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02.07.2021

Die Antarktis im Klimawandel

Anlass

Am 01.07.2021 vermeldete die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) einen neuen Temperaturrekord für die Antarktis: 18,3 Grad Celsius zeigten am 06.02.2020 die Thermometer an der Esperanza-Station auf der Antarktischen Halbinsel [a]. Nur drei Wochen vorher erschien eine Studie im Fachjournal „Science Advances“, die zeigt, dass sich der Rückzug des Schelfeises vor dem riesigen Pine-Island-Gletscher in der Westantarktis in den letzten Jahren besorgniserregend beschleunigt hat [b][c]. So sehr, dass die Diskussionen um das Erreichen des Kipppunktes des westantarktischen Eisschildes mit neuer Intensität geführt werden. Eine weitere aktuelle Studie geht der Frage nach, welche Ursachen es hat, dass das Meereis in der Antarktis – anders als in der Arktis – weitgehend stabil ist [d][e].

Bereits in der jüngeren Vergangenheit haben die Beobachtungen möglicher Folgen des Klimawandels in der Antarktis große öffentliche Aufmerksamkeit erlangt. So etwa, als eine Studie belegte, dass pro Jahr mehr als sechsmal so viel antarktisches Eis verloren geht als noch in den 1980er Jahren [f]. Oder als nach dem Abbruch eines riesigen Eisberges vom Eisschelf Larsen C die Frage aufkam, inwiefern dies eine Folge des Klimawandels sein könnte [g]. Sicher ist: Auch in der Antarktis sind deutliche Veränderungen durch den Klimawandel zu beobachten. Dabei stellt sich aber die Situation in den verschiedenen Regionen des Kontinents durchaus unterschiedlich dar. Wir haben daher einige Experten gebeten, ein paar generelle Fragen zur Situation in der Antarktis zu beantworten.

Gigantische Eisschilde bedecken nahezu den kompletten Kontinent. Die Veränderungen dieser Eisschilde werden dominiert durch den Gletscherfluss und durch den Schneefall. In der Summe hat der Rückgang der Eismassen in den letzten Jahrzehnten massiv zugenommen: Sind in den 1980er Jahren noch 40 Gigatonnen Eis pro Jahr geschmolzen, so sind es inzwischen über 250 Gigatonnen pro Jahr [f]. Am stärksten sind dabei Regionen in der Westantarktis betroffen, auch wenn sich bereits in der Ostantarktis erhebliche Effekte zeigen – was lange so nicht erwartet wurde. Alle betroffenen Gebiete liegen in der Nähe von warmen, zirkumpolaren Tiefenströmungen des umgebenden Meeres. Eine wichtige Rolle spielen dabei die den Küsten vorgelagerten Eisschelfe – große, auf dem Wasser schwimmende Eisplatten, die noch in Verbindung stehen mit den Gletschern und Eiskappen des Festlandes. Diese Schelfe werden in vielen Regionen immer labiler. Werden sie dünner, brechen auf oder verschwinden ganz, fließen die Gletscher schneller ins Meer ab, weil sich der Gegendruck des Schelfeises verringert. Dieser Prozess beschleunigt dann weiter den Eisverlust über dem Kontinent. Das insgesamt in den Eisschilden der Antarktis gespeicherte Wasser entspricht einem potenziellen Meeresspiegelanstieg von 58,3 Metern [h].

Neben Eisschilden und Schelfeis spielt in der Antarktis auch das Meereis eine wichtige Rolle. Anders als in der Arktis ist es hier nicht rückläufig. Über viele Jahre wurde sogar eine Zunahme der Meereis-Bedeckung gemessen, nur unterbrochen von einem Rückgang zwischen 2016 und 2018, dessen Ursachen eine aktuelle Studie aus dem Juni 2021 untersucht [d]. Generell unterliegt das arktische Meereis sehr großen jahreszeitlichen Schwankungen.

Wir möchten mit diesen Einschätzungen von Experten einen generellen Überblick zu diesem Thema anbieten, damit deutlich wird, vor welchem Wissenshintergrund sich die wissenschaftliche Debatte abspielt, ohne dass dabei eine einzelne Studie im Mittelpunkt steht.

Wir haben die folgenden Fragen gestellt:

1. Wie lässt sich die Situation in der Antarktis unabhängig von aktuellen Meldungen beschreiben? Inwiefern hat sich das Wissen dazu in den letzten Jahren verändert oder verdichtet? Mit welchen Unsicherheiten ist der aktuelle Wissensstand behaftet? Welche verschiedenen Prozesse sind in den verschiedenen Regionen der Antarktis relevant? Inwiefern unterscheiden sich die jeweiligen Prozesse in der Antarktis von denen in der Arktis/Grönland?

2. Der westantarktische Eisschild wird als eines der Kippelemente des Klimasystems betrachtet. Was ist bekannt darüber, wie wahrscheinlich inzwischen das Überschreiten dieses Tipping Points tatsächlich ist? Inwiefern gibt es weitere regionale Schlüsselregionen in der Antarktis?

3. Welche offenen Fragen gilt es für die Wissenschaft zu klären, um die weiteren Entwicklungen in und um die Antarktis zu verstehen und deren Ausmaß prognostizieren zu können?

4. Was ist aus Ihrer Sicht besonders wichtig für Journalistinnen und Journalisten bei der Betrachtung des Themas? Worin sehen Sie besondere Potenziale für Missverständnisse in der Berichterstattung?


Übersicht

     

  • Dr. Alexander Haumann, Associate Research Scholar, Atmospheric and Oceanic Sciences Program, Princeton University, USA
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  • Dr. Marcel Nicolaus, Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Sektion Meereisphysik, Fachbereich Klimawissenschaften, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven
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  • Prof. Dr. Martin Horwath, Professor für geodätische Erdsystemforschung, Institut für Planetare Geodäsie, Technische Universität Dresden
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  • Dr. Sunke Schmidtko, Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe Physikalische Ozeanographie, Fachbereich Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR)
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Statements der Experten zu den Fragen

1. Wie lässt sich die Situation in der Antarktis unabhängig von aktuellen Meldungen beschreiben? Inwiefern hat sich das Wissen dazu in den letzten Jahren verändert oder verdichtet? Mit welchen Unsicherheiten ist der aktuelle Wissensstand behaftet? Welche verschiedenen Prozesse sind in den verschiedenen Regionen der Antarktis relevant? Inwiefern unterscheiden sich die jeweiligen Prozesse in der Antarktis von denen in der Arktis/Grönland?


Dr. Alexander Haumann

„Wenn wir von Eismassen in der Antarktis und von deren Veränderung sprechen, ist es in erster Linie wichtig das Meereis vom Schelfeis, von den Inlandgletschern und den Eiskappen zu unterscheiden.“

„Im Gegensatz zur Arktis bildet sich fast das komplette Meereis in der Antarktis jedes Jahr neu, wenn die oberste Schicht des Ozeans im Winter gefriert. Mit einer Dicke von ungefähr einem Meter ist das antarktische Meereis auch wesentlich dünner als das arktische Meereis. Seit Beginn der Satellitenmessungen in den späten 1970er Jahren hat sich die Meereisbedeckung in der Antarktis erstaunlicherweise leicht vergrößert. Diese Ausdehnung ist erstaunlich, da die meisten globalen Klimamodelle für diesen Zeitraum einen Rückgang der Meereisbedeckung zeigen, auch wenn dieser nicht so extrem wie in der Arktis ist. Was wir bis jetzt wissen, ist, dass die beobachtete Ausdehnung des Meereises in der Antarktis vermutlich durch stärkere Winde und einer damit zusammenhängenden Abkühlung des Oberflächenwassers verursacht wurde. Ob und welcher Anteil dieser Veränderung im antarktischen Meereis durch den menschgemachten Klimawandel verursacht wurde, ist noch unklar, im Gegensatz zur Arktis. Da die Modelle die Veränderungen im antarktischen Meereis über die letzten 40 Jahre nicht richtig abbilden können, sind auch die Zukunftsprognosen mit großen Unsicherheiten behaftet. Wir gehen allerdings davon aus, dass auch die Meereisbedeckung in der Antarktis längerfristig zurückgehen wird.“

„Das Schelfeis, das mehrere hundert Meter dick ist, säumt große Teile der antarktischen Küstenregion. Es wird durch das Abfließen der Gletscher und Eiskappen gebildet und schwimmt auf dem Ozean. Hier wird es durch das Abbrechen von Eisbergen und das Schmelzen am Boden durch wärmeres Meerwasser abgetragen. Seit wir mit Hilfe von Satellitendaten in den frühen 1990er Jahren die Eisdicke von Schelfeis bestimmen können, wissen wir, dass das Schelfeis in der Westantarktis sehr viel dünner geworden ist und dass dies durch ein verstärktes Abschmelzen am Boden durch wärmeres Meerwasser in der Küstenregion verursacht wurde. Außerdem sind einige Schelfeise entlang der Antarktischen Halbinsel abgebrochen. Es ist wichtig, anzumerken, dass weder Veränderungen vom Schelfeis oder Veränderungen vom Meereis einen direkten Einfluss auf den Meeresspiegel haben. Allerdings können Veränderungen vom Schelfeis zu Veränderungen in der Meereisbedeckung, im Ozean und in der Ozeanzirkulation führen, und die aktuelle Forschung versucht, diese Prozesse besser zu verstehen.“

