Kiel – Der Golfstrom gilt als Warmwasserheizung Nordeuropas. Eine vergleichbare Wirkung hat sein Pendant im Pazifik, der Kuroshio. Beide Meeresströmungen sind für das globale Klima von elementarer Bedeutung. Einem internationalen Forscherteam ist es nun gelungen, einen Zusammenhang zwischen der Stärke dieser Meeresströmungen und dem Energieaustausch zwischen Verwirbelungen der Strömungen und der Atmosphäre zu finden.

Die großen westlichen Randströme wie der Golfstrom im Atlantik oder der Kuroshio im Pazifik transportieren bis zu 100 Millionen Kubikmeter Wasser pro Sekunde aus den Subtropen in höhere Breiten. Damit haben sie einen enormen Anteil am Energieumsatz auf unserem Planeten und sind sowohl für das Wettergeschehen in mittleren Breiten als auch das globale Klima der Erde von zentraler Bedeutung. Ohne sie wäre beispielsweise das Klima in Teilen Europas und Nordamerikas deutlich kälter.

Eine nun im Fachzeitjournal "Nature" veröffentlichte Studie zeigt, dass die Leistungsfähigkeit dieser Meeresströmungen vom Energieaustausch zwischen kleineren Wirbeln in diesen Strömungen und der Atmosphäre abhängig ist, ein Prozess, der in vielen Klimamodellen bisher noch nicht hinreichend berücksichtigt ist.

"Aus der Wettervorhersage ist vielen Menschen der Begriff einer Front, als Grenzfläche zwischen Luftmassen mit unterschiedlichen Eigenschaften, meist verbunden mit Niederschlägen bekannt", erläutert Peter Brandt, einer der Mitautoren der Studie. "Solche Grenzflächen gibt es oft auch an den Rändern großer Meeresströmungen. Sie trennen Meeresgebiete mit sehr unterschiedlichen Temperaturen", so Brandt. "Die westlichen Randströme wie der Golfstrom und der Kuroshio bilden an diesen Grenzflächen Wirbel mit Durchmessern von einigen hundert Kilometern aus. Hier sind die Energieumsätze zwischen Ozean und Atmosphäre am größten."

Verbesserte Klimasimulationen

"Leider verfügen die meisten Klimamodelle, mit denen Integrationen über längere Zeiträume durchgeführt werden, bisher nicht über die notwendige Auflösung, um diese Prozesse korrekt abzubilden", erklärt Richard Greatbatch vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und Mitautor der Studie. Dies führe dazu, dass diese Modelle die Realität nicht richtig abbilden können.

"Wir haben herausgefunden, dass Teile des Kuroshios im Pazifik um etwa ein Drittel schwächer ausfallen, wenn die von uns untersuchte Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean nicht berücksichtigt wird", erläutert Greatbatch. Dies habe Konsequenzen zum Beispiel für die Simulation und Vorhersage von extratropischen Sturmsystemen und anderen Extremereignissen sowie deren zukünftige Veränderungen durch den Klimawandel, sagt der Kieler Meeresforscher. (red, 31.7.2016)