Keine Folge der globalen Erwärmung: Studien sehen Wolken und Jet Stream als Auslöser für die sommerliche Eisschmelze 2012 in Grönland

Im Sommer 2012 war es wieder soweit: Die menschengemachte Klimakatastrophe hatte in Grönland zugeschlagen und erdreistete sich, dem grönländischen Eispanzer einen Eisklumpen mit der doppelten Größe Manhattans zu entreißen. Die Zeit berichtete damals besorgt:

Riesiger Eisberg bricht von Grönländer Gletscher ab
[…] Vom Petermann-Gletscher in Grönland ist ein riesiges Eisstück abgebrochen und ins Meer gestürzt. […] An der Abbruchstelle an der Nordwestküste Grönlands war bereits seit 2001 ein Riss sichtbar, teilte die US-Raumfahrtbehörde mit. Der Satellit Aqua habe am Montag und am Dienstag Bilder aufgezeichnet, die zeigen, wie sich das Eisstück vom Gletscher gelöst habe. Die Erderwärmung lässt weltweit Gletscher abschmelzen. Bereits vor zwei Jahren war ein gigantischer Brocken vom Petermann-Gletscher abgebrochen. Das Stück war damals doppelt so groß wie das jetzt im Meer treibende. 

Auch Al Gores demokratischer Parteigenosse Edward Markey nutzte sogleich die Gunst der Stunde und nahm den Eisabbruch für eine Forderung zum Anlass, die Maßnahmen zur Vermeidung der Klimakatastrophe zu intensivieren. Genau, die böse Erderwärmung war‘s. Sie ist bekanntlich für fast sämtliches Übel in der Welt verantwortlich, das nicht bereits durch El Qaida abgedeckt ist. Wenn das mit den Gletscherabbrüchen so weiter geht, ist die grönländische Eispracht in Nullkommanichts hinfort.

Oder vielleicht doch nicht? Manhattan umfasst 88 Quadratkilometer. Zwei Manhattans sind also 176 Quadratkilometer. Der grönländische Eisschild ist derzeit 1,7 Millionen Quadratkilometer groß. Das im letzten Jahr abgebrochene Eisstück entspricht also lediglich 0,01% der Gesamteisfläche. Nun darf man eines dabei nicht vergessen: Das Kalben von Gletschern ist ein überaus natürlicher Prozess. In der Mitte des Eisschildes schneit es, der Schnee wird dann zu Eis und kriecht langsam zum Rand der Eiskappe. Dort brechen in unregelmäßigen Abständen Eisstücke ab, genau wie es im Sommer 2012 passiert ist. Obwohl spektakulär, sind solche Eisabbrüche doch absoluter Alltag an den Polen der Erde. Der Film „Chasing Ice“ zeigt aufregende Szenen des Phänomens. Einen Trailer hierzu gibt es auf Youtube.

Aber mehrere Manhattans, das ist doch wirklich eine riesige Menge. Das hat es sicher noch nie in der Menschheitsgeschichte gegeben. Schließlich befinden wir uns im Zeitalter der menschengemachten Klimakatastrophe, da haben wir Anspruch auf Extrementwicklungen und klimatische Weltrekorde. Aber leider hat der naturhistorische Kontext auch hier nichts als Enttäuschung für uns parat. Im Winter 1816/17 wurde die internationale Walfangflotte vor Grönland offenbar Zeuge eines viel gigantischeren Eisabbruchs. Damals, mitten in der Kleinen Eiszeit, kollabierten gleich 18.000 Quadratmeilen, was mehr als 46.000 Quadratkilometern entspricht. Steven Goddard brachte hierzu in seinem Real Science Blog die entsprechende Beschreibung aus dem zeitgenössischen Buch „Arctic Discovery & Adventure“, das als eingescanntes Ebook von Google frei herunterladbar ist.

