Die Ozeane der Erde sind ein entscheidendes Element im Klimasystem und fungieren als eine Art Thermometer, das die Temperaturveränderungen unserer Welt überwacht. Jüngste Forschungen von Wissenschaftlern der Geodäsie an der Universität Bonn haben neue Erkenntnisse über die Erwärmung der Weltmeere geliefert, die weitreichende Auswirkungen auf das Klima, den Meeresspiegel und das Wetter haben können.
Aktuelle Beobachtungen zeigen, dass die Erde insgesamt mehr Wärme absorbiert, als sie ins All abgibt. Dies hat zur Folge, dass etwa 90 Prozent dieser zusätzlichen Wärme von den Ozeanen aufgenommen werden. Diese Wärmeaufnahme beeinflusst nicht nur den Anstieg des Meeresspiegels, sondern auch das Auftreten von marinen Hitzewellen und klimatischen Phänomenen wie El Niño. Bisher war die Messung der Wärmeverteilung in den Ozeanen eine Herausforderung, da die Daten durch frei treibende Tauchbojen nur unvollständig erfasst werden konnten.
Das Team von Forschern in Bonn hat jedoch eine innovative Methode entwickelt, die die Daten von Tauchbojen mit Satelliteninformationen über den Meeresspiegel kombiniert. Diese Herangehensweise erlaubt es, monatliche Karten zu erstellen, die die Temperaturverteilung in den Ozeanen aufzeigen und somit ein besseres Verständnis dafür vermitteln, wie viel Wärme die Ozeane aufnehmen und wie sie diese Wärme verteilen. Die Methode ermöglicht es, die durchschnittliche Erwärmung über alle Tiefen des Ozeans zu bestimmen, was zu einer genaueren Einschätzung der globalen Erwärmung führt.
Ein zentrales Ergebnis dieser Forschung ist, dass die Durchschnittswerte für die gesamte Meeresoberfläche weitgehend mit den Vorhersagen der Klimamodelle übereinstimmen. Es gibt jedoch signifikante Abweichungen bei einzelnen Ozeanbecken, die in einigen Fällen im zweistelligen Prozentbereich liegen. Besonders auffällig war die enorme Wärmeaufnahme des Indischen Ozeans zwischen 2005 und 2015. Insgesamt haben der Pazifik, der Atlantik und der Indische Ozean in den letzten zwei Jahrzehnten jeweils etwa ein Drittel der zusätzlichen Wärme gespeichert, was auf einen Wärmetransport zwischen diesen Ozeanen hindeutet.
Für ihre Studie haben die Forscher umfangreiche Messungen von Bojen sowie präzise Daten von Satelliten verwendet, die den Meeresspiegel messen. Diese Satelliten nutzen Radaraltimeter, um die Wasseroberfläche genau zu erfassen. Da sich Wasser bei Erwärmung ausdehnt, lässt sich der Anstieg des Meeresspiegels im Millimeterbereich jährlich verfolgen – ähnlich dem Prinzip eines Flüssigkeitsthermometers. Allerdings müssen die Effekte von schmelzenden Gletschern und Eisschilden herausgerechnet werden, um die tatsächliche Erwärmung des Wassers korrekt zu bestimmen. Hierbei kommen Messungen von GRACE-Satelliten zum Einsatz, die Gewichtsdaten liefern, um die Einflüsse der Eisschmelze zu quantifizieren.
Eine der größten Herausforderungen in dieser Untersuchung war die erstmalige Berechnung des Wärmeausdehnungskoeffizienten für verschiedene Ozeanregionen. Zuvor wurde häufig angenommen, dieser Wert sei überall gleich, was zu erheblichen Fehlern führen konnte. Die Forscher mussten große und unterschiedliche Datensätze zusammenführen und einheitlich auswerten, was mit modernen Rechenverfahren erleichtert wurde.
Basierend auf den Ergebnissen empfehlen die Wissenschaftler, dass die Überwachung der Wärmeaufnahme und -verteilung in den Ozeanen von großer Bedeutung ist, da diese sich in relativ kurzer Zeit erheblich ändern kann. Eine umfassende Finanzierung und internationale Zusammenarbeit sind erforderlich, um zuverlässige Messungen weiterhin sicherzustellen und die Abhängigkeit von einzelnen Ländern, insbesondere den USA, zu verringern. Klimapolitische Maßnahmen sollten nicht nur auf die Entwicklung der landbasierten Temperaturen fokussiert sein; stattdessen sollten auch die Ozeane und deren Einfluss auf den Meeresspiegel stärker in den Mittelpunkt rücken.
Zukünftig planen die Forscher, ihre Analysen auf frühere Jahrzehnte auszuweiten und historische Messungen zu nutzen, um ein noch umfassenderes Bild der Temperaturentwicklung in den Ozeanen zu erhalten. Damit können die langfristigen Folgen der Erwärmung besser verstanden und geeignete Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel entwickelt werden.
