Die unterschätzte Gefahr eines Versiegens des Golfstromsystems

Eine neue Modellsimulation aus den USA zum Golfstromsystem zeigt ein Abreißen der gigantischen Umwälzströmung im Atlantik nach einer CO2-Verdoppelung.

Eine neue Studie der renommierten Scripps Institution of Oceanography in San Diego und der University of Wisconsin-Madison hat bedeutende Implikationen für die künftige Stabilität des Golfstromsystems. Die Forscher um Wei Liu korrigierten den Süßwassereintrag in den Ozean in einem der gängigen globalen Klimamodelle (dem CCSM3 Modell des National Center for Atmospheric Research), um dort die beobachtete Salzkonzentration im Meerwasser besser wiederzugeben. Während im unkorrigierten Modell die Atlantikzirkulation recht stabil ist und sich als Reaktion auf eine CO2-Verdoppelung nur um rund 20% abschwächt, bricht sie in der korrigierten Modellversion zusammen. Erschienen ist die Arbeit in der Fachzeitschrift Science Advances, dem neuen Online-Ableger des Traditionsjournals Science.

Die mögliche Instabilität der Umwälzzelle im Atlantik (Atlantic Meridional Overturning Circulation oder AMOC – landläufig als Golfstromsystem bekannt) beschäftigt die Wissenschaft spätestens seit den 1980er Jahren, als Wallace Broecker in einem Aufsatz in Nature vor unangenehmen Überraschungen im Treibhaus warnte. Grund waren wachsende Hinweise auf abrupte Klimaänderungen in der Erdgeschichte aufgrund von Instabilitäten der Atlantikströmung.

Warum es einen Kipppunkt der Strömung gibt
Der grundlegende physikalische Mechanismus dieser Instabilität war bereits durch Henry Stommel im Jahr 1961 beschrieben worden. Zentral dafür ist der Süßwasserhaushalt (Niederschläge minus Verdunstung), der den Salzgehalt bestimmt. In den nördlichen Atlantik fließt ständig Süßwasser durch Niederschläge, Flüsse und Eisschmelze. Doch der Nachschub an salzreichem Wasser aus dem Süden, eben durch das Golfstromsystem, gleicht dies aus. Erlahmt dagegen die Strömung, dann kommt weniger Salznachschub, und an der Oberfläche sammelt sich zunehmend mit Süßwasser verdünntes Meerwasser. Das ist leichter als salzigeres Wasser und kann daher nicht so leicht in die Tiefe absinken. Da dieses Absinken – die sogenannte Tiefenwasserbildung – das Golfstromsystem antreibt, erlahmt die Strömung damit weiter. Es gibt einen kritischen Punkt, an dem dies zum unaufhaltsamen Teufelskreis wird. Dies ist einer der klassischen Kipppunkte im Klimasystem.

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Quelle

Spectrum.de /Scilogs 2017 | Stefan Rahmstorf | Grafik: S. Rahmstorf (Nature 1997), Creative Commons BY-SA 4.0.