 

Ebenfalls im Sommer 2012 teilte die Nasa der Weltöffentlichkeit mit, dass es dem grönländischen Eis wohl gar nicht gut gehe. Der Focus schrieb hierüber am 25. Juli 2013:

Extreme Schmelze wegen Erderwärmung – Das Eis auf Grönland taut so schnell wie noch nie
[…] Fast die gesamte Oberfläche des grönländischen Eisschildes ist Mitte Juli [2012] zumindest angetaut. Das teilte die US-Weltraumagentur Nasa mit. Das Ausmaß sei größer als in allen zurückliegenden mehr als 30 Jahren, in denen die Schmelze mit Satelliten beobachtet werde. Die Daten stammen von drei verschiedenen Satelliten. Sie wurden den Angaben zufolge von Fachleuten der Nasa und von Universitätsexperten ausgewertet. Anders Levermann vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (Pik) bewertete die Daten als sehr außergewöhnliches Extremereignis – in einer Reihe von Extremereignissen in den vergangenen Jahren. „Dass wir solche Extremereignisse unter globaler Erwärmung sehen, ist nicht verblüffend und sogar zu erwarten“ sagte der Professor für die Dynamik des Klimasystems am Mittwoch. „Im Moment können wir aber die Folgen noch nicht abschätzen. So wissen wir nicht, was so eine extreme Schmelzperiode bedeutet, außer dass in diesem Moment mehr Wasser verloren geht und der Wasserspiegel ansteigt“, sagte Levermann. Erst kürzlich hatten die Pik-Forscher festgestellt, dass die Erderwärmung den Eismassen Grönlands wahrscheinlich stärker zusetzt als bislang angenommen. „Extremereignisse wie das derzeitig beobachtete sind hierbei noch gar nicht berücksichtigt“, erklärte Levermann. Möglicherweise würden Prozesse beschleunigt.

Gleich im Titel des Artikels ein grober Faux pas. Die Studie bezieht sich auf Satellitendaten, die aber lediglich für die letzten 30 Jahre vorliegen. Dies entspricht unter Berücksichtigung der 30-Jahres-Klimadefinition nur eines einzigen Datenpunktes – keine gute statistische Datenbasis für reißerische Behauptungen in denen der Term „noch nie“ verwendet wird. Aber es kommt noch schlimmer. Der Autor des Artikels hat offenbar die Original-Pressemitteilung der NASA überhaupt nicht gelesen. Denn dort wird auf Grundlage von Eiskernuntersuchungen auf ähnliche Schmelzereignisse aus der Vor-Satellitenära hingewiesen, die etwa alle 150 Jahre auftreten:

Even the area around Summit Station in central Greenland, which at 2 miles (3.2 kilometers) above sea level is near the highest point of the ice sheet, showed signs of melting. Such pronounced melting at Summit and across the ice sheet has not occurred since 1889, according to ice cores analyzed by Kaitlin Keegan at Dartmouth College in Hanover, N.H. A National Oceanic and Atmospheric Administration weather station at Summit confirmed air temperatures hovered above or within a degree of freezing for several hours July 11 to 12. “Ice cores from Summit show that melting events of this type occur about once every 150 years on average. With the last one happening in 1889, this event is right on time,” said Lora Koenig, a Goddard glaciologist and a member of the research team analyzing the satellite data. “But if we continue to observe melting events like this in upcoming years, it will be worrisome.”

Lora Koenig bezieht sich dabei auf eine Arbeit von Alley & Anandakrishnan aus dem Jahr 1995 in den Annals of Glaciology (“Variations in melt-layer frequency in the GISP2 ice core: implications for Holocene summer temperatures in central Greenland”). Insofern ist der Focus-Titel des Beitrags unrichtig und eine grobe Irreführung der Focus-Leserschaft. Vielleicht hätte auch erwähnt werden können, dass es sich hier bei der sommerlich aufgeschmolzenen Schicht lediglich um die obersten Millimeter eines dreieinhalb Kilometer mächtigen Eispanzers handelt? Volumenmäßig hat dies kaum eine Bedeutung.

