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Diskussion

Meereis auf der Kippe

Forscher streiten über das Meereis als Kippelement, sind sich aber sonst einig: Der Klimawandel bedroht das Polareis.

Meereis auf der Kippe Meereis auf der Kippe
ENERGLOBE.DE, Denny Rosenthal

Das Meereis gilt bei vielen Wissenschaftlern als Kippelement. Das Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie hat eine neue Studie veröffentlicht, die diesen Schwellenwert für das Meereis nicht bestätigt. Dahinter verbirgt sich eine akademische Diskussion über die Definition des Begriffs. Die physikalischen Grundlagen sind unstrittig – das Meereis schmilzt in Folge des Klimawandels.

Im Sommer 2010 hatte sich die Eisfläche auf dem arktischen Meer auf 4,9 Millionen Quadratkilometer reduziert – ein trauriger Minusrekord. Während Umweltschützer um den Lebensraum der Eisbären fürchten, freuen sich Reeder über kürzere Transportwege. Auch Unternehmen wie Exxon und Shell könnten profitieren, weil die Förderung von arktischem Öl und Gas einfacher wird.

Der starke Rückgang der Eisbedeckung ließ in den vergangenen Jahren die Sorge aufkommen, das Schmelzen könnte einen kritischen Kipppunkt erreichen, ab dem der Verlust des verbleibenden Eises nicht mehr aufzuhalten wäre. Eine aktuelle Studie des Max-Planck-Instituts (MPI) für Meteorologie in Hamburg kommt zu dem Schluss, dass es diesen Schwellenwert für das Meereis nicht gibt. „Wenn wir es schaffen, die globale Erwärmung zu stoppen, können wir das arktische Meereis noch retten,“ folgert Dirk Notz, einer der Autoren der MPI-Studie.

Meereis als Kippelement: eine akademische Frage

Das Meereis bezeichnen viele Wissenschaftler als Kippelement, also als ein besonders verletzliches Element innerhalb eines Klimasystems. Wird ein Schwellenwert erreicht, kippt das Gesamtgefüge und verläuft von da an grundsätzlich anders. Diesen Stellenwert haben unter anderem der Amazonas-Regenwald, die Monsunsysteme oder das El-Niño-Phänomen. Ob das Meereis nun zu den neun vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) als besonders wichtig eingeschätzten Kippelementen zählt, ist eine rein akademische Frage und ein semantisches Problem. Der Knackpunkt ist die Definition des Begriffs – der physikalische Hintergrund ist unstrittig: Die sommerliche Eisdecke ist in den vergangenen 30 Jahren um fast 40 Prozent geschrumpft. Setzt sich dieser Langzeittrend fort, könnte das sommerliche Polarmeer in absehbarer Zeit eisfrei sein.

Aktuelle Studie des Max-Planck-Institut für Meteorologie

Mit der aktuellen Studie untermauern die Hamburger Forscher ihre enge Definition des Begriffs. „Ein Kippelement ist wie ein Wasserglas, das man anstößt“, erklärt Physiker Notz den Ansatz. Ab einem bestimmt Punkt fällt das Glas um, ohne das man es noch aufhalten kann. Wäre das Meereis nach dieser Definition ein Kippelement, dann würde sich die durch den Klimawandel verursachte Eisschmelze irgendwann selbst so verstärken, dass man das Abtauen nicht mehr aufhalten könnte. Denn wenn die Eisbedeckung zurückgeht, nimmt das Meerwasser mehr Sonnenlicht auf und erwärmt sich deswegen stärker, sodass noch mehr Eis abschmilzt. Wäre der kritische Punkt überschritten, würde das Eis schmelzen, unabhängig davon, wie sich der Kohlendioxidausstoß verändert. „Unsere Studie zeigt jedoch, dass dieser Teufelskreis zu schwach ist, um das Meereis unaufhaltsam verschwinden zu lassen“, unterstreicht Notz.

