Erster eisfreier Tag im Arktischen Ozean könnte noch dieses Jahrzehnt kommen

Der Arktische Ozean könnte schon innerhalb dieses Jahrzehnts seinen ersten eisfreien Tag erleben, warnt eine neue Studie.

Studie: Wann kommt der erste eisfreie Tag im Arktischen Ozean?

Klimaforschende der Universität Colorado in Boulder (CU Boulder) und der Universität Göteborg haben mithilfe von Computermodellen untersucht, wann es in der Arktis erstmals zu einem eisfreien Tag kommen könnte. Als „eisfrei“ definiert die Studie eine Meereisfläche von 1 Million Quadratkilometern (386.000 Quadratmeilen) oder weniger.

Modelle und Simulationen (2023–2100)

Für ihre Analyse nutzte das Team 11 unterschiedliche Klimamodelle und berechnete damit 366 Simulationen der Klimaentwicklung von 2023 bis 2100. Das Ergebnis zeigt eine grosse Spannweite: Je nach Simulation tritt der erste eisfreie Tag bereits in nur drei Jahren auf – oder er bleibt sogar bis zum Ende des Jahrhunderts aus.

Trotz dieser Bandbreite deuten die meisten Durchläufe darauf hin, dass dieser Wendepunkt innerhalb von 7 bis 20 Jahren erreicht wird. Das galt in den Simulationen selbst dann, wenn die Menschheit ihre Treibhausgasemissionen senkt – etwas, das bislang nur unzureichend gelingt.

In neun Simulationen wurde ein eisfreier Tag schon nach drei bis sechs Jahren erreicht. Dieses Szenario gilt zwar als wenig wahrscheinlich, wäre aber mit hohem Risiko verbunden. Deshalb analysierten die Forschenden genauer, welche Bedingungen einen derart schnellen Übergang begünstigen.

Was die schnellen Übergänge auslöst

Nach den Ergebnissen reicht eine Folge ungewöhnlich milder Herbst-, Winter- und Frühjahrsbedingungen aus, um den darauffolgenden Sommer so „vorzubereiten“, dass deutlich mehr Meereis schmilzt. Wiederholt sich dieses Muster drei Jahre in Folge, kann der erste eisfreie Tag bis zum September eines entsprechenden Jahres eintreten.

Zudem wäre ein solcher Tag nicht einfach ein einmaliges Ereignis. Nach dem ersten Auftreten würden weitere eisfreie Tage folgen – bis schliesslich auch ganze Monate unter die Schwelle für „eisfrei“ fallen.

„The first ice-free day in the Arctic won't change things dramatically,“ sagt Alexandra Jahn, Klimatologin an der CU Boulder.

„But it will show that we've fundamentally altered one of the defining characteristics of the natural environment in the Arctic Ocean, which is that it is covered by sea ice and snow year-round, through greenhouse gas emissions.“

In allen neun Simulationen des ungünstigsten Szenarios war das Meereis bereits über einige Jahre „vorbelastet“, bevor der erste eisfreie Tag eintrat. In diesen Jahren setzt die atmosphärische Abkühlung im Herbst später ein, und Warmphasen reichen teils bis in den Dezember hinein.

Im „letzten“ Winter davor bleiben die Temperaturen über längere Zeiträume oberhalb von -20 °C (-4 °F). Dadurch entsteht weniger neues Eis.

Der Frühling kann bis zu einen Monat früher einsetzen oder insgesamt weniger Kaltphasen enthalten. Hitzewellen mit Temperaturen über 0 °C treten dann häufig auf. Und schliesslich ist auch der Sommer, in dem der entscheidende Tag liegt, ausgesprochen warm, mit Temperaturen über 10 °C. Stürme können das Meereis in dieser Phase zusätzlich unter Druck setzen.

In Kombination können diese Faktoren dazu führen, dass der erste eisfreie Tag im August oder September auftritt. Nach diesem ersten Tag bleibt die Arktis in den neun Simulationen mit schnellem Übergang für 11 bis 53 Tage eisfrei.

Beobachtungen seit 1978 und aktuelle Werte

Die Meereisfläche in Arktis und Antarktis nimmt im Jahresverlauf natürlicherweise zu und ab. Um die Auswirkungen des Klimawandels zu verfolgen, werden die maximalen und minimalen Ausdehnungen seit November 1978 erfasst.

In diesem Jahr wurde das Minimum der Meereisfläche beispielsweise am 11. September gemessen, bei 4,28 Millionen Quadratkilometern. Das ist der siebt-kleinste Wert in der Messreihe; der Verlust zeigt einen abwärts gerichteten Trend von 12,4 Prozent pro Jahrzehnt.

Bisher haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor allem abgeschätzt, wann die Arktis in grossen Teilen ihrer Sommermonate eisfrei sein könnte. In der neuen Studie richtet sich der Blick auf einen bislang weniger beachteten Zwischenschritt auf diesem Weg: den Zeitpunkt, an dem erstmals überhaupt ein einzelner eisfreier Tag auftritt.

1,5-°C-Schwelle und Übereinkommen von Paris

Die Forschenden betonen, dass sie diese Analysen nicht durchführen, um Menschen zu entmutigen. In der Studie traten eisfreie Tage in allen Fällen des schnellen Übergangs in Jahren auf, in denen die globale Erwärmung mehr als 1.5 °C über dem vorindustriellen Referenzwert lag – also über dem Zielwert des Übereinkommens von Paris.

Wenn Staaten die dort festgelegten Leitlinien einhalten, so das Team, könnte sich ein eisfreier Zustand der Arktis hinauszögern. Allerdings steuert 2024 darauf zu, das erste Jahr mit mehr als 1.5 °C Erwärmung zu werden – ein Hinweis darauf, dass sich ein negativer Pfad womöglich früher als später verfestigt.

Die Forschung wurde in der Fachzeitschrift Naturkommunikation veröffentlicht.