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Der Golfstrom - sein Antrieb und seine Gefährdung

Meeresströmungen werden von 2 Mechanismen angetrieben, von der Kraft der Winde und Dichte- bzw. Temperaturänderungen im Meerwasser.

Die Winde verursachen hauptsächlich horizontale, riesige Wirbel mit Ausmaßen von Tausenden von Kilometern. Diese erstrecken sich in erster Linie auf die oberen 1.000 m Wassersäule. Ändern sich die Winde großflächig, so ändern sich die Strömungen der Wirbel.

Ein bekanntes Beispiel sind die langsamen Änderungen der windgetriebenen Ozeanzirkulation im Pazifik als Teil der Pazifisch Dekadischen Oszillation. Damit verbunden sind Änderungen der Niederschlagsmengen, der Strömungen und Meeresoberflächentemperaturen.

 

Das dichte- und temperaturgetriebene Netz von Meeresströmungen nennt man die thermohaline Zirkulation. Es ist ein weltumspannendes Netz von Meeresströmungen, was für die Verbindung zwischen den oberflächennahen Strömungen und den Strömungen in der Tiefsee sorgt.

Im Falle des Golfstromes, der in Europa in den Nordatlantikstrom übergeht, kühlt sich das Wasser auf dem Weg nach Norden einerseits ab und andererseits verdampft ein Teil davon. Beide Effekte führen dazu, dass es schwerer wird, seine Dichte nimmt zu. Im Nordatlantik kommt es außerdem durch die Kälte zur Meereisbildung. Da das Eis nur einen Teil des im Meerwasser befindlichen Salzes aufnimmt, kommt es zu einer weiteren Salzanreicherung im Wasser und einer damit verbundenen Zunahme der Dichte.

Die Folge ist, dass das Wasser in die Tiefsee absinkt und dort nach Süden zurückfließt.

Zwischen Grönland und Island befindet sich dadurch der größte Wasserfall der Erde. Dort stürzen pro Sekunde 3 – 4 Mio. Kubikmeter Wasser aus 600 Metern bis zu 4.000 Meter in die Tiefsee, ca. 3 Mal so viel Wasser wie alle Flüsse der Erde zusammen führen.

Ein weiterer großer Wasserfall existiert zwischen den Faröer Inseln und Schottland.

Insgesamt verlassen den Nordatlantik in 3 – 4 Kilometern Tiefe pro Sekunde ca. 18 Mio. Kubikmeter kaltes Tiefenwasser.

Die dadurch entstehende Sogwirkung, welche warmes Wasser an der Oberfläche aus den Tropen nach Norden zieht, ist der Antrieb des Golfstromes.

Die thermische Leistung des warmen Wassers beträgt ca. 1 – 1,5 Mrd. MW. Dies entspricht der Leistung von ca. 2 Mio. Kohle- oder Kernkraftwerken. Ohne den Golfstrom müssten wir uns auf sibirische Winter einstellen.

 

Der physikalische Mechanismus für die Stabilität bzw. das Kippen des Golfstromes ist der Süßwasserhaushalt. Dieser bestimmt den Salzgehalt des Meerwassers. In den Nordatlantik kommt es ständig durch Niederschläge, Eisschmelze und Flüsse zu einem Eintrag von Süßwasser, der durch den Golfstrom ausgeglichen wird. Erlahmt dieser und verstärkt sich gleichzeitig die Eisschmelze in Grönland, so nimmt die Dichte des Meerwassers ab und ein Absinken des Wassers wird verhindert. Der Antrieb des Golfstromes kommt zum Erliegen. Dies ist einer der möglichen Kipppunkte des Klimasystems.

 

Diskutiert wird ein Abreißen des Golfstromes schon lange, nicht zuletzt bedingt durch Paläodaten aus der Erdgeschichte, die ein abruptes Abreißen der Strömung zeigen.

Wie weit wir von diesem Kipppunkt entfernt sind, kann keiner mit Gewissheit sagen.

Die allermeisten Klimamodelle zeigen bei einer weiteren Erwärmung des Klimas bis zum Jahr 2100 eine Abschwächung des Golfstromes um 20 – 50 %, jedoch keine Überschreitung des Kipppunktes. Allerdings wird in all‘ diesen Modellen die Stabilität des Golfstromes vermutlich zu hoch eingeschätzt und der Schmelzwassereintrag von Grönland weitestgehend unterschlagen. Eine neue Studie US-amerikanischer Forscher um Wei Liu kommt daher zu besorgniserregenderen Ergebnissen.

Passend dazu hat sich in den vergangenen Jahrzehnten im subpolaren Atlantik eine Kälteanomalie gebildet, der „cold blob“. Man kann es so formulieren: Der gesamte Erdball erwärmt sich, dieser Fleck im subpolaren Atlantik kühlt sich ab.

Im Oktober 2016 fand in Reykjavik die Arctic Circle Assembly statt, die jährliche große Konferenz zu allen Aspekten der Arktis. Auf dieser Konferenz wurde auch die Situation im Nordatlantik behandelt.

Man geht davon aus, dass der im „cold blob“ festgestellte Kälterekord im Jahr 2015 wetterbedingt ist, die langfristige Herausbildung dieser Kälteblase allerdings schon auf eine klimabedingte Abschwächung des Golfstromes hinweist.

Eine neu erschienene Studie beweist mit der Auswertung der Temperaturdaten der Meeresoberfläche, dass sich der Golfstrom seit Beginn des 20. Jahrhunderts um ca. 15 % abgeschwächt hat.