„Die Inlandgletscher und die Eiskappen der Antarktis liegen direkt auf dem antarktischen Kontinent auf. Sie werden durch eine Ansammlung von Schneefall an der Oberfläche gebildet und durch das Abfließen in den Ozean an der Küste abgetragen. Im Gegensatz zu dem Grönländischen Eisschild spielen hier Schmelzprozesse an der Oberfläche nicht so eine wichtige Rolle. Das Abfließen an der Küste ist allerdings ein äußerst wichtiger Prozess, da ein verstärktes Abfließen direkt den Meeresspiegel beeinflusst. So eine Zunahme wurde über die letzten 30 Jahre in der Westantarktis beobachtet und die Zunahme in dieser Region ist schneller als jede Verstärkung im Abfließen des Eises seit der letzten Eiszeit. Allerdings wissen wir noch nicht genau, ob und wie diese Zunahme genau mit dem menschgemachten Klimawandel zusammenhängt. Man weiß, dass es unter anderem mit dem wärmeren Meerwasser in der Küstenregion zu tun hat, welches das Abschmelzen des Schelfeises bedingt, das wiederum normalerweise das Abfließen der Gletscher verhindert. Hierbei ist allerdings anzumerken, dass dieser Beitrag der Antarktis zum globalen Meeresspiegelanstieg über die letzten 30 Jahre nur etwa zehn Prozent ausmacht.“

Dr. Marcel Nicolaus

„Die Veränderungen des antarktischen Meereises werden zum größten Teil anhand von Satellitendaten beschrieben, die die Ausdehnung (Flächenbedeckung) des Meereises beschreiben. Hieraus lässt sich in der Tat die Fläche und deren Entwicklung sehr gut beschreiben. Um das Volumen des Eises zu beschreiben, ist es jedoch notwendig auch die Meereisdicke zu kennen. Hierzu gibt es inzwischen auch recht gute Daten, aber keine vergleichbar langen Zeitreihen. Außerdem sind die Ungenauigkeiten wesentlich größer. Ein wesentlicher Grund hierfür ist die dicke und höchst variable Schneeschicht auf dem Meereis, die – anders als in der Arktis – auch zum Großteil den Sommer überdauert. Hier ist es wichtig, dass wir einen wesentlich besseren Einblick in den Schnee und dessen Dicke und Eigenschaften erhalten und gleichzeitig sehr transparent mit diesen Unsicherheiten umgehen.“

„Obwohl natürlich die gleichen physikalischen Gesetze in der Arktis und Antarktis gelten, unterscheiden sich beide Gebiete in Bezug auf das Meereis wesentlich. In der Antarktis spielen die Wechselwirkungen mit der großen zentralen Eismasse auf dem Kontinent und die komplette Umgebung aus offenem Ozean ein große Rolle. Diese führen dazu, dass die atmosphärischen Prozesse sich unterschiedlich auswirken und sich auch die Erwärmung wesentlich anders auswirkt als in der Arktis. In der Konsequenz sehen wir den geringeren Rückgang des Meereises.“

Prof. Dr. Martin Horwath

„Der Antarktische Eisschild ist die bis zu 4,8 Kilometer dicke Eisbedeckung auf dem Antarktischen Kontinent. Neues Eis kommt ständig durch Schneefall hinzu. Gleichzeitig gibt der Eisschild ständig Eis ab, indem sich das Eis in Richtung Ozean bewegt (‚fließt‘ oder ‚gleitet‘). Dann schwimmt es als Schelfeis auf den Ozean auf. Die Schelfeise geben schließlich Eis ab, indem sie an der Unterseite schmelzen und indem sich Eisberge abtrennen. Anders als in Grönland schmilzt kaum Eis, solange es auf dem Kontinent aufliegt. Die Bilanz aus Eiszutrag und Eisabtrag ist die Massenänderung des Eisschilds.“

„Hier ein Rechenbeispiel mit realistischen Zahlen: Der jährliche Zutrag durch Schneefall betrage 2.000 Gigatonnen (2.000 Milliarden Tonnen). Der jährliche Abtrag durch Gletscherfließen betrage 2.100 Gigatonnen. Dann würde die Eismasse um 100 Gigatonnen pro Jahr abnehmen. Eine Gigatonne ist die Masse eines Kubikkilometers Wasser. 360 Gigatonnen Wasser, gleichmäßig auf den Weltozean verteilt, würden den globalen Meeresspiegel um einen Millimeter heben.“

„Seit den 1990er Jahren bis heute beobachtet man eine Abnahme von Eismasse und Eisdicke im Amundsensee-Sektor der Westantarktis. Diese Abnahme entsteht hier, weil sich der Gletscherfluss vom Kontinent in Richtung Ozean beschleunigt hat. Ursache dieser Beschleunigung ist eine Abnahme der Schelfeise und damit der Rückstauwirkung, die sie auf das nachfließende Inlandeis ausüben. Die Abnahme der Schelfeise ihrerseits kam durch verstärktes Schmelzen an deren Unterseite infolge ihres Kontaktes zu wärmerem Ozeanwasser zustande.“

