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Atmosphärenflüsse sind extreme Wetterphänomene und waren für schwere Schneestürme in der Ostantarktis in den Jahren 2009 und 2011. Die daraus resultierte Schneemenge konnte zum Teil die massiven Eisverluste des antarktischen Eispanzers kompensieren.

Kaiserpinguine überstehen schwere Stürme mit Temperaturen von minus 40 Grad Celsius und tiefer fast unbeschadet. Foto: Heiner Kubny
Kaiserpinguine überstehen schwere Stürme mit Temperaturen von minus 40 Grad Celsius und tiefer fast unbeschadet. Foto: Heiner Kubny

Atmosphärenflüsse sind lange, schmale Wasserdampfwolken, die sich am Himmel über tausende von Kilometern über die ausgedehnten Wasserflächen der Ozeane erstrecken. Sie können sehr schnell riesige Mengen an Feuchtigkeit rund um den Globus transportieren und zu heftigen Niederschlägen führen, wenn sie auf Küstenbereiche treffen. Obwohl Atmosphärenflüsse gefürchtet sind für ihre Fluten-induzierenden Einflüsse in Europa und über den amerikanischen Kontinenten, wird ihre Bedeutung für das Polarklima und den globalen Meeresspiegel gerade erst bekannt. Eine internationale Gruppe von Forschern unter der Leitung von Irina Gorodetskaya von der KU Leuven, Abteilung Regionale Klimastudien, nutzte eine Kombination von weiterentwickelten Modelltechniken und Daten von der belgischen Station Princess Elisabeth Antarctica in der Ostantarktis um zum ersten Mal einen tieferen Einblick zu erhalten, wie Atmosphärenflüsse die Niederschläge in der Antarktis beeinflussen.

Atmosphärenflüsse treffen auch in der Ostantarktis auf Land. Auf der Karte zeigt L die Tiefdruckrinne des Atmosphärenflusses, H zeigt den blockierenden Hochdruckrücken. Die roten Pfeile zeigen die Richtung des Feuchtigkeitstransportes nach Königin Maud Land in der Ostantarktis und zur belgischen Station (weisses Quadrat). Die Farben zeigen die Feuchtigkeitsmengen in Zentimeter Wasser. Grafik: Irina Gorodetskaya
Atmosphärenflüsse treffen auch in der Ostantarktis auf Land. Auf der Karte zeigt L die Tiefdruckrinne des Atmosphärenflusses, H zeigt den blockierenden Hochdruckrücken. Die roten Pfeile zeigen die Richtung des Feuchtigkeitstransportes nach Königin Maud Land in der Ostantarktis und zur belgischen Station (weisses Quadrat). Die Farben zeigen die Feuchtigkeitsmengen in Zentimeter Wasser. Grafik: Irina Gorodetskaya

Die Princess Elisabeth Antarctica Station mass Schneeakkumulationen, die bis zu 5 Zentimeter Wasser pro Wetterereignis entsprachen. Dies wiederum bedeutet rund etwa 22 Prozent der gesamten Schneemengenansammlung der beiden Jahre. In anderen Worten: Fast ein Viertel der gesamten Schneemenge in zwei Jahren wurde bei diesen Wetterereignissen freigesetzt.

Die belgische Antarktis-Station ist eine der modernsten Stationen und ist eine sogenannte «Null-Emission»-Station mit Windturbinen, Solarpanelen und Satellitenschüssel. Foto: International Polar Foundation, René Robert
Die belgische Antarktis-Station ist eine der modernsten Stationen und ist eine sogenannte «Null-Emission»-Station mit Windturbinen, Solarpanelen und Satellitenschüssel. Foto: International Polar Foundation, René Robert

Die Resultate der Studie zeigen klar die immense Schnee-produzierende Kraft der Atmosphärenflüsse. «Als wir alle extremen Wetterereignisse der Jahre 2009 und 2011 betrachteten, fanden wir heraus, dass neun Atmosphärenflüsse, die auf die Ostantarktis getroffen waren, rund etwa 80 Prozent der Schneeansammlung bei der Station ausmachten,» erklärt Irina Gorodetskaya. Dies kann wichtige Konsequenzen für den zurückgehenden Eispanzer der Antarktis haben. «Es ist wichtig zu verstehen, wie der Fluss innerhalb des antarktischen Eispanzers auf Erwärmung reagiert und wir einen Einblick in die atmosphärischen Prozesse, Wolkenbildung und Schneefall erhalten,» fügt Nicole van Lipzig, eine Mitautorin der Studie und Professorin für Geographie an der KU Leuven, an.

Die Princess Elisabeth Antarctica Station steht in auf dem antarktischen Kontinent und dient für mehrere Länder als Basis für antarktische Studien. Auch die Schweiz ist dabei, aktiv dort zu forschen. Foto: International Polar Foundation, René Robert
Die Princess Elisabeth Antarctica Station steht in auf dem antarktischen Kontinent und dient für mehrere Länder als Basis für antarktische Studien. Auch die Schweiz ist dabei, aktiv dort zu forschen. Foto: International Polar Foundation, René Robert

Eine andere Studie hatte schon früher gezeigt, dass der antarktische Eispanzer substantielle Mengen an Masse in den letzten 20 Jahren verloren hatte, und zwar rund 68 Gigatonnen (=68 x 109 Tonnen) pro Jahr. «Die ungewöhnliche Menge an Schnee im Königin Maud Land im Jahr 2009, die wir Atmosphärenflüssen zuschreiben konnten, hatte rund 200 Gigatonnen Masse wieder zugeführt, was etwa einem 15-prozentigen Ausgleich der verlorenen Masse entspricht,» erklärt Irina Gorodetskaya. «Diese Studie repräsentiert einen wichtigen und signifikanten Vorstoss in unserem Verständnis, wie der globale Wasserkreislauf durch Atmosphärenflüsse beeinflusst wird. Es ist auch die erste Studie über Atmosphärenflüsse in der Antarktis und die ihre Rolle für cryosphärische Prozesse, die für den globalen Meeresspiegel im Klimawandel wichtig sind, untersucht,» meint Martin Ralph, der an der Studie mitgearbeitet hatte und der Leiter des Zentrums für westliche Wetter und Wasserextreme der Universität von Kalifornien, San Diego ist.

Die Auswirkungen nach Schneestürmen und extremen Wetterereignissen sind noch nicht abzuschätzen und hängt von den Modellen ab.
Die Auswirkungen nach Schneestürmen und extremen Wetterereignissen sind noch nicht abzuschätzen und hängt von den Modellen ab.

«Als nächstes möchten wir den Einfluss dieses Wetterphänomens auf die Niederschläge in allen antarktischen Küstenbereichen untersuchen. Dabei möchten wir die Datenaufzeichnungen, die die längsten möglichen Zeiträume beinhalten, nutzen. Wir möchten genau bestimmen, wie dieses Phänomen in unsere Klimamodelle passt», meint Gorodetskaya weiter. Zum Schluss meint sie: «Unsere Resultate sollten nicht so interpretiert werden, dass der Einfluss der globalen Erwärmung kleiner wird oder sogar umkehrt aufgrund von kompensierenden Effekten. Im Gegenteil: Sie bestätigen das Potential des wärmer werdenden Erdklimas, sich in abnormalen regionalen Antworten zu zeigen. Daher wird unser Verständnis des Klimawandels und seines weltweiten Einflusses sehr stark davon abhängen, wie gut Klimamodelle extreme Wetterereignisse wie Atmosphärenflüsse und die resultierenden Anomalien von Niederschlägen und Temperaturen fassen können.»

Quelle: EurekAlert!