Rätsel um Wärme in den Weltmeeren

Für die Zukunft des Klimas ist entscheidend, wie viel Wärme die Ozeane aufnehmen können. Nach einer neuen, in der Fachwelt aber umstrittenen Studie haben die Weltmeere bis heute deutlich mehr Wärme absorbiert als bisher gedacht. Entsprechend gering wären ihre Möglichkeiten, die Erderwärmung noch weiter abzupuffern.


Wellen
Die Weltmeere puffern die Erwärmung der Atmosphäre ab. (Foto: AWI)

Die Ozeane nehmen einen Großteil der Wärme aus der Atmosphäre auf. Von der Wärme, die durch den Klimawandel entsteht, haben die Weltmeere bisher bis zu 90 Prozent "geschluckt". Anderenfalls hätte sich die Erdoberfläche schon um weit über 30 Grad aufgeheizt. Dann wäre kein Leben in heutiger Form mehr möglich.

Die Menge an Wärme, die die Ozeane "wegstecken", könnte dabei laut einer Studie noch sehr viel größer sein als bislang gedacht. Durch Messungen von Kohlendioxid und Sauerstoff in der Atmosphäre kamen Wissenschaftler der Universität Princeton in den USA zusammen mit Kollegen aus Italien, China und Deutschland zu dem Schluss, dass die Weltmeere jedes Jahr etwa 60 Prozent mehr Wärme absorbieren, als der Weltklimarat in seinen Berichten annimmt. Die Studie ist gerade im Fachmagazin Nature erschienen und wird unter Fachleuten heiß diskutiert – und angezweifelt.

Kein Wunder, hat der Befund doch weitreichende Folgen: Wenn die Ozeane noch mehr Energie gespeichert haben, ist insgesamt mehr Wärme im Erdsystem als vermutet und die Treibhausgase haben stärker gewirkt. Das Budget an Treibhausgasen, die noch ausgestoßen werden können, ohne die Pariser Klimaziele zu gefährden, wäre nach den Angaben der Forscher um ein Viertel geringer. Das 1,5-Grad-Ziel wäre noch schwerer einzuhalten. "Die Hoffnung auf eine nur geringe Erwärmung für die gegebene Menge an Treibhausgasen kann leider nicht weiter bestätigt werden", sagt Studien-Mitautor Andreas Oschlies vom Ozeanforschungszentrum Geomar in Kiel.

Völlig neue Messmethode

Frühere Studien zur Ozeanerwärmung bezogen sich auf Daten, bei denen die Wassertemperatur direkt gemessen wurde. "Weltweit wurden dafür ab Beginn der Nullerjahre immer mehr und jetzt fast 4.000 Messbojen, sogenannte Argo-Floats, ausgesetzt", erklärt Hartmut Graßl, der damals die Vorbereitungen für die Messkampagne als Direktor des Weltklimaforschungsprogramms begleitete.

Die Bojen driften in programmierbaren Tiefen im Ozean und messen die Temperatur. "Etwa alle zehn Tage steigen sie selbstständig an die Oberfläche auf und übermitteln den Ort und ihre Messdaten an Satelliten", erläutert Graßl.

Allerdings kommt es zu Ungenauigkeiten, weil die Messbojen nicht regelmäßig in den Ozeanen verteilt sind. Auf der Südhalbkugel gibt es weniger als auf der Nordhalbkugel. Zudem können die Bojen tiefe Wasserschichten nicht erfassen. Und es fehlen Informationen über die Zeit vor dem Start des Argo-Programms.

Solche Ungenauigkeiten konnten die Wissenschaftler mit einer neuen Messmethode nun umgehen. Sie nutzen dabei aus, dass im Ozean bei erhöhter Wassertemperatur weniger Kohlendioxid und Sauerstoff gelöst werden kann. Erwärmen sich die Ozeane, werden diese Gase an die Atmosphäre abgegeben und sind dort messbar.

Die Forscher rechneten dabei alle anderen Einflüsse heraus, die den CO2- oder Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre verändern können. Belohnt wurden sie mit einer deutlich besseren Datenlage. Weil sich die Atmosphäre schneller durchmischt als die Meere, liefern punktuelle Messungen hier ein genaueres Bild als im Ozean. Zudem begann die Aufzeichnung von Gaskonzentrationen schon früher als die direkte Messung der Temperatur per Boje.

"Korrekturen sind in der Wissenschaft normal"

Allerdings scheiterte ein anderer Klimawissenschaftler bei dem Versuch, Teile der neuen Studie zu reproduzieren. Deshalb plädiert auch Hartmut Graßl im Gespräch mit Klimareporter° dafür, die Studie kritisch zu hinterfragen. Insbesondere sei die Unsicherheit, mit der die Aussagen getroffen wurden, größer als in der Studie angegeben. Deswegen ließen sich daraus auch noch keine konkreten Forderungen an die Politik ableiten, so Graßl.

Man wolle die Berechnungen jetzt korrigieren, sagt Oschlies gegenüber Klimareporter°. Die Kernaussage, dass sich der Ozean in den vergangenen 20 Jahren stärker erwärmt hat als angenommen, bleibe davon aber unberührt. "Die Sicherheit, mit der man diese Aussage treffen kann, ist allerdings gesunken."

Laut Graßl sind solche Korrekturen jedoch nichts Ungewöhnliches. In der Wissenschaft gehe es immer darum, sich "an die Realität heranzurobben".

Bislang ist auch noch nicht klar, wie lange die Meere noch Wärme aus der Atmosphäre aufnehmen. Je größer die Pufferkapazität die Ozeane, desto gravierender wäre der Wegfall dieser Funktion. Die gespeicherte Energie wird außerdem nicht für immer folgenlos in den Tiefen des Meeres verschwinden. Durch die temperaturbedingte Ausdehnung des Wassers steigt der Meeresspiegel auch noch jahrhundertelang weiter an, nachdem die Ursache der Erwärmung behoben wurde. Je wärmer die Ozeane sind, desto stärker ist dieser Effekt.

Redaktioneller Hinweis: Hartmut Graßl ist Mitherausgeber von Klimareporter°.

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