„Der Massenverlust im Amundsensee-Sektor ist durch drei unabhängige Methoden unter Nutzung unterschiedlicher Satellitendaten mit sehr hoher Zuverlässigkeit belegt [1]. Dabei waren die Verluste seit Mitte der 2000er Jahre deutlich größer als in den 1990er Jahren. Seit den 2000er Jahren – und noch einmal seit den 2010er Jahren – können die Vorgänge auch mit größerer Genauigkeit und in größerem Detail verfolgt werden als zuvor, weil neuartige Satellitenmessungen verfügbar sind.“

„Etwas größere Unsicherheiten bestehen, wenn man die Massenänderungen über den gesamten Antarktischen Eisschild beziffern will. Selbst kleine Ungenauigkeiten – etwa in der Kalibrierung von Satellitenmessungen, in der Abschätzung des jährlichen Schneefalls oder in der Berücksichtigung von Prozessen im Erdmantel unter dem Eis – bewirken angesichts der Größe des Kontinents beträchtliche Unsicherheiten. Unter Berücksichtigung dieser Unsicherheiten kam der Weltklimarat IPCC in seinem Sonderbericht zu Ozean und Kryosphäre [1] dennoch zum Schluss, dass spätestens seit den 2000er Jahren der Antarktische Eisschild insgesamt Masse verloren hat.“

„Eine wesentliche Quelle des IPCC-Sonderberichts [1] war die Vergleichsstudie ‚Ice-sheet Mass Balance Intercomparison Exercise‘ (IMBIE) [2], zu der die gesamte Wissenschaftsgemeinde Ergebnisse beitragen konnte. IMBIE ermittelte eine Massenabnahme des Antarktischen Eisschilds von 1992 bis 2017 um 109 Gigatonnen pro Jahr. Sie ist für rund zehn Prozent des globalen mittleren Meeresspiegelanstiegs in diesem Zeitraum verantwortlich. Die Unsicherheit der ermittelten Massenabnahme beträgt immer noch rund 50 Prozent. Die Massenabnahme war von 1992 bis 2017 nicht gleichbleibend. Sie war vor 2007 deutlich schwächer und nach 2007 deutlich stärker, hat sich also beschleunigt.“

„Die Massenabnahme hat sich auch bis Anfang 2021 etwa auf dem Niveau fortgesetzt, das sie seit 2007 hatte [3,4].“

„Für diese Gesamtmassenverluste des Eisschilds ist die Beschleunigung der Gletscherbewegung im Amundsensee-Sektor hauptverantwortlich. Ähnliche, aber im Effekt kleinere Massenverluste durch Gletscherbeschleunigungen vollziehen sich im Bereich der Antarktischen Halbinsel und wahrscheinlich bei einzelnen Ausflussgletschern der Ostantarktis.“

„Natürlich variiert auch die Schneefallmenge von Jahr zu Jahr. Jahre extremen Schneefalls in Teilen der Ostantarktis könnten Symptom eines langzeitigen Anstiegs des jährlichen Schneefalls sein [5]. Dies könnte die Massenverluste durch verändertes Fließverhalten teilweise kompensieren.“

Dr. Sunke Schmidtko

„Eisformen wie Eisberge, Eisschelfe und Gletscher hängen alle in gewissem Maß zusammen. Eisberge kalben von den Eisschelfen und die Eisschelfe werden von den Gletschern über die Jahrhunderte hinweg auf das Meer hinausgeschoben. In einigen Regionen nur ein paar Kilometer, ehe die Eisschelfe in Eisberge zerfallen, in anderen Regionen teils über viele hundert Kilometer, welches die großen bekannten Eisschelfe und eine Region für sich selbst bildet. Die Gletscher in der Antarktis werden durch Schneefall gefüttert und fließen langsam über die Jahrtausende zu den Eisschelfen. Sie können viele Kilometer dick sein und abhängig vom unterliegenden Boden oder der Gebirgsbeschaffenheit fließen sie in unterschiedliche Richtungen. Deswegen unterteilt man hier die West- und Ostantarktis sowie ein paar kleinere Regionen. Wie stabil eine solche Region oder Gletschersystem ist und ob es schmilzt, beziehungsweise genauer gesagt Masse verliert durch schnelleres Fließen in Richtung Eisschelfe und dann in den Ozean, hängt wieder von verschiedenen Faktoren ab. Durch moderne Messungen und aktuelle Forschung kann dieser Masseverlust und die Fließgeschwindigkeit immer besser bestimmt werden und hier sieht man Effekte, die zum Großteil der Klimaerwärmung zugerechnet werden.“

2. Der westantarktische Eisschild wird als eines der Kippelemente des Klimasystems betrachtet. Was ist bekannt darüber, wie wahrscheinlich inzwischen das Überschreiten dieses Tipping Points tatsächlich ist? Inwiefern gibt es weitere regionale Schlüsselregionen in der Antarktis?


