Die Eisschmelze und ihre Folgen

Stichworte dieser Einheit: Eisschmelze in Arktis und Antarktis, Meeresspiegelanstieg, Seeeis, Trinkwasserversorgung, Konsequenzen Alpenraum

 

Wenn das Eis schmilzt ...

Wenn von Klimawandel und Eisschmelze die Rede ist, stellen wir uns vor, dass in den Polargebieten riesige Mengen an Eis schmelzen und in die Ozeane fließen. Hierdurch wiederum steigt der Meeresspiegel und überflutet unsere Küsten. In Wirklichkeit steigt der Meeresspiegel auch, aber nicht nur durch die Eisschmelze in den Polarregionen. Umgekehrt ist die Eisschmelze durch den Klimawandel für uns nicht nur wichtig, weil der Meeresspiegel ansteigt.
 

Anstieg des Meeresspiegels

Der Meeresspiegel ist eine nicht einfach zu fassende Größe. Als Normalnull wurde vor längerer Zeit der mittlere Pegel von Amsterdam definiert. Die Erde ist aber keineswegs genau kugelförmig und der Meeresspiegel wird nicht nur von der Anziehungskraft des Mondes beeinflusst, sondern auch von unterschiedlich starker Erdgravitation und Landhebungen und nun auch noch durch den Klimawandel.
 

Dort, wo in der Eiszeit einst bis zu 3000 m dickes Eis auf dem Land lastete – in Skandinavien, Nordrussland, Kanada und Teilen der USA, hebt sich das Land jährlich noch um etwa 10 mm. Dies ist mehr als der durchschnittliche Meeresspiegelanstieg.

Bild 2 (links): In Skandinavien hat sich das Land über die letzten 10.000 Jahre nach Ende der Eiszeit teilweise um über 200 m gehoben (gelber Bereich), in einigen Bereichen sogar über 250 m (rot). Bitte die Grafik zum Vergrößern anklicken!
Quelle: Website Steven Dutch, University of Wisconsin
 

Über die letzten Jahrzehnte ist der mittlere globale Ozeanpegel weltweit gestiegen. Diese Entwicklung wird durch Messungen der Küstenpegel, Drucksensoren auf dem Ozeangrund und Radarmessungen von Satelliten aus verfolgt. Für die Jahre 1961 – 2003 waren es im Mittel etwas mehr als ein Millimeter pro Jahr, für das letzte Jahrzehnt dieser Periode aber schon fast 3 mm. Hierzu trug  zum einen die Eisschmelze bei. Eine mindestens genauso wichtige Rolle spielt aber auch die thermische Ausdehnung des Wassers. Denn warmes Wasser benötigt ein größeres Volumen als kaltes Wasser. Dies können wir auch in einem Experiment zeigen.
 

Eisschmelze in der Arktis

Die stärkste Eisschmelze vollzieht sich derzeit in der Arktis. Hier, in der Region um den Nordpol, lastet ein mächtiger Eispanzer auf dem grönländischen Festland. Um den Pol herum ist das Meer das gesamte Jahr über zugefroren. Diese Bedeckung mit Seeeis nimmt aber stetig ab und in wenigen Jahrzehnten schon könnte der Nordpol im Sommer eisfrei sein, wie im Artikel zur Albedo beschrieben.
 

Schmilzt Seeeis ändert sich nichts am Meeresspiegel

Der Verlust an Seeeis in der Arktis hat einen wichtigen Einfluss auf die Albedo, deren Abnahme wiederum die Erwärmung dieser Region fördert. Wir sprechen von einer positiven Rückkopplung.
 

Bild 5 a+b: Schwimmt Eis auf dem Meer, so ragen nur etwa 10% des Volumens über die Wasseroberfläche hinaus. Wir sehen als nur die "Spitze des Eisberges". Foto oben: Jos Browning, Grafik links: Elmar Uherek

Keinen Einfluss hat er auf den Meeresspiegel, da im Wasser schwimmendes Eis genau das Volumen an Meerwasser verdrängt, das es selbst in geschmolzener Form einnehmen würde. Dies lässt sich in einem Experiment bestätigen.
 

