Stärkere AMOC-Abnahme in hoch auflösenden Modellen

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Abschwächung des Golfstroms untersucht

Warum sich der Golfstrom (Fachsprache: Atlantische Meridionale Umwälzbewegung – AMOC) bedeutend abschwächt, wenn die Auflösung für die Atmosphäre im Erdsystemmodell des MPI-M (MPI-ESM) erhöht wird, haben Klimaforscher der Abteilung „Ozean im Erdsystem“ am Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) jetzt im Fachmagazin Journal of Advances in Modeling Earth Systems gezeigt.

– Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

Die AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) transportiert warmes Oberflächenwasser aus den Tropen bis in die hohen Breiten (Labradorsee, Nordatlantik) und strömt von dort nach einer Abkühlung und dem damit verbundenen Absinken als kaltes Tiefenwasser wieder nach Süden. Schwankungen der AMOC beeinflussen wesentlich den nordwärts gerichteten Wärmetransport im Ozean und damit das Klima in Europa und im Nordatlantik. Die Wasseroberflächentemperaturen bestimmen dabei Klimaphänomene wie die Dürren im Sahel oder die Häufigkeit von Hurrikanen im Atlantik.

Wie sich die AMOC und die mit ihr einhergehenden Klimaphänomene durch Klimaerwärmung beeinflussen lassen, wurde bisher nur mit Klimamodellen untersucht, in denen wichtige kleinskalige Prozesse, wie z. B. die Wirbel im Ozean, nicht aufgelöst und nur durch Parametrisierungen dargestellt werden. Um herauszufinden, ob diese kleinskaligen Prozesse die Reaktion des Klimasystems auf zunehmende Treibhausgase beeinflussen, müssen Klimaänderungssimulationen mit höherer räumlicher Auflösung durchgeführt werden. Bisher waren solche Simulationen nicht möglich, weil eine Erhöhung der Auflösung zur unrealistischen Abschwächung der AMOC führte. Die vorgelegte Arbeit untersucht die Abschwächung in der im EU-Projekt PRIMAVERA verwendeten Modellkonfiguration.

In den meisten bisherigen Modelluntersuchungen wurde angenommen, dass die Abnahme der Intensität der AMOC durch eine Änderung der Tiefenkonvektion bestimmt wird. Dies geschieht insbesondere durch lokale Süßwassereinträge und in gewissem Umfang durch abschmelzende Gletscher und Eisberge. Weiterhin ging man bisher davon aus, dass Windeffekte für eine Abnahme der AMOC nicht relevant sind. Die Forscher finden jedoch in ihrer Studie heraus, dass der Wind eine indirekte aber entscheidende Rolle bei der Verminderung der AMOC spielt. Denn es zeigt sich, dass bei höherer Auflösung der Atmosphäre der Wind über dem Nordatlantik schwächer ist als bei niedrigerer Auflösung. Das wiederum führt zu einer schwächeren vom wind-angetriebenen Ozean-Wirbel-Zirkulation und daraus folgend zu einem reduzierten Salzwassertransport in die Labradorsee, was die Abnahme der AMOC begünstigt.

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