Neues vom Polareis

cryosat_kleinManchmal wird die Entwicklung der Forschung in einem Fachgebiet durch einen kleinen Fehler auf Jahre blockiert. Dies geschah, als im Jahre 2005 die russische Rockot-Trägerrakete mitsamt dem Satelliten Cryosat-1 wegen eines Softwarefehlers ins Polarmeer stürzte. Der Satellit hatte als einziges Messgerät einen sehr genauen Radar-Oberflächenerhöhungsmesser an Bord, mit dem die  exakte Vermessung der Eisoberfläche sowohl des polaren Festland- als auch des Meereises möglich gewesen wären. Seine Messungen hätten eine große Informationslücke über das polare Meereis geschlossen – oder zumindest erheblich verkleinert – , die seit Jahrzehnten besteht, nämlich die über den Wert seines Volumens.

Für die Fläche des polaren Meereises gibt es durch langjährige Satellitenüberwachung eine konsistente Datenreihe – für das wichtigere Volumen, in das das Eisdickenfeld eingeht, gibt es nur punktuelle Messungen durch Sonden, U-Boot-Sonardaten und Überflüge, die mit komplexen numerischen Simulationen zu einem konstruierten Dickenfeld interpoliert werden. Das momentan wichtigste dieser Modelle ist PIOMAS vom Polar Science Center der Universität Washington, dessen Ergebnisse ich am 7. August gepostet habe. Die Kurve sieht scheußlich aus und sagt, dass wir mit etwas Glück in drei, spätestens vier Jahren den ersten eisfreien Sommer im Nordpolarmeer feiern können. (Es ist mindestens ein weiters Modell in Entwicklung, PIPS vom Naval Reserch Laboratory, das solche Berechnungen durchführen kann, aber ich habe keine brauchbaren Ergebnisse davon gefunden.)

Die Simulationsrechnungen sind mit Satellitenmessungen verglichen worden, und zwar mit denen von IceSat in den Jahren 2003 – 2008, und die Übereinstimmung war ziemlich verdammt gut. Seitdem gibt es aber keine weiteren Überprüfungen. IceSat wurde im August deaktiviert. Die NASA will 2015 einen weiteren starten; seit 2008 haben wir nichts als PIOMAS mit einer dünneren Datenbasis, bewegen uns sozusagen auf dünnem Eis, um mal einen bitteren Scherz zu machen.

Die Folge davon ist, dass die Glaubwürdigkeit der Ergebnisse nicht so hoch ist, wie sie sein sollte – ich meine, die Kurve ist wirklich alarmierend, aber niemand, d.h. keins der großen Medien, nimmt sie auch nur zur Kenntnis.

CryoSat hätte das Glaubwürdigkeitsproblem beseitigt.

Es ist bemerkenswert, dass die ESA nur vier Monate nach dem Desaster begann, einen neuen Satelliten zu bauen, der i.W. der alte ist mit einer Reihe Verbesserungen, und ihn im April 2010 – diesmal erfolgreich – in den Orbit schoss. Der Apparat durchlief ein Phase von Tests und Feineinstellungen, das sogenannte “Commissioning”, und was ich hier berichten will, ist, dass diese seit Ende Oktober beendet ist.

Das heißt, dass wir in einigen Wochen die ersten Veröffentlichungen zum Eisvolumen – die ersten Überprüfungen der Genauigkeit der Volumenberechnungen mit CrySat – Daten – zu erwarten haben.

Wir werden sehen, ob diese dann in den Medien ihren Widerhall finden.

Nordpolarmeer in 7 Jahren eisfrei!

Das ist natürlich eine reißerische Überschrift, eine plakative Aussage, die so kein verantwortlicher Wissenschaftler machen würde, weil sie einiger Erläuterung bedarf.

Diese will ich hiermit geben.

Genau genommen muss es heißen:

Wenn man aus den seit 1979 bestimmten Werte für das Eisvolumen den Trend in die Zukunft fortschreibt, kommt man zu dem Schluss, dass das arktische Meer sehr wahrscheinlich irgendwann im Zeitraum zwischen 2015 und 2020 zu ersten Male im September, dem Monat der geringsten Eismasse, völlig eisfrei sein wird.

Danach wird es möglicherweise noch einige Male auch im September noch Eis aufweisen, um dann schließlich in jedem Jahr eisfrei zu werden.

Der Zeitpunkt einer ganzjährigen Eisfreiheit liegt bei Fortschreibung des momentanen Trends irgendwo um 2035, ein Wert, der nach Lage der Dinge mit einer sehr großen Unsicherheit behaftet ist.

Ich habe hierzu die Informationen des Polar Science Center der Universität von Washington ausgewertet, indem ich aus der etwas schwer zu verstehenden Grafik hier die Kurve für das Eisvolumen in absoluten Werten zurückgerechnet habe:

Volumen des arktischen Meereises, abgeschätzt 

Man erkennt schön die jahreszeitlichen Schwankungen und die Abnahme des Mittelwertes. Wenn man die untere Einhüllende mit dem Auge weiterführt, landet man in der Gegend von 2017. Mit mathematischen Verfahren wird man auch keinen zuverlässigeren Wert bekommen. Entscheidend ist, ob man die deutlich wahrnehmbare Krümmung der Kurve nach unten in die Zukunft fortschreibt oder nicht. In letzterem Falle wären wir 10 Jahre später auf der Nulllinie.

Wenn man die obere Einhüllende mit dem Auge weiterführt, landet man bei den besagten 2035, aber natürlich kann sich der Prozess in dieser langen Zeit sowohl beschleunigen als auch verlangsamen.

Spaßeshalber habe ich noch eine Grafik der Minima und Maxima gemacht:

grafik_vol_arkt_meereis_minimamaxima_615_457

Hier wird noch deutlicher, dass auch 2015 als erstes Jahr der Eisfreiheit nicht unwahrscheinlich erscheint.

Was bedeutet das nun?

Eis hat einen höheren Reflexionskoeffizienten als Wasser. Es wird also dort oben im Polarsommer mehr Sonnenlicht absorbiert. Andererseits strahlt Eis nachts und im Winter weniger Wärme in den Weltraum ab als Wasser. Beides gilt nur, wenn der Himmel nicht bedeckt ist. D.h. dass es noch nicht heraus ist, ob die Jahresenergiebilanz des Abschmelzens des Meereseises positiv ist und stark von der Wolkenbedeckung abhängt.

Was aber fast sicher ist, ist, dass sich das Wettersystem der Nordhalbkugel ändert, da sich die Luft über dem Polargebiet nicht mehr so stark abkühlt ohne das Eis.