Stratosphäre beeinflusst Strömungen im Nordatlantik

Wissenschaftler der University of Utah, USA, und des Max-Planck-Instituts für Meteorologie (MPI-M) in Hamburg zeigen in einer Veröffentlichung in „Nature Geoscience“ erstmals eine bisher unbekannte Wechselwirkung zwischen der oberen Atmosphäre und dem Ozean.

Thomas Reichler und Junsu Kim von der University of Utah in Salt Lake City, USA, sowie Elisa Manzini und Jürgen Kröger vom MPI-M stellen in ihrer Studie fest, dass Winde in großen Höhen (10-30 km) direkt auf die Zirkulation im Nordatlantik wirken. Dass es dekadische Schwankungen des Klimas und der Meeresströmungen im Nordatlantik gibt, war bekannt, aber dass die Stratosphäre dabei eine Rolle spielt, ist neu. Die Entdeckung dieser Wechselwirkung hat auch Auswirkungen auf die Vorhersage des Klimas der kommenden Jahrzehnte.

Die Stratosphäre beeinflusst die darunter liegende Troposphäre, in der sich das Wetter abspielt, und diese beeinflusst den darunterliegenden Ozean. Bisher konnte allerdings nicht genau belegt werden, wie die direkte Verbindung aussieht. Mit 30-jährigen Beobachtungszeitreihen meteorologischer und ozeanographischer Daten und langzeitlichen Simulationen mit Klimamodellen haben die Autoren diesen Zusammenhang nachgewiesen.







Abb: Dieses Schema zeigt vereinfacht den neu entdeckten Einfluss von Temperaturen und Winden in der Stratosphäre (polarer Wirbel) auf die Meeresströmungen im Nordatlantik. Quelle: Thomas Reichler, University of Utah.









Erstaunliche Parallelen wurden in den Daten der letzten 30 Jahre sichtbar: wenn sich die Stratosphäre über der Arktis, im polaren Wirbel, ungewöhnlich stark erwärmt hat und damit die starken Winde abnahmen, dann veränderten sich auch Meeresströmungen im Nordatlantik. Diese Abschwächungen des polaren Wirbels wurden in den 1980er und 2000er Jahren festgestellt, nicht aber in den 1990er Jahren. Parallel dazu wurde aus 12 verschiedenen Ozean-Reanalysen auf die Änderungen der nordatlantischen Umwälzbewegung (AMOC – Atlantic Meridional Overturning Circulation) geschlossen: danach schwächte sich die AMOC in den 1980er und 2000er Jahren ab, jedoch nicht in den 1990er Jahren. Das heißt, es gibt offenbar eine Korrelation zwischen der Zirkulation der Stratosphäre und den Änderungen der Meeresströmung im Nordatlantik.

Überprüft wurden diese Erkenntnisse mit Hilfe von Langzeitberechnungen (4000 Jahre) mit dem GFDL-Modell sowie den Multi-Modell-Analysen der Modellläufe des Coupled Model Intercomparison Projects Phase 5 (CMIP5). In den Simulationen wurde ebenfalls deutlich, dass bei Schwankungen des polaren Wirbels auch die Meeresströmungen eine Reaktion zeigten. Im Atlantik selbst bedeutet dieser Einfluss, dass sich die Störungen an der Meeresoberfläche in größerer Tiefen fortsetzen und damit beeinflussen, wie viel kaltes Wasser in größere Tiefen absinkt und wie viel warmes Wasser aus dem Süden über den Golfstrom nach fließt.

Die Untersuchung wurde mit Unterstützung des EU-Projekts COMBINE durchgeführt, welches am MPI-M koordiniert wird.


Originalveröffentlichung:

T. Reichler, J. Kim, E. Manzini and J. Kröger: A stratospheric connection to Atlantic climate variability. Nature Geoscience, Letters, doi:10.1038/ngeo1586, published online. http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo1586.html


Weitere Informationen:

Initiative “Stratosphäre und Klima” am MPI-M:
http://www.mpimet.mpg.de/en/science/the-atmosphere-in-the-earth-system/initiatives/stratosphere-and-climate.html

 
Thomas Reichler, University of Utah: http://www.inscc.utah.edu/~reichler/

Pressemitteilung: http://unews.utah.edu/news_releases/stratosphere-targets-deep-sea-to-shape-climate/
 

Kontakt:

Dr. Elisa Manzini
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 317
E-Mail: Opens window for sending emailelisa.manzini@we dont want spamzmaw.de

Dr. Jürgen Kröger
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 371
E-Mail: Opens window for sending emailjuergen.kroeger@we dont want spamzmaw.de