Max-Planck-Institut für Meteorologie: Die Einbeziehung von Eisbergen in Computermodelle trägt zum besseren Verständnis vergangener Änderungen des Klimas bei

In ihrer neuen Studie zeigen Olga Erokhina und Uwe Mikolajewicz, dass die Einbeziehung von Eisbergen in Klimamodelle den Wissenschaftlern helfen kann, den Einfluss schmelzender Eisberge auf das Klima der Erde besser zu verstehen. Obwohl Eisberge ein wichtiger Bestandteil des Klimasystems sind, werden sie in den meisten Modellen nicht berücksichtigt — unter anderem, weil sie sehr rechenintensiv sind. Erokhina und Mikolajewicz haben nun einen neuen Ansatz gefunden, um sie in die Klimamodelle einzubeziehen, der den Rechenaufwand für die Klimamodelle nicht wesentlich erhöht.

Grafik des Eisberg-Schmelzwasserfluss im Atlantik — Eisberg-Schmelzwasserfluss (mm yr-1) vor dem Zusammenbruch der meridionalen Umwälzzirkulation im Atlantik bei 0,04 Sv. Die Isolinien geben das Verhältnis zwischen Eisbergvolumen und Gitterfläche in einer Gitterbox an (durchgezogen 10-3 m, gestrichelt 10-2 m, langgestrichelt 10-1 m, kurzgestrichelt 1 m). Credit: O. Erokhina

Vor langer Zeit in der Erdgeschichte brachen große Mengen von Eisbergen von Schelfeis und Eisschilden ab und drifteten in die Ozeane, wo sie schmolzen. Diese als Heinrich-Ereignisse bekannten Ereignisse hatten einen großen Einfluss auf das Klima unseres Planeten. In der modernen Welt sind Eisberge hauptsächlich als phantasievolle Schöpfungen der Natur bekannt, die in den hohen Breiten manchmal die Küste erreichen. Es wird jedoch nur selten erwähnt, dass Eisberge während des letzten Eiszeitzyklus, der fast 120 000 Jahre dauerte, eine wichtige Rolle bei der Veränderung des Erdklimas spielten.

Eisberge entstehen aus Eisplatten und Schelfeis. Die große Anzahl von Eisbergen in der Vergangenheit erklärt sich dadurch, dass es in der Erdgeschichte Zeiten gab, in denen Eisschilde viel häufiger vorkamen als heute. Ein gutes Beispiel dafür ist der Laurentische Eisschild, der in seiner größten Ausdehnung ganz Kanada und den nördlichen Teil der USA während eines großen Teils des letzten Eiszeitzyklus bedeckte.

Als die massiven Eisschilde schmolzen, brachen ganze Heerscharen von Eisbergen in den Ozean ab und trieben mit den Meeresströmungen davon. Bei ihrer Bewegung schmolzen die Eisberge und gaben Schmelzwasser in den Ozean ab, wodurch das umgebende Wasser kälter und frischer wurde und sich seine Dichte veränderte, was wiederum die Zirkulation beeinflusste. So führte das Schmelzwasser der Eisberge unter anderem zu einer Verlangsamung des Golfstroms — der Meeresströmung, die warmes Wasser aus dem Golf von Mexiko über den Atlantik transportiert — und damit zu einem wesentlich kälteren Klima in Nordeuropa.

Bestehende Eisberg-Module sind anders implementiert, was die Simulation von 120.000 Jahren in einem vollständig gekoppelten Experiment sehr viel rechenintensiver macht. Das neue Eisbergmodul von Olga Erokhina und Uwe Mikolajewicz lässt sich leicht in Ozeanmodelle integrieren, da es die gleiche Modellinfrastruktur verwendet. In ihrem Ansatz ist der Schlüsselparameter nicht mehr die Anzahl der Eisberge, sondern wie viele Eisberge bestimmter Größe im Ozean vorhanden sind.

Originalpublikation

Erokhina, O., & Mikolajewicz, U. (2024). A new Eulerian iceberg module for climate studies. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 16, e2023MS003807. https://doi.org/10.1029/2023MS003807

Kontakt

Dr. Olga Erokhina
Jetzt bei JASMINE - Japan Astrometry Satellite Mission for Infrared Exploration
Astronomisches Recheninstitut
olga.erokhina@we dont want spamuni-heidelberg.de

Uwe Mikolajewicz
Max-Planck-Institut für Meteorologie
uwe.mikolajewicz@mpimet.mpg.de

Back