Vergleichen wir zwei Möglichkeiten durch eine Berechnung auf der Rückseite des Umschlags.
(1) Ist dies auf einen reduzierten Wärmetransport von der Atlantic Meridian Overturning Circulation (AMOC) zurückzuführen?
(2) Oder ist es einfach auf den Zufluss von kaltem Schmelzwasser zurückzuführen, wenn der grönländische Eisschild Eis verliert?
Letzteres wird oft vorgeschlagen. Schmelzwasser trägt auch indirekt zur Verlangsamung der AMOC bei, aber nicht, weil es kalt ist, sondern weil es frisches (nicht salzhaltiges) Wasser ist, was zur ersten Option beiträgt (d. h. zum Abfall der AMOC).
AMOC Wärmetransport
Dazu nehmen wir den AMOC-Vorlauf multipliziert mit der Temperaturdifferenz von 15°C zwischen dem nördlichen oberen Ast und dem tiefen südlichen Rücklauf, um den Wärmetransport zu erhalten.
17.000.000 m3/sx 15 K x 1025 kg/m3 x 4 kJ/kgK = 1 PW (1)
(Hier gilt: 1 WP = 10fünfzehn Watt und 4 kJ/kgK ist die Wärmekapazität von Wasser.)
Eine Abschwächung der AMOC um 15 % kühlt daher die Region mit einer Rate von 0,15 PW = 1,5 x 10 ab14 W und kann laut Modellsimulationen den beobachteten Abkühlungstrend vollständig erklären (2). Natürlich ist diese Verlangsamung nicht nur auf das grönländische Schmelzwasser zurückzuführen – andere Faktoren wie erhöhte Niederschläge spielen wahrscheinlich eine größere Rolle, aber die Auswirkungen des grönländischen Schmelzwassers sind nicht zu vernachlässigen, wie wir in (3) argumentieren.
Grönlandeis schmilzt
Hier nehmen wir zunächst die Rate des Massenverlusts von Grönland zum Ozean, multipliziert mit der Temperaturdifferenz zwischen dem Schmelzwasser und dem Wasser, das es ersetzt. Beachten Sie, dass wir uns für den längerfristigen Temperaturtrend über Jahrzehnte in der Region mit richtig gemischtem Schmelzwasser interessieren, nicht für einige temporäre Bereiche mit Schmelzwasser, die lokal an der Oberfläche schwimmen.
Grönlands Gesamtmasseverlust betrug in den letzten zwei Jahrzehnten durchschnittlich 270 Gt/Jahr (4).
Das meiste davon verdunstet jedoch, und was im Ozean landet, sind laut einer aktuellen Studie von Jason Box (5) etwa 100 Gt/Jahr, wovon etwa 30 % als Eis und 70 % als Schmelzwasser vorliegen.
100 Gt/Jahr = 3.000 Tonnen/Sekunde – klingt viel, aber der AMOC-Durchsatz ist über 5.000-mal höher.
Unter der Annahme, dass Eis- und Schmelzwasser bei 0 °C abfließt und Wasser mit 10 °C ersetzt (eine sehr hohe Annahme, die sommerlichen Bedingungen und nicht dem langfristigen Durchschnitt entspricht), beträgt die Abkühlungsrate:
3.000.000 kg/s x 10 K x 4 kJ/kgK = 1,2 x 1011 Ö
Im Vergleich dazu ist der Kühleffekt einer 15-prozentigen AMOC-Verlangsamung mehr als 1.000 Mal größer als die direkte Kühlwirkung des grönländischen Schmelzwassers.
Für den Teil, der in Form von Eis in den Ozean gelangt, muss außerdem berücksichtigt werden, dass das Schmelzen des Eises Energie erfordert. Die Schmelzwärme von Wasser beträgt 334 kJ/kg, also addiert sich 900 Tonnen/s x 334 kJ/kg = 3 x 1011 W
Wer vermutet, dass „kaltes“ Schmelzwasser den Kälteeinbruch im Nordatlantik verursachen könnte, liegt also doppelt falsch: Wenn es um die direkte Wirkung des Stoffes aus Grönland geht, ist das Eis der dominierende Faktor und die Energie erforderlich, um das Eis zu schmelzen. Aber die direkten Auswirkungen von Schmelzwasser und Eisbergen, die in den Ozean eindringen, werden vollständig von der Schwächung der AMOC überschattet (ob wir die Zahlen von Box et al. oder andere Schätzungen nehmen). Und Grönlands Beitrag dazu liegt nicht daran, dass das Schmelzwasser „kalt“ ist, sondern weil es kühl ist – es enthält kein Salz und verdünnt den Salzgehalt des Meerwassers, wodurch seine Dichte verringert wird.
Als zusätzliche Beobachtung: Die oben abgebildete Abkühlungszone verschwindet oft im Sommer und wird von einer warmen Oberflächenschicht bedeckt – genau zu Beginn der Schmelzsaison in Grönland -, um dann wieder aufzutauchen, wenn im Herbst eine tiefere Durchmischung beginnt. Was wiederum dafür spricht, dass dies nicht auf eine direkte Wirkung des Zuflusses von kaltem Schmelzwasser zurückzuführen ist. Vergleichen Sie auch die Temperaturänderung direkt an der Küste Grönlands, wo das Schmelzwasser hereinkommt, im Bild oben.
Schließlich haben einige vermutet, dass der Kälteeinbruch in Südgrönland durch einen erhöhten Wärmeverlust an die Atmosphäre verursacht wurde. Dies ist natürlich relevant für kurzfristige Wetterschwankungen – wenn ein kalter Wind über den Ozean weht, kühlt er natürlich die Oberfläche ab – aber ich glaube nicht, dass dies den langfristigen Trend erklären kann, wie wir zuvor diskutiert haben Hier bei Realklima.
Die Referenzen
1. Trenberth, KE & Fasullo, JT (2017) Atlantic Southern Heat Transports Computed from Local Earth Energy Balancing, Geophysik. Auflösung Lassen. 44: 1919-1927.
2. Caesar, L., Rahmstorf, S., Robinson, A., Feulner, G. & Saba, V. (2018) Beobachteter Fingerabdruck einer sich abschwächenden Atlantikumwälzung, Natur 556: 191-196.
3. Rahmstorf, S., JE Box, G. Feulner, ME Mann, A. Robinson, S. Rutherford und EJ Schaffernicht, 2015: Exceptional 20th-Century Slowdown of the Atlantic Ocean Overturning Circulation. Nature Climate Change, 5, 475–480, doi:10.1038/nclimate2554.
4. NASA-Vitalzeichen, https://climate.nasa.gov/vital-signs/ice-sheets/
5. Box, JE, et al. (2022), Greenland Ice Sheet Climate Unbalance and Commited Sea Level Rise, Nature Clim. Änderung, 12(9), 808-813, doi:10.1038/s41558-022-01