FAQ 3.1 | Wird der Ozean wärmer?

Ja, der Ozean erwärmt sich in vielen Regionen, Tiefenbereichen  und Zeiträumen,  aber weder überall noch kontinuierlich. Die Erwärmung  tritt am deutlichsten in Erscheinung, wenn  man global  oder auch über einzelne Ozeanbecken gemittelte Werte über Zeiträume von zehn oder mehr Jahren betrachtet.

Die Ozeantemperatur kann überall  beträchtlich mit den Jahreszeiten schwanken. Sie kann aufgrund von Schwankungen in den Meeresströmungen und im Wärmeaustausch zwischen dem Ozean und der Atmosphäre auch erheblich  von Jahr zu Jahr schwanken – oder sogar von Jahrzehnt zu Jahrzehnt.

Ozeantemperaturen wurden schon seit Jahrhunderten gemessen, aber erst seit etwa 1971 sind die Messungen so umfassend, dass man die mittlere globale  Temperatur  der oberen  hundert Meter  des Ozeans für  ein bestimmtes  Jahr sicher abschätzen kann. Tatsächlich war, bevor das internationale Argo-Array – bestehend  aus Temperatur-  und  Salzgehaltprofil messenden Treibbojen – im Jahr 2005 eine weltweite Abdeckung erreichte,  die mittlere globale  Temperatur  des oberen Ozeans jedes beliebigen Jahres abhängig  von der für die Berechnung verwendeten Methode.

Die mittleren globalen  Temperaturen des oberen Ozeans sind von 1971 bis 2010 in jedem  Jahrzehnt angestiegen. Trotz großer Unsicherheiten in den meisten Jahresmittelwerten stellt  diese Erwärmung ein belastbares Ergebnis dar. In den oberen 75 m des Ozeans liegt  für diesen Zeitraum  der mittlere globale Erwärmungstrend bei 0,11 [0,09 bis 0,13] °C pro Jahrzehnt.  Dieser Trend verringert sich generell  von der Oberfläche  bis in die mittleren Wassertiefen.  Er sinkt auf ungefähr 0,04 °C pro Jahrzehnt in 200 m Tiefe und auf weniger als 0,02 °C pro Jahrzehnt in 500 m Tiefe.

Temperaturanomalien erreichen Schichten unterhalb der Meeresoberfläche  nicht  nur  durch Vermischung von oben, sondern auch über bestimmte  Pfade (FAQ 3.1, Abbildung 1). Kälteres – somit dichteres – Wasser aus den höheren  Breiten  kann  von der Oberfläche absinken und dann unterhalb des wärmeren, leichteren Wassers in niedrigeren Breiten in Richtung Äquator strömen. An einigen Orten – dem nördlichen Nordatlantik und dem Südlichen Ozean um die Antarktis herum – kühlt  das Meerwasser so stark ab, dass es bis in große Tiefen absinkt,  sogar bis zum Meeresgrund.  Dieses Wasser verteilt sich dann und füllt so einen großen Teil der übrigen Tiefsee. Wenn sich das oberflächennahe Wasser des Ozeans erwärmt, dann erwärmen  sich mit  der Zeit auch diese absinkenden Wassermassen und das führt dazu, dass die Temperaturen im Ozeaninnern  deutlich  schneller ansteigen als dies bei Vermischung von der Oberfläche her allein der Fall wäre.

Im Nordatlantik schwankt die Temperatur dieses Tiefenwassers von Jahrzehnt zu Jahrzehnt – manchmal erwärmt es sich, manchmal kühlt es sich ab – abhängig von den im Winter vorherrschenden atmosphärischen Bedingungen. Um die Antarktis herum hat sich das Bodenwasser von 1992 bis 2005 nachweislich erwärmt, möglicherweise durch die Verstärkung  der Westwinde über dem Südlichen Ozean und deren Verschiebung nach Süden während der letzten Jahrzehnte. Dieses Erwärmungssignal im tiefsten und kältesten Bodenwasser des Weltozeans ist nachweisbar, auch wenn es sich nach Norden  hin im Indischen, Atlantischen und Pazifischen Ozean abschwächt. Die Erwärmungsraten in der Tiefsee sind im Allgemeinen kleiner als die an der Meeresoberfläche (etwa 0,03 °C pro Jahrzehnt seit den 1990er Jahren im Tiefen- und Bodenwasser um die Antarktis herum,  und an vielen anderen  Stellen geringer).  Allerdings erfolgt die Erwärmung  in einem großen Volumen, weswegen  die  Erwärmung des tiefen Ozeans wesentlich zum Gesamtanstieg des Wärmegehalts im Ozean beiträgt. 