Für einen Meeresspiegelanstieg geht die Gefahr in der Arktis nur vom Festlandeis auf Grönland aus. Dieses beginnt insbesondere in seinen Randzonen zu schmelzen und die besonders starke Erwärmung in der Arktis fördert diesen Prozess. Allerdings vollzieht sich eine solche Schmelze über sehr lange Zeiträume. Bis zum Ende diesen Jahrhunderts wird sicher nicht alles Eis auf Grönland verschwinden. Geschieht dies, so würde der Meeresspiegel um etwa 7 m steigen.

Bild 6: Mit Hilfe von Satelliten lassen sich Veränderungen in der Eis- und Schneehöhe über Grönland messen. Insbesondere in den Küstenbereichen der Insel sind deutliche Abnahmen zu verzeichnen. Dies stimmt mit Beobachtungen vor Ort überein, die eine zunehmende Gletscherschmelze belegen. Im Landesinneren führt Neuschnee teilweise zu einer Erhöhung des Eisschildes.
Quelle: IPCC AR4 2007, Fig. 4.17
 

Eisschmelze in der Antarktis

Die Verhältnisse in der Antarktis liegen anders. Der antarktische Kontinent ist weitaus größer als Grönland und die hier lagernden Eismassen haben etwa das neunfache Volumen. Allerdings hat die Antarktis auch ein besonders extremes Klima.
 

Sie ist vollständig von Ozeanwasser umgeben. Dies macht eine stabile, das Südpolargebiet umlaufende Windzirkulation möglich. Sie führt zu extremerer Kälte in der Antarktis im Vergleich zum Nordpol. Während in der Westantarktis trotzdem eine Eisschmelze einsetzt, nimmt in der Ostantarktis die Eisdecke teilweise noch zu. Trotz Klimawandel können Gletscher wachsen. Dies liegt daran, dass Luft, die von extremen Minustemperaturen zu mäßigen Minusgraden übergeht, oft mehr Niederschlag mit sich bringt, der dann aber immer noch als Schnee fällt und nicht schmilzt.

Bild 7 (oben): Der antarktische Kontinent ist überwiegend von Eis und Schnee bedeckt. Den weitaus größten Anteil hat die klimatisch stabile Ostantarktis. Im Bereich der Westantarktis kam es zu Abbrüchen von Schelfeis und Instabilität in den Gletschern. Quelle: NASA LIMA

Bild 8 (links): Die Abbildung zeigt, wie das auf dem Meer schwimmende Schelfeis die Gletscher stabilisiert. Bricht dieses Schelfeis durch zu hohe Temperaturen von Luft oder Ozeanwasser, so können die Gletscher nachrutschen. Quelle: NASA GSFC

Auswirkung des Klimawandels auf die Wasserspeicherung

Insbesondere in den Gebirgen der mittleren Breiten, aber auch im Himalaya sammelt sich im Winter Schnee und trägt zur Bildung von Gletschern bei, die im Sommer teilweise schmelzen. Mehr als ein Sechstel der Weltbevölkerung lebt im Bereich von Flüssen, die von schmelzendem Schnee und Gletscherwasser gespeist werden. In vielen Regionen hängt die Wasserversorgung der Menschen von diesem Schmelzwasser ab, insbesondere während sommerlicher Trockenperioden.
 

Verschwinden die Gletscher, so gehen diese Wasserspeicher verloren. Im Winter oder Frühjahr kann der Wasserüberfluss leicht zu Überschwemmungen führen, im Sommer hingegen herrscht eher Wasserknappheit. Über die nächsten Jahrzehnte hinweg werden die Flüsse durch die verstärkte Gletscherschmelze durchschnittlich mehr Wasser führen, danach aber immer weniger. Am meisten betroffen sind die Flüsse, die in der Hindukusch- und Himalaya-Region in Asien sowie in den Anden in Südamerika entspringen. Deutliche Gletscherverluste gibt es aber auch in den Alpen.
 

Auswirkungen des Klimawandels für die Alpen

Der Verlust von Schnee und Eis trifft in den Alpen Mensch und Natur. Viele Einheimische haben sich stark auf Wintertourismus und Skibetrieb spezialisiert.
 

Über die Jahrzehnte hinweg bleibt der Schnee aber immer öfter aus oder fällt nur noch in den Hochlagen. Von den höheren Temperaturen ist auch die Pflanzen- und Tierwelt betroffen. Bestimmte Arten haben sich auf das frostige Klima oberhalb der Baumgrenze spezialisiert. Wird es immer wärmer, so werden sie in ihrem bisherigen Lebensraum zunehmend von Arten der niedriger gelegenen Zonen verdrängt und sterben aus.