Auch der ausführliche Wortbeitrag des PIK-Forschers Anders Levermann im Focus-Artikel ist äußerst fragwürdig. Gleich zwei aktuelle Studien aus 2013 haben mittlerweile die alarmistische Sichtweise Levermanns widerlegt, der – nebenbei erwähnt – erst vor zehn Jahren im Schnellverfahren zum Klimaforscher wurde (siehe unsere Blogartikel Gletschersterben in Grönland überschätzt: Meeresspiegel steigt wohl doch langsamer als befürchtet und Kehrtwende bei der grönländischen Eisprognose: Eine weitere Studie bestätigt ein langsameres Abschmelzen).

Was könnte nun die Ursache der ungewöhnlich heftigen grönländischen Eisschmelze von 2012 gewesen sein? Die Frankfurter Rundschau hatte damals Hitzewellen im Verdacht:

Ursache ist vermutlich eine Hitzeglocke
Das extrem starke Schmelzen könnte seine Ursache in einer ungewöhnlich warmen Luftschicht haben, die Nasa spricht gar von einer Hitzeglocke. Seit Mai gab es mehrere davon, jede stärker als die vorherige. Die zuletzt beobachtete baute sich am 8. Juli [2012] auf, am 16. Juli begann sie sich aufzulösen. Ob die Schmelze einen Einfluss auf das Volumen des Eisverlustes Grönlands haben wird, haben die Wissenschaftler noch nicht ermittelt.

Im April 2013 war dann endlich amtlich geklärt, was dem Grönlandeis im Sommer zuvor so zugesetzt hatte. Ein überwiegend US-amerikanisches Forscherteam um Ralf Bennartz von der University of Wisconsin veröffentlichte im Fachmagazin Nature eine Analyse, in der menschengemachte Hitzewellen plötzlich keine Rolle mehr spielten. Vielmehr waren es tiefhängende Wolken, die zur hohen Schmelzrate geführt haben, sagen die Autoren. An der Studie beteiligt war auch Konrad Steffen von der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL. In einer Pressemitteilung teilte die WSL mit:

Seltene Wetterkonstellation ermöglichte 2012 rekordverdächtige Eisschmelze in Grönland
Auf dem zentralen Grönländischen Eisschild schmolz das oberflächliche Eis im Juli 2012 in rekordverdächtigem Ausmass. Dünne, tief liegende Wolken liessen zwar die Sonnenenergie passieren, hinderten jedoch die Wärmestrahlung daran, die erdnahe Luftschicht zu verlassen. Die seltene Konstellation aus dünnen Wolken und eindringender Warmluft führte zu einer grossflächigen Eisschmelze, wie Wissenschaftler der Universitäten von Wisconsin, Idaho und Colorado, der NOAA, sowie der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL in der Zeitschrift Nature berichten.

Matthew Shupe, Meteorologe an der Universität Colorado und bei der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) sagt, dass dickere Wolken nicht zu einer derart starken Oberflächenerwärmung geführt hätten. Noch dünnere Wolken hingegen hätten die infrarote Strahlung in der untersten Luftschicht nicht zurückhalten können. Sowohl dünnere als auch dickere Wolken hätten also eine geringere Oberflächenerwärmung bewirkt. “Um die Zukunft dieser Region zu verstehen, muss man ihre Wolken verstehen. Was wir herausgefunden haben, hat Konsequenzen für die ganze Arktis”, sagt Shupe.

Prof. Konrad Steffen von der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL und der ETH Zürich sagt: “Mit Hilfe unserer Messinstrumente im Baseline Surface Radiation Network (BSRN) bei der Summit Station in Grönland haben wir Modellberechnungen bestätigt, die das Schmelzen der Eisoberfläche bei tiefliegenden Wolken vorhersagen.” Steffen führt seit vielen Jahren Strahlungsmessungen in Grönland durch. “Die langfristige Überwachung von umweltrelevanten Messgrössen wie der Sonnen- und Wärmestrahlung ist unerlässlich, um klimatische Veränderungen in der Arktis zu verstehen und zu interpretieren”, sagt Steffen.