Schätzungen historischer  Änderungen der mittleren globalen Ozeantemperatur haben sich in den letzten Jahren verbessert, vor allem dank der Erfassung und Verringerung systematischer Messfehler. Durch den sorgfältigen Vergleich ungenauerer Messungen mit wenigen, dafür aber genaueren Beobachtungen an benachbarten Standorten und zu ähnlichen Zeiten haben Wissenschaftler einige instrumentell bedingte Fehler in den historischen Aufzeichnungen verringert. Diese Verbesserungen machten deutlich,  dass die mittleren globalen Ozeantemperaturen viel stetiger von Jahr zu Jahr gestiegen  sind, als man vor 2008 angenommen hatte. Dennoch mag  die mittlere globale Erwärmungsrate zeitlich  nicht  gleichmäßig  sein. In manchen  Jahren scheint sich der Ozean schneller als im langfristigen Trend zu erwärmen,  in anderen scheint die Erwärmungsrate abzunehmen. 

Seine große Masse und seine hohe Wärmekapazität erlauben es dem Ozean, große Mengen an Energie zu speichern – mehr als tausendmal so viel, wie die Atmosphäre bei einem äquivalenten Temperaturanstieg speichern würde. Die Erde absorbiert mehr Wärme als sie ins All zurück emittiert, und fast die gesamte Menge dieses Wärmeüberschusses geht in die Ozeane und wird  dort gespeichert. Der Ozean hat über 93 % der Wärme absorbiert, die zwischen 1971 und 2010 durch die Erwärmung von Luft, Meer und Land sowie durch das Schmelzen von Eis zusammen gespeichert wurde. 

Die große Wärmekapazität des Ozeans und seine langsame Zirkulation verleihen  ihm eine erhebliche thermische Trägheit. Oberflächennahe Ozeantemperaturen benötigen etwa ein Jahrzehnt, um sich auf einen klimatischen  Antrieb, wie beispielsweise Änderungen der  Treibhausgaskonzentrationen, hin anzupassen (Abschnitt  12.5). Daher gilt,  wenn  die Treibhausgaskonzentrationen in Zukunft auf dem heutigen Niveau gehalten werden  könnten, würde  sich die  Erwärmung  der Erdoberfläche  innerhalb eines Jahrzehnts verlangsamen. Tiefseetemperaturen würden jedoch über Jahrhunderte bis Jahrtausende weiter  steigen (Abschnitt  12.5), und daher würde  auch der Meeresspiegel über Jahrhunderte bis Jahrtausende weiter ansteigen (Abschnitt  13.5).

FAQ 3.1, Abbildung 1 | Pfade der Wärmeaufnahme  im Ozean. Der Ozean ist geschichtet, wobei sich das kälteste, dichteste Wasser in der Tiefsee befindet (obere Tafeln: die Weltkarte oben dient der Orientierung). Kaltes antarktisches Bodenwasser (dunkelblau) sinkt um die Antarktis herum ab und verteilt sich dann nordwärts entlang des Meeresgrunds in den zentralen Pazifik (obere, linke Tafel: Übergang von Rot zu Weiß in den Pfeilen zeigt eine stärkere Erwärmung desjenigen Bodenwassers, das zuletzt Kontakt mit dem Oberflächenwasser hatte) und in den Westatlantik  (oberes, rechtes Bild) sowie in den Indischen Ozean (nicht gezeigt). Weniger kaltes und deswegen leichteres, nordatlantisches Tiefenwasser (helleres Blau) sinkt im nördlichen Nordatlantik  ab (obere, rechte Tafel: der rot-blaue Pfeil in der Tiefsee zeigt dekadische Erwärmung bzw. Abkühlung)  und breitet sich dann nach Süden über dem antarktischen  Bodenwasser aus. Ebenso sinkt im oberflächennahen Ozean (untere, linke Tafel zeigt einen Pazifik-Ausschnitt, rechte Tafel einen Atlantik-Ausschnitt)  kaltes Zwischenwasser (türkis) in subpolaren Regionen ab (Übergang von Rot nach Weiß in den Pfeilen zeigt eine Erwärmung mit der Zeit an), bevor es sich unter warmen, subtropischen Wassern (grün) in Richtung Äquator  ausbreitet. Das subtropische Wasser seinerseits sinkt ab (Übergang von Rot nach Weiß in den Pfeilen zeigt eine stärkere Erwärmung desjenigen Zwischen- und subtropischen Wassers, das zuletzt Kontakt  mit der Oberfläche hatte)  und breitet  sich unter dem tropischen Wasser, dem wärmsten und leichtesten Wasser in allen drei Ozeanen (orange), in Richtung Äquator  aus. An der Meeresoberfläche in den Ozean gelangende Wärmeüberschüsse oder -defizite (gewellte rote Pfeile oberhalb der Meeresoberfläche) vermischen sich ebenfalls langsam nach unten (gewellte rote Pfeile unterhalb der Meeresoberfläche).

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Diese deutsche Übersetzung sollte zitiert werden als:

IPCC 2014: Klimaänderung 2013: Naturwissenschaftliche Grundlagen. Häufig gestellte Fragen und Antworten – Teil des Beitrags der Arbeitsgruppe I zum Fünften Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) [T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex und P.M. Midgley (Hrsg.)]. Deutsche Übersetzung durch die deutsche IPCC-Koordinierungsstelle und Klimabüro für Polargebiete und Meeresspiegelanstieg, Bonn, 2017.