Kaltluftgebiet im Atlantik wahrscheinlich ein Zeichen für Abschwächung der AMOC

Der subpolare Nordatlantik südlich von Grönland und Island – das sogenannte „Kaltluftgebiet“ oder „Erwärmungsloch“ im Atlantik – ist die einzige Region der Welt, die sich seit dem 19. Jahrhundert sowohl in der Atmosphäre als auch im Ozean deutlich abgekühlt hat, während sich der Rest des Planeten erwärmt hat.

Seit Langem wird diskutiert, ob diese Abkühlung durch einen verringerten Wärmetransport in die Region oder durch einen erhöhten Netto-Wärmeverlust an der Meeresoberfläche verursacht wird. Diese Studie kommt anhand von beobachtungsbasierten Reanalysedaten zu dem Schluss, dass Ersteres zutrifft.

Die Abkühlung beschränkt sich nicht auf die Oberfläche: Der Wärmeinhalt des Ozeans in voller Tiefe über der Region nimmt seit 1955 ab, im Durchschnitt um etwa −0,15 W/m², während der globale Ozean Wärme um etwa 1 W/m² aufnimmt. Die ERA5-Reanalyse zeigt, dass der Wärmeverlust an der Oberfläche über dem Kaltluftgebiet tatsächlich abgenommen hat (deutlich seit 1993, leicht seit 1955) und nicht zugenommen hat – genau das Gegenteil dessen, was erforderlich wäre, damit die Oberflächenflüsse die Abkühlung antreiben.

Dieses Muster bestätigte sich in drei unabhängigen Reanalyseprodukten (ERA5, NCEP/NCAR, JRA-3Q).

Eine Wärmebilanzanalyse, die den ozeanischen Wärmetransport als Residualgröße berücksichtigt, zeigt, dass die multidekadische Variabilität des Wärmeinhalts nicht durch die Variabilität des Oberflächenwärmeflusses erklärt werden kann, sondern stattdessen durch Änderungen des lateralen Wärmetransports bedingt sein muss.

Die größten und kohärentesten Temperaturänderungen treten in den obersten ca. 1000 m auf und entsprechen der Dicke der nordwärts fließenden AMOC-Schicht. Unterhalb von 2500 m sind nur geringe Änderungen zu beobachten. Der Oberflächenwärmefluss scheint als negative Rückkopplung zu wirken – Perioden steigenden Wärmeinhalts fallen mit Perioden großen Oberflächenwärmeverlusts zusammen –, was darauf hindeutet, dass die Flüsse auf die Erwärmung reagieren, anstatt sie zu verursachen.

Die rekonstruierte zeitliche Entwicklung (niedrig in den 1980er Jahren, Maximum um 2000, Rückgang bis 2010 und anschließende Erholung) stimmt mit unabhängigen AMOC-Rekonstruktionen auf Basis hydrographischer und Sedimentdaten überein.

Belege für eine Abschwächung der AMOC sind unter anderem die Verlagerung des Golfstroms nach Norden seit 2001 (ein „AMOC-Fingerabdruck“, der sich auch als Erwärmungsstreifen entlang der amerikanischen Küste zeigt), der rekordniedrigste Salzgehalt in den subpolaren Regionen seit 120 Jahren, paläoklimatische Indikatoren, die auf die schwächste AMOC seit einem Jahrtausend hindeuten, und eine deutliche Abschwächung des Golfstroms über vier Jahrzehnte, die mit einem geschätzten Rückgang der AMOC um etwa 13–15 % übereinstimmt.

Im Zeitraum von 1955 bis heute zeigt keiner der Energiehaushaltsparameter aufgrund der großen multidekadischen Variabilität – eine Einschränkung, die auf den Mangel an älteren Untergrunddaten zurückzuführen ist – einen statistisch signifikanten Trend.

Das Gesamtbild stützt jedoch die Interpretation der Kaltluftzone als Zeichen einer Abschwächung der AMOC. Angesichts des bekannten Kipppunkts der AMOC und der sich abzeichnenden Frühwarnsignale, wobei einige CMIP6-Szenarien diesen um die Mitte des Jahrhunderts überschreiten, argumentieren die Autoren, dass dies ein ernstes Problem darstellt, das dringendes politisches Handeln erfordert.