Wissenschaftler aus aller Welt versuchen zu verstehen, wie schnell sich Grönland erwärmt, denn die dortige Eisschmelze trägt zum globalen Anstieg des Meeresspiegels bei. Der Grönländische Eisschild weist weltweit das zweitgrösste Eisvolumen auf, nur die Antarktis ist noch grösser. Im Juli 2012 waren mehr als 97 Prozent des Inlandeises oberflächlich angetaut, sogar bei der Station des amerikanischen Nationalfonds, die am höchsten Punkt des Eispanzers liegt. Aus Eisbohrkernen am gleichen Ort wissen die Wissenschaftler, dass die Eisoberfläche dort zum letzten Mal 1889 schmolz. Allerdings ist nicht bekannt, ob damals ebenfalls der ganze Eisschild betroffen war

Kombination von Warmlufteinbruch und dünnen Wolken

“Die Eisschmelze im Juli 2012 wurde ausgelöst durch ungewöhnlich warme Luftmassen, die von Nordamerika nach Grönland flossen. Doch das war nur ein Faktor”, sagt David Turner, Meteorologe bei NOAA und einer der Leiter der Studie. “In unserem Artikel zeigen wir, dass tief liegende Wolken mit einem geringen Anteil an kondensiertem Wasser den Temperaturanstieg an der Eisoberfläche über den Gefrierpunkt trieben; dies liess das Eis oberflächlich schmelzen.”

Wolken können die Oberfläche des Eisschilds abkühlen, wenn sie die Sonnenergie in den Weltraum reflektieren, bevor diese den Boden erreicht. Indem sie die erdnahe Wärmeenergie zurück zur Oberfläche strahlen, tragen sie aber auch dazu bei, dass sich die Oberfläche erwärmt. Das Gleichgewicht dieser beiden Prozesse hängt von zahlreichen Faktoren wie z.B. der Windgeschwindigkeit, der Luftfeuchtigkeit und Wolkendicke, den Turbulenzen und dem Gehalt an flüssigem Wasser in den Wolken ab. Bei gewissen Bedingungen können Wolken dünn genug sein, um die Sonnenstrahlung durchzulassen, während infrarote Strahlung (Wärmestrahlung) am Boden quasi gefangen bleibt. Genau dies passierte im vergangenen Juli: die Wolken hatten gerade die richtige Dicke, die Eisoberfläche konnte sich maximal erwärmen.

Die Forscher fanden auch heraus, dass solche dünnen, tief liegenden Wolken an 30 bis 50 Prozent aller Sommertage über Grönland und der Arktis liegen. Die derzeit vorhandenen Klimamodelle unterschätzen deren Häufigkeit in der Arktis tendenziell. Sie können daher nur begrenzt vorhersagen, welchen wärmenden oder kühlenden Einfluss Wolken auf langfristige klimatische Veränderungen haben.

“Die an der Summit Station erfassten Informationen zur Wolkenbeschaffenheit und zu atmosphärischen Prozessen stellen einen einzigartigen Datensatz dar, mit dem zahlreiche wissenschaftliche Fragen beantwortet werden können”, sagt Turner. “Wolken spielen eine immense Rolle bei der Ermittlung der gesamten Massen- und Energiebilanz des Grönländischen Eisschilds. Durch den Meeresspiegelanstieg kann sich das Schmelzen der weltweit grössten Eisschilde signifikant auf die Entwicklung von Gesellschaft und Umwelt auswirken”, ergänzt er.

Bessere Kenntnis der Wolken kann Klimamodelle verfeinern

“Die Ergebnisse dieser Studie dürften uns helfen, einige der Schwierigkeiten zu erklären, die aktuelle Klimamodelle bei der Ermittlung des Energiehaushalts der Arktisoberfläche haben, einschliesslich des Einflusses der Wolken”, sagt Ralf Bennartz, Erstautor des Nature-Artikels und Professor an der Universität von Wisconsin-Madison. “Darüber hinaus unterstreicht diese Studie die grosse Bedeutung langfristiger, bodennaher Beobachtungen über dem Grönländischen Eisschild. Nur derart detaillierte Messungen werden uns helfen, die Prozesse besser zu verstehen, die das arktische Klima steuern.”

Einige Wochen später, im Juni 2013, legte eine Forschergruppe um Edward Hanna von der University of Sheffield nach. In einer im International Journal of Climatology publizierten Studie konnten die Wissenschaftler zeigen, dass wohl eine ungewöhnliche Jet Stream-Wind Situation ein Hauptgrund für die grönländische Eisschmelze war. Interessanterweise war Konrad Steffen von der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL auch an dieser Studie als Co-Autor beteiligt. Die University of Sheffield gab zu der Arbeit die folgende Pressemitteilung heraus (Auszug):

Jet stream changes cause climatically exceptional Greenland Ice Sheet melt
Research from the University of Sheffield has shown that unusual changes in atmospheric jet stream circulation caused the exceptional surface melt of the Greenland Ice Sheet (GrIS) in summer 2012. An international team led by Professor Edward Hanna from the University of Sheffield’s Department of Geography used a computer model simulation (called SnowModel) and satellite data to confirm a record surface melting of the GrIS for at least the last 50 years – when on 11 July 2012, more than 90 percent of the ice-sheet surface melted. This far exceeded the previous surface melt extent record of 52 percent in 2010. The team also analysed weather station data from on top of and around the GrIS, largely collected by the Danish Meteorological Institute but also by US programmes, which showed that several new high Greenland temperature records were set in summer 2012. The research, published today in the International Journal of Climatology, clearly demonstrates that the record surface melting of the GrIS was mainly caused by highly unusual atmospheric circulation and jet stream changes, which were also responsible for last summer’s unusually wet weather in England. The analysis shows that ocean temperatures and Arctic sea-ice cover were relatively unimportant factors in causing the extra Greenland melt.

Der letzte Satz bringt es klar auf den Punkt: “Die Analyse zeigt, dass Ozeantemperaturen und die arktische Meereisbedeckung nur relativ unwichtige Faktoren für die Entstehung der außergewöhnlichen grönländischen Eisschmelze waren.”

Ein Jahr später, im August 2013, blieb es in der Presse seltsamerweise ziemlich still um Grönland. Ein stinknormaler Sommer brachte wenig Berichtens wertes. Die geschmolzene Eisoberfläche bewegte sich nahe dem statistischen Mittel für die vergangenen 30 Jahre (Abbildung 1).

 

Abbildung 1: Anteil der geschmolzenen Oberfläche des grönländischen Eisschildes. Werte von 2012 in blau, von 2013 in rot. Langjähriger Mittelwert ist blau gepunktet. Quelle: NSIDC.

 

Ein Stück Eis plumpst vom grönländischen Eisrand ab. Die obersten Millimeter des Eisschildes schmelzen im Sommer ein wenig. Noch bevor seriöse Studien die Phänomene untersuchen konnten, waren selbsternannte Weltenretter zur Stelle und erklärten wie in guten alten Zeiten der Lynchjustiz den Klimawandel zum Schuldigen. Da war es fast egal, dass sich die Vermutungen später nicht bestätigten. Kaum eine Zeitung berichtete über die beiden späteren wissenschaftlichen Untersuchungen. Die seriösen Ergebnisse waren offensichtlich nicht spektakulär genug und als leichte Unterhaltungskost für ein klimasensationshungriges Publikum wohl ungeeignet.

 

Eisbergfoto oben rechts: Michael Haferkamp / This file is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license