der größte Temperaturanstieg zu beobachten ist.
 Wie groß ist die maximale Differenz zwischen 1971 und 2010?

-Nennen Sie die wichtigsten Ursachen für den sinkenden Sauerstoffgehalt in den Meeren.

-Erläutern Sie, was mit einer thermohalinen Strömung gemeint ist.

-Nennen Sie die physikalischen Ursachen für den Anstieg des Meeresspiegels.

Kopiersperre (CC BY-SA 3.0)