Im Spätwinter bildet sich in den nordischen Meeren nördlich von Island und in der Labradorsee zwischen den Küsten Grönlands und Kanadas kaltes und gut belüftetes Tiefenwasser. Zusammen mit den lokalen Winden treibt diese Zufuhr von neu gebildetem Tiefenwasser eine globale Zirkulation an, die für das Klima der Erde von großer Bedeutung ist.

Während wärmeres Wasser im östlichen Teil des Nordatlantiks nach Norden gedrückt wird, dringt kälteres Wasser in große Tiefen vor, wo es einen Zweig des globalen Förderbandes bildet, das als Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation (AMOC) bekannt ist. Diese Zirkulation transportiert Wärme aus den Tropen in den Nordatlantik und erwärmt die darüber liegende Atmosphäre ständig. Die Zirkulation kann die Klimamuster im Nordatlantik tiefgreifend verändern, hat aber auch Einfluss auf den afrikanischen Monsun und die nordamerikanischen Hurrikane. Die Tiefenwasserbildung zieht große Mengen Kohlendioxid ab und wirkt so einem Teil der globalen Erwärmung entgegen.

Seit etwa 17 Jahren messen Wissenschaftler des GEOMAR die Stärke des Deep Western Boundary Current (DWBC), der in großen Tiefen vor den Küsten Grönlands und Labradors fließt. Bisher gab es nur wenige Ozeanüberwachungssysteme, die den Wassertransport von der Oberfläche bis zum Meeresboden durchgängig gemessen haben.

Anhand der GEOMAR-Daten haben Zantopp et al. die Transporte, die Wassertemperatur und die Dichte bei etwa 53°N vor der Küste Labradors bewertet. Die Daten stammen von einem Ozeanobservatorium, das in der Regel aus fünf verankerten Stationen besteht, die zwischen 1997 und 2014 eingerichtet wurden. Durch die Kombination dieser Daten mit Beobachtungen aus 13 hydrographischen Untersuchungen an Bord ihrer Forschungsschiffe konnte das Team die Strömungen bis in 50 Meter Tiefe beschreiben – ein viel tieferes und besser aufgelöstes Bild als bei früheren Studien.

Ihre Analyse brachte einige Überraschungen zutage. Obwohl der tiefste, bodennahe Ausfluss des DWBC tendenziell gleichmäßiger ist als die mittleren Strömungen, fand das Team beispielsweise heraus, dass dieser tiefe, kalte und dichte Ausfluss in einem Zeitraum von etwa 10 Jahren schwankt, und zwar im Einklang mit der Nordatlantischen Oszillation (NAO), einem Klimaphänomen, das das Wetter in Westeuropa stark beeinflusst. Diese Variabilität des tiefen westlichen Grenzstroms könnte ein wichtiges Bindeglied zwischen der NAO und der AMOC sein, so die Autoren.

Das Verständnis der Wechselwirkung zwischen solchen Strömungen und anderen klimarelevanten Prozessen ist für die Vorhersage künftiger Klimaänderungen von entscheidender Bedeutung. Die von den Autoren vorgelegten Beweise deuten darauf hin, dass diese langfristigen Schwankungen durch quasidekadische Veränderungen im Windfeld und nicht durch auftriebsbedingte Konvektionsereignisse verursacht werden. Selbst hundertjährige AMOC-Änderungen von bis zu 30 %, wie sie von einigen Klimamodellen vorgeschlagen werden, könnten angesichts der berichteten großen und lang anhaltenden Transportschwankungen schwer zu erkennen sein. (Journal of Geophysical Research:Oceans, https://doi.org/10.1002/2016JC012271, 2017)

-Emily Underwood, Freiberufliche Autorin