Dr. Alexander Haumann

„Die Sorge, dass das Westantarktische Eisschild ein Kippelement im Klimasystem sein könnte, kommt vor allem von der Geschwindigkeit, mit welcher das Abfließen der Gletscher über die letzten 30 Jahre zugenommen hat und von Modellrechnungen, die zeigen, dass wenn das Eisschelf verschwindet, welches die Gletscher zurückhält, die Gletscher ungehindert und unaufhaltsam ins Meer fließen könnten. Der daraus resultierende globale Meeresspiegelanstieg könnte mehr als einen Meter betragen. Allerdings sind diese Modellrechnungen mit starken Unsicherheiten behaftet, und verlässliche Aussagen darüber, ob und wann ein solch unaufhaltsamer Prozess einsetzen könnte, sind noch nicht möglich. Ähnliche Prozesse könnten sich in Zukunft, falls sich der Ozean stark erwärmt oder sich dessen Zirkulation verändert, auch in anderen Küstenregionen der Antarktis abspielen und es gilt, dies in Zukunft besser zu erforschen.“

Dr. Marcel Nicolaus

„Ich kann Kipppunkte nur in Bezug auf Meereis kommentieren, gehe aber davon aus, dass die Zeitskalen, auf denen sich diese auswirken und erreicht werden, für Inlandeis wesentlich länger sind, weil sich Veränderungen auf längeren und größeren Skalen abspielen.“

„In Bezug auf die Meereisbedeckung der Antarktis sehe ich aktuell keinen solchen Kipppunkt. Das antarktische Meereis unterliegt einem starken Jahresgang, bei dem der größte Teil jeden Sommer schmilzt und sich im Winter große neue Flächen bilden. Es gibt nur in wenigen Regionen Eis, das den Sommer überdauert. Es wäre ein solcher Kipppunkt erreicht, wenn es in der Antarktis eine rein saisonale Meereisbedeckung gibt. Ob oder wann die diskutierte Veränderung im Trend im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung zu diesem Zustand führt, kann ich derzeit nicht beurteilen.“

Prof. Dr. Martin Horwath

„Es wird intensiv daran geforscht, in welchem Maße die Vorgänge in der Westantarktis Teil eines Prozesses sind, der sich durch positive Rückkopplungseffekte selbst verstärkt und deshalb zu anhaltenden und weiter beschleunigten Eismassenverlusten über die kommenden Jahrhunderte führen kann. Dies hängt von komplexen Wechselwirkungen zwischen Prozessen der Eisfließdynamik, des Ozeans, der Atmosphäre und der festen Erde ab. Weil das Verständnis dieser Prozesse immer noch begrenzt ist, ist der Beitrag des Antarktischen Eisschilds zum globalen Meeresspiegelanstieg im 21. Jahrhundert – selbst wenn man ein bestimmtes Treibhausgasszenario vorgibt – unter allen Meeresspiegelbeiträgen am unsichersten vorauszuberechnen [1].“

„Als wichtige Ergänzung zu bestehenden international koordinierten Initiativen hat deshalb der internationale Wissenschaftliche Ausschuss für Antarktisforschung kürzlich ein umfassendes Forschungsprogramm (‚Instabilities & Thresholds in Antarctica‘, INSTANT) gestartet [6].“

Dr. Sunke Schmidtko

„Ein besonderer Effekt, der hier eine Rolle spielt, ist das im englischen so genannten ‚buttressing‘ oder auch der ‚retreat of grounding line‘. Gemeint ist, dass sich das leicht wärmere Ozeanwasser vermehrt unter die Gletscher schiebt und somit die Reibung am Boden verringert. Dadurch fließen die Gletscher schneller in den Ozean und die Antarktis verliert Eis, wodurch sich der Meeresspiegel erhöht. Dieser Prozess ist vor allem in der Antarktis von Relevanz, da hier im Vergleich zum Beispiel zu Grönland viele Gletscher an der Ozeankante mit Grund in Berührung sind. Hier kann auch schon eine Ozean-Erwärmung von einem halben Grad gravierende Auswirkungen haben. Die verstärkte thermische Energie durch nur 0,5 Grad Celsius wärmeres Wasser übertrifft schnell eine Lufterwärmung um viele Grad Celsius. Die aktuelle Forschung beschäftigt sich darum neben anderen besonders mit zwei aktuellen Fragestellungen: Erstens, welche Eisschelfe und Eisbergsysteme beschleunigen sich gerade und liegt dieses an Veränderungen der Grounding Line (die Linie, ab der das Eis beginnt, auf dem Meer zu schwimmen; Anm. d. Red.) dieser Gletscher? Und zweitens, wo und wie stark das warme Wasser den Weg an die Gletscher findet und wie schnell sich an welchem Gletscher die Grounding Line ändert. Hier ist gerade das Westantarktische Eisschelf unter genauerer Beobachtung, da hier eine deutliche Beschleunigung der Gletscher in den letzten Jahrzehnten beobachtet wurde.“

„Ob – und wenn ja, dann wo – sich das Ostantarktische Gletschersystem verändert, ist zurzeit auch von hoher Brisanz, da hier die größte Menge Wasser an Land ‚gespeichert‘ ist. Ob ein einsetzender und sich beschleunigender Masseverlust der Ostantarktis insofern gravierend in den schon jetzt schnellen Meeresspiegelanstieg eingreifen könnte und diesen nochmals beschleunigen würde, ist ebenfalls von hohem Interesse.“

3. Welche offenen Fragen gilt es für die Wissenschaft zu klären, um die weiteren Entwicklungen in und um die Antarktis zu verstehen und deren Ausmaß prognostizieren zu können?


Dr. Alexander Haumann

„Es ist besonders wichtig, dass wir gekoppelte Modelle entwickeln, welche Veränderungen des Schelfeises, des Inlandeises, des Meereises und des Ozeans zusammen abbilden können, um die Rückkopplung zwischen dem Abschmelzen des Eises und dem Erwärmen des Ozeans sowie Veränderungen in der Ozeanzirkulation besser zu verstehen. Momentan werden diese Prozesse in erster Linie getrennt voneinander betrachtet. Außerdem müssen wir die globalen Ozeanmodelle verbessern, da sie momentan große Unsicherheiten in der Region rund um die Antarktis aufweisen. Da wir wissen, dass das Abschmelzen entlang der westantarktischen Küste mit der Ozeantemperatur und der Ozeanzirkulation – und eventuell auch mit dem Meereis – zusammenhängt, müssen wir erst einmal in der Lage sein, diese Veränderungen der letzten Jahrzehnte besser in den Modellen abbilden zu können, um dann verlässlichere Aussagen über die Zukunft der Region und Rückkopplungen mit dem Schelf- und Inlandeis machen zu können. Um die Modelle zu verbessern, benötigen wir bessere und mehr Beobachtungsdaten. Die rasanten Entwicklungen der letzten Jahre in Satellitenbeobachtungen und autonomen Messinstrumenten, welche es uns ermöglichen, auch den Ozean im Winter unter dem Eis zu beobachten, sind wichtige Meilensteine in diesem Prozess und werden das Forschungsfeld über die kommenden Jahre weit voranbringen.“

Dr. Marcel Nicolaus

„Aus Sicht des Meereises sehe ich zwei zentrale Aspekte. Erstens: Wir müssen ein besseres Verständnis über die Wechselwirkungen mit der Atmosphäre und besonders mit dem Ozean entwickeln. Im Vergleich zur Arktis schätze ich hier die Prozesse an der Basis des Meereises für dessen Schmelzen von besonderer Bedeutung. Und zweitens: Wir müssen den Schnee auf dem Meereis und die Transformationen von Schnee in Meereis besser verstehen und quantifizieren. Die oftmals dicke Schneeauflage beeinflusst die Meereisprozesse und den Energieaustausch mit der Atmosphäre besonders stark.“

„Für beide Punkte gilt in besonderem Maße, dass diese kaum von Satelliten quantifiziert werden können und uns damit Beobachtungszeitreihen auf großen Flächen fehlen. Hier arbeiten wir derzeit besonders intensiv mit autonomen Messstationen, die auf, in und unter dem Meereis installiert werden und Daten via Satelliten übertragen, während sie im Laufe der Jahreszeiten durch die Antarktis driften. Beide Bereiche spielen wiederum eine essenzielle Rolle bei der Bestimmung der Meereisdicke, die als wesentliche Klimavariable bislang nur unzureichend und über kurze Zeiträume verfügbar ist.“

Prof. Dr. Martin Horwath

„Für die Geodäsie als ‚messende Zunft‘ gesprochen: Eine Herausforderung liegt bereits darin, dass die heute beobachteten Änderungen eine Überlagerung sehr unterschiedlicher Prozesse sind, die es zu unterscheiden und zu verstehen gilt. Zum Teil spiegeln heutige Änderungen Langzeiteffekte aus Jahrtausenden von Vereisungsgeschichte wider, zum Teil zeigen sie natürliche Fluktuationen und zum Teil Effekte des heutigen menschengemachten Klimawandels.“

Dr. Sunke Schmidtko

„Eine erhöhte Schmelz- und Abfließrate der Gletscher kann das Meereis um die Antarktis verstärken. Dieses hat wiederum Auswirkungen auf die Atmosphäre und den Schneefall über der Antarktis. Vermehrtes Meereis führt zu weniger Verdunstung, was zu weniger Schneefall über der Antarktis führen kann. Dadurch werden die Gletscher weniger stark gefüttert, was auch bei gleichbleibender Fließgeschwindigkeit von Gletschern dadurch zu einem Netto-Masseverlust und weiteren Anstieg des Meeresspiegels führen könnte. Die genauen Zusammenhänge besser zu verstehen und auch diese sich verstärkenden Rückkopplungselemente aufzuschlüsseln ist zurzeit von großer Relevanz. Nur wenn diese sich bedingenden Mechanismen verstanden werden lassen sich langfristige Prognosen über viele Jahrzehnte bis mehrere Jahrhunderte hinweg mit nötiger Genauigkeit machen. Auch lassen sich dadurch vermutete Kipppunkte oder stabile Elemente im Klimasystem in Bezug auf den Meeresspiegel und das Antarktische Eis besser vorhersagen beziehungsweise teilweise überhaupt erst erkennen. Und gerade dieses ist von global unermesslichem Wert, da sonst Meeresspiegelprognosen einen zu großen Fehler haben.“

4. Was ist aus Ihrer Sicht besonders wichtig für Journalistinnen und Journalisten bei der Betrachtung des Themas? Worin sehen Sie besondere Potenziale für Missverständnisse in der Berichterstattung?


Dr. Alexander Haumann

„Erst einmal ist es wichtig, die Veränderungen in der Antarktis getrennt von den Veränderungen der Arktis zu betrachten, da es sich hier um zwei sehr unterschiedliche Systeme handelt. Die mediale Aufmerksamkeit, welche diese Region häufig erfährt, kommt von deren Wichtigkeit für das globale Klimasystem und von deren Potential, große Veränderungen im Meeresspiegel, im Wärmehaushalt, im Kohlenstoffhaushalt, aber auch im Ökosystem der Erde zu verursachen. Dabei darf man allerdings nicht außer Acht lassen, dass die Erforschung von Veränderungen in der Antarktis noch nicht so weit fortgeschritten und mit viel größeren Unsicherheiten behaftet ist als jene in vielen anderen Regionen der Erde. Dies liegt nicht daran, dass hier keine großen Anstrengungen unternommen werden, sondern an den großen Herausforderungen, welche diese Region für die Beobachtung und Modellierung mit sich bringt. Deshalb ist es wichtig, die Berichte richtig einzuordnen und getrennt von jenen Aspekten des globalen Klimawandels zu betrachten, die wir wesentlich besser verstehen – denn, dass wir noch nicht alle Prozesse in der Antarktis so gut verstehen, bedeutet nicht, dass wir den Klimawandel insgesamt noch nicht gut verstehen.“

Dr. Marcel Nicolaus

„Es ist besonders wichtig, die unterschiedlichen Effekte und Wechselwirkungen des Schmelzens des Inlandeises und der Gletscher von denen des Meereises zu trennen. Dies wird häufig vermischt oder zumindest nicht ausreichend klar getrennt.“

„Das Schmelzen des Inlandeises und der Gletscher ist die wesentliche Ursache für den Anstieg des Meeresspiegels und der damit verbunden Herausforderungen sowohl in der Forschung als auch im Umgang mit dem Klimawandel.“

„Das Schmelzen des Meereises hat unmittelbar keinen Einfluss auf den Meeresspiegel, da es sich bereits im Schwimmgleichgewicht befindet. Dies lässt sich gut mit Eiswürfeln in einem Getränk vergleichen, die beim Schmelzen das Glas auch nicht überlaufen lassen.“

„Natürlich beeinflussen sich beide Prozesse vor allem in der Antarktis sehr stark und die Erwärmung – besonders auch des Ozeans – hat einen starken Einfluss. Ebenso reichen die Konsequenzen beider Veränderungen weit über die Polarregionen hinaus, da sie zentrale Elemente im Klimasystem sind, ihre Auswirkungen sind jedoch verschieden.“

Prof. Dr. Martin Horwath

„Die Unterscheidung zwischen Eisschild, Schelfeis und Meereis muss klar sein, und am besten sollte man diese Begriffe so verwenden, anstatt sie zu umschreiben.“

„Die Charakterisierung und Kommunikation von bestehenden Unsicherheiten ist ein Qualitätsmerkmal von Wissenschaft, kein Makel. Auch in der Kommunikation mit der Öffentlichkeit muss eine Sprache und ein Verständnis für Unsicherheiten gefunden werden.“

„Mittelwerte von ‚Klimagrößen‘ können zu Missverständnissen führen. Beispielsweise ist der globale mittlere Meeresspiegelanstieg zwar eine wichtige Kenngröße, beschreibt aber nicht den von Ort zu Ort variierenden lokalen Anstieg. Ähnliches lässt sich über steigende globale Temperaturmittelwerte sagen.“

Dr. Sunke Schmidtko

„Die Aussage, dass das Eis der Antarktis immer schneller schmilzt, ist nicht zu verneinen und wird auch immer wieder durch neuere, genauere sowie vielfältigere Messungen bestätigt. Nichtsdestotrotz ist es wichtig für die Antarktis, wie auch für die Arktis und Grönland, zwischen verschiedenen Eisformen zu unterscheiden, hier besteht für einen Leser die größte Verwechslungsgefahr. Es gibt das Meereis, die Eisberge, die Eisschelfe und die Gletscher, die die Eisschelfe ‚füttern‘ beziehungsweise auf das Meer hinausschieben. Wann immer in den Medien oder auch den teils Klimaerwärmungs-kritischen Foren von Eisschmelze, Eisverlust, oder eben trotz Klimaerwärmung nicht vorhandenem Eisverlust gesprochen wird, werden diese unterschiedlichen Eisformen teilweise wild durcheinander gewürfelt, was den normalen Leser schnell verzweifeln lassen kann, da die Fakten sich ‚scheinbar‘ widersprechen. Dieser scheinbare Widerspruch lässt sich aber meist schnell aufklären, wenn man deutlich macht, um welche Art des antarktischen Eises es sich handelt und welche Auswirkungen die jeweiligen Eisformen auf uns haben können.“

„Meereis ist gefrorenes Meerwasser und bildet jeden Winter einen großen, festen Kranz um die Antarktis, der auch im Sommer in einigen Regionen noch bestehen bleibt. Je weniger salzig das Meerwasser um die Antarktis ist, desto leichter kann sich Meereis bilden. Deswegen ist es kein Widerspruch, wenn sich mehr Meereis als Folge von einem verstärkten Abschmelzen der Antarktis bildet, da hierdurch das vermehrte Schmelzwasser den Oberflächensalzgehalt um die Antarktis herum verringern kann – wie in einem Cocktail, das schmelzende Eis verdünnt das Getränk. Zusätzlich verändert eine größere oder kleinere Menge Meereis nicht den globalen Meeresspiegel, da Eis, das schon auf dem Wasser schwimmt, genauso viel Wasser verdrängt, wie es nach dem Schmelzen einnimmt.“

Angaben zu möglichen Interessenkonflikten

Dr. Alexander Haumann: „Es bestehen keine potenziellen Interessenkonflikte.“

Prof. Dr. Martin Horwath: „Keine.“

Alle anderen: Keine Angaben erhalten.

Literaturstellen, die von den Experten zitiert wurden

[1] IPCC (2019): Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate (SROCC) und Summary for Policymakers (SPM)

dazu auch Science Media Center (2019): IPCC-Sonderbericht über den Ozean und die Kryosphäre. Research in Context.

[2] The IMBIE-Team (2018): Mass balance of the Antarctic Ice Sheet from 1992 to 2017. Nature; 558: 219-222. DOI: 10.1038/s41586-018-0179-y.

[3] Groh AM et al. (2021): Antarctic Ice Mass Change Products from GRACE/GRACE-FO Using Tailored Sensitivity Kernels. Remote Sensing; 13 (9): 1736. DOI: 10.3390/rs13091736.

[4] Geodätisches Dazenportal der TU Dresden: Gravimetrische Massenbilanz - Projekt "Antarctic Ice Sheet" der ESA "Climate change Initiative". Webseite der TU Dresden.

[5] Lenaerts JTM et al. (2013): Recent snowfall anomalies in Dronning Maud Land, East Antarctica, in a historical and future climate perspective. Geophysical Research Letters; 40 (11): 2684-2688. DOI: 10.1002/grl.50559.

[6] Scientific Committee on Antarctic Research: Instabilities & Thresholds in Antarctica (INSTANT). Webseite.

Zusätzliche Empfehlungen von Alexander Haumann:

Meredith M et al. in IPCC (2019): Chapter 3 - Polar Regions. in: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate.

Oppenheimer M et al. in IPCC (2019): Chapter 4 - Sea Level Rise and Implications for Low-Lying Islands, Coasts and Communities. in: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate.

Shepherd A et al. (2018): Trends and connections across the Antarctic cryosphere. Nature; 558: 223-232. DOI: 10.1038/s41586-018-0171-6.

Literaturstellen, die vom SMC zitiert wurden:

[a] World Meteorlogical Organization (2021): WMO verifies one temperature record for Antarctic continent and rejects another. Pressemitteilung.

[b] Joughin I et al. (2021): Ice-shelf retreat drives recent Pine Island Glacier speedup. Science Advances; 7 (24). DOI: 10.1126/sciadv.abg3080.

[c] YouTube-Kanal der University of Washington (2021): Pine Island Glacier ice shelf timelapse.

[d] Earys C et al. (2021): Rapid decline in Antarctic sea ice in recent years hints at future change. Nature Geoscience. DOI: 10.1038/s41561-021-00768-3.

[e] Earys C et al. (2021): Guest Post: Deciphering the rise and fall of Antarctic sea ice extent. CarbonBrief.

[f] Science Media Center (2019): Rückgang der Eismassen der Antarktis erheblich beschleunigt. Research in Context.

[g] Science Media Center (2017): Riesiger Eisberg von antarktischem Eisschelf Larsen C abgebrochen. Research in Context.

[h] Cazenave A et al. (2018): Global sea level budget 1993-present. Earth Syst. Sci. Data; 10: 1551-1590. DOI: 10.5194/essd-10-1551-2018.

Weitere Recherchequellen

Fürst JJ et al. (2016): The safety of Antarctic ice shelves. Nature Climate Change; 6: 479-482. DOI: 10.1038/nclimate2912.

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Science Media Center (2020): Situation des Grönlandeises und seine Rolle in Klimaprozess. Science Response.