Meeresforscher verbessern Klimavorhersagen
Meeresforscher verbessern Klimavorhersagen
Der Austausch von Kohlendioxid (CO2) zwischen Meer und Luft ist ein wichtiger Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs und spielt eine entscheidende Rolle bei der Abfederung des Klimawandels.
Die CO2-Flüsse zwischen Meer und Luft variieren regional und saisonal zwischen Aufnahme und Ausgasung. Das bedeutet, dass der Ozean in einigen Gebieten CO2 aufnimmt und in anderen Gebieten wieder freisetzt. In turbulenten Gebieten mit stärkerer Wellenbewegung ist die Aufnahme im Allgemeinen größer, da Luftblasen von den Wellen verschluckt werden, wodurch das Meerwasser das in den Blasen eingeschlossene Gas „absorbieren” kann.
Eine neue Studie liefert nun Hinweise darauf, dass der Ozean möglicherweise bis zu 15 Prozent mehr CO2 absorbiert hat als bisher angenommen. Das macht ein Überdenken künftiger CO2-Flux-Bewertungen und globaler Klimamodelle erforderlich.
Gasaustausch zwischen Meer und Luft wichtig fürs Klima
Da der Ozean ein wichtiger CO2-Absorber ist, ist eine genaue Quantifizierung dieses Gas-Austauschs zwischen Meer und Luft von entscheidender Bedeutung für die Vorhersage des zukünftigen Klimas und die Entwicklung wirksamer Strategien zur Eindämmung des Klimawandels.
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Traditionell wurden die CO2-Flüsse zwischen Meer und Luft anhand einer pauschalen „symmetrischen” Gleichung berechnet, die davon ausgeht, dass die Gasübertragungsrate von der Differenz der CO2-Konzentration zwischen Meerwasser und Luft abhängt, unabhängig davon, ob das CO2 aufgenommen oder ausgestoßen wird.
In den letzten Jahren wurde die Frage aufgeworfen, ob ein „asymmetrischer Blasen-Effekt” übersehen worden sei, da unter Druck stehende Blasen unter Wasser die CO2-Aufnahme gegenüber der Ausgasung begünstigen. Allerdings fehlten für diese Hypothese bislang geeignete Beweise.
Große Datenmengen ausgewertet
In dieser ersten Studie ihrer Art, die vom britischen Plymouth Marine Laboratory und dem GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Zusammenarbeit mit der Heriot-Watt University durchgeführt wurde, wurden 4.082 Stunden hochwertiger Messungen des CO2 -Flusses zwischen Meer und Luft, die auf 17 Schiffsfahrten in verschiedenen Meeresregionen gesammelt wurden, erneut analysiert, um zu untersuchen, ob der durch Blasen vermittelte Transfer asymmetrischer verläuft.
Unter Verwendung einer neuartigen „zweidimensionalen” Anpassungsmethode zeigt die Analyse eindeutige Feldbelege für asymmetrisches, durch Blasen vermitteltes CO2 in den Schiffsbeobachtungen. Als das Team die globalen CO2-Flüsse zwischen Meer und Luft (für 1991–2020) unter Verwendung der asymmetrischen Formulierung neu berechnete, stellte es fest, dass die CO2 -Aufnahme der Weltmeere im Vergleich zu herkömmlichen, symmetrischen Schätzungen um etwa 15 Prozent gestiegen war.
Der asymmetrische Anstieg der CO2-Aufnahme ist besonders stark in Regionen mit häufigen starken Winden und Wellenbrechern, wie beispielsweise im Südlichen Ozean, wo bereits einige der stärkeren Auswirkungen des Klimawandels zu beobachten sind.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Weltmeere möglicherweise mehr vom Menschen verursachte CO2 -Emissionen absorbiert haben als bisher angenommen, wodurch der Klimawandel weiter abgefedert wurde. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf das Verständnis des globalen Kohlenstoffhaushalts und der Eindämmung des Klimawandels.
Klimamodelle möglicherweise ungenau
Der Hauptautor, Dr. Yuanxu Dong, ehemals Doktorand am Plymouth Marine Laboratory und jetzt Humboldt-Stipendiat am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung und der Universität Heidelberg, kommentierte: „Diese Studie stellt die gängigen Annahmen der symmetrischen Flussformel in Frage, die in vielen Kohlenstoffkreislauf– und Klimamodellen verwendet wird. Das bedeutet, dass viele frühere Schätzungen systematisch verzerrt sein könnten, und wir fordern dringend, dass zukünftige CO2-Flussbewertungen die asymmetrische Formel verwenden sollten.“
Dr. Ming-Xi Yang, Mitautor und chemischer Ozeanograph am Plymouth Marine Laboratory, fügte hinzu: „Die Berücksichtigung der Asymmetrie bedeutet, dass die Schätzungen des CO2-Flusses im Ozean noch stärker voneinander abweichen, je nachdem, ob sie aus Beobachtungen berechnet oder aus globalen Modellen geschätzt werden. Dies deutet darauf hin, dass die globalen Modelle möglicherweise Mängel aufweisen, und natürlich müssen diese Modelle so realistisch wie möglich sein, um genaue Prognosen für die zukünftige CO2-Entwicklung und das Klima erstellen zu können.“
Das Forschungsteam weist darauf hin, dass weitere Messungen der Ausgasung erforderlich sind, insbesondere unter Bedingungen mit starkem Wind und hohen Wellen, die schwieriger zu erfassen sind.
pml