Computer simulieren eisfreies Polarmeer

Die Hamburger haben mithilfe ihres Klimamodells an Großrechnern simuliert, was passiert, wenn die Meereisbedeckung in den kommenden Jahren durch einen ungewöhnlich heißen Sommer sehr stark zurückgeht. Das Ergebnis: Im Modell wächst das Eis innerhalb weniger Jahre wieder auf die Ausdehnung an, die es vor dem heißen Sommer hatte, so als ob es keine starke Eisschmelze gegeben hätte. Die Forscher erklären diese Überraschung so: Der Ozean kühlt sich im Winter wieder ab und gleicht die zusätzliche Wassererwärmung im eisfreien Sommer schon nach kurzer Zeit aus. „Das Modell zeigt, dass das Meereis sehr stark auf die vorherrschenden Klimabedingungen reagiert“, erklärt Notz. Die Existenz eines Kipppunktes sei somit unwahrscheinlich.

Unterschiedliche Definitionen

Den Ergebnissen des Max-Planck-Instituts liegt eine sehr enge Definition zu Grunde. Sie gehen nur von einem Kippelement aus, wenn ein irreversibler Prozess vorliegt. Nur wenn der einstige Zustand nach dem Kippen nicht mehr erreicht werden kann, wenden Notz und seine Kollegen den Begriff an. Damit grenzen sie sich ab von der Begriffsbestimmung des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. Sein Direktor Hans Joachim Schellnhuber hatte den Terminus vor rund zehn Jahren geprägt.

Klimaforscher des PIK wie Stefan Rahmstorf wenden den Begriff auf Klimaprozesse an, wenn sie einen kritischen Punkt besitzen, an dem das System besonders sensibel ist: „Dort kann eine kleine Ursache große Wirkung entfalten und zu einer einschneidenden Veränderung des Systems führen“, schreibt der Physiker in einem Blogeintrag, in dem er auf die MPI-Studie reagiert.

Trotz der Hamburger Veröffentlichung ändert er nichts an seiner Einschätzung: „Für mich bleibt das Meereis ein Kippelement, das sich schon nach nur 0,8 Grad Celsius globaler Erwärmung mitten im Übergang in den eisfreien Zustand befindet“, so Rahmstorf, einer der Leitautoren des vierten Berichts des Weltklimarates.

Eisfreie Arktis befürchtet

Unabhängig von der Diskussion über den Begriff sind sich die Wissenschaftler aber einig: Der Rückgang des arktischen Meereises ist dramatisch; Entwarnung kann nicht gegeben werden. Zu sehr führt der menschengemachte Klimawandel zur Eisschmelze: „Wenn wir nichts gegen die globale Erwärmung unternehmen, wird das Polarmeer in einigen Jahrzehnten im Sommer eisfrei sein”, befürchtet Notz. Dass die Eismassen sogar ihre alte Größe wieder erlangen, hält Rahmstorf für das 21. Jahrhundert für illusorisch. Er prophezeit: „Denkbar wäre im optimistischsten Fall, dass die Erwärmung rechtzeitig gestoppt wird, um noch kleine Reste des Eises zu erhalten – ein mögliches Refugium für die Restpopulationen von eisabhängigen Spezies in der kanadischen Arktis.“

Weitere Informationen:

Klima-Blog von Stefan Rahmstorf: www.wissenslogs.de

Vortrag von Stefan Rahmstorf, 2011: What ist a Tipping Point“: www.arctic-frontiers.com

Hans Joachim Schellnhuber, 2009: Tipping Elements in Earth Systems Special Feature: Tipping elements in the Earth System. www.pnas.org

Bericht über die Verbreitung des Meereises 2010: www.arcus.org

Interview mit Prof. Jochem Marotzke, Direktor des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie: Klimawandel: Von Kipp-Prozessen und anderen Unwägbarkeiten. www.mpg.de

»DIE KRISE DER IDEE VON EINER WELTORDNUNG

(IST) DAS ULTIMATIVE INTERNATIONALE

PROBLEM VON HEUTE«

Henry Kissinger,„World Order”, August 2014