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Last revised October 2009. All information and figures are by approximation, and may be altered and changed without notice. Lässt sich die plötzliche Erwärmung der Arktis vor 90 Jahren erklären?Der dramatische Temperaturanstieg auf Spitzbergen im Winter 1918/19!Arnd Bernaerts Originaltitel: CAN THE “BIG WARMING” AT SPITSBERGEN FROM 1918 to 1940 BE EXPLAINED? Hinweis: Der deutsche Text gibt zwar den Inhalt des Konferenzpapiers wieder, ist aber keine Übersetzung und wurde in einigen Teilen auch geringfügig verändert oder ergänzt. Nov/2008 ErkenntnisstandWie wird die arktische Erwärmung in den 1920er und 1930er Jahren erklärt?:
Der Internationale Klimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change) setzte sich mit den vorstehenden Aussagen kaum auseinander, sondern sagt lediglich folgendes: Die Temperaturen in der Arktis sind in den letzten 100 Jahren fast zweimal so stark angestiegen als auf globaler Ebene. Die arktischen Temperaturen unterliegen einer hohen dekadischen Schwankung. So wurde eine Warmperiode in dem Zeitraum von 1925 bis 1945 beobachtet. (IPCC-Climate Change 2007, WG I)
Obwohl seit der Erwärmung in den 1920er und 1930er Jahren fast ein Jahrhundert vergangen ist, ist die moderne Klimawissenschaft bisher nicht in der Lage die Ursachen dieser Erwärmung und seiner Entstehungsgeschichte zu erklären. Dazu soll diese Papier einen Beitrag leisten. Eine ausführlichere Darstellung befindet sich auf der Internetseite http://www.arctic-warming.com. Worum geht es?Es wird dargestellt, dass die Zeit und der Ort der ersten beobachtenden arktischen Erwärmung Anfang des 20. Jahrhunderts sehr präzise bestimmen werden können. Es lässt sich ferner nachweisen, dass das Phänomen der Erwärmung auf Spitsbergen begann, und dass sich diese Erwärmung innerhalb nur weniger Monate im Jahr 1918 aufbaute, worauf es dann zu einem sehr plötzlichen und dramatische Temperaturanstieg auf Spitsbergen im Januar und Februar 1919 kam und auch in den folgenden Jahren die Wintertemperaturen ansteigen ließ. Über den sehr kurzen Zeitraum von Winter 1915/1916 bis Winter 1921/1922 sind die Temperaturen um ca. 10°C gestiegen , was zu einer Warmphase bis 1940 führte.
In diesem Zusammenhang ist die Lage von Spitsbergen von Bedeutung. Einerseits passieren alle Wassermassen aus dem atlantischen Golfstrom, die schließlich die Region um Spitzbergen erreichen, die westliche Küste Schottland oder die Nordsee, was wegen des 1st Weltkiegs in den Jahren vor 1919 zu dramatische Konsequenzen im hohen Norden geführt haben kann. Diese Wassermassen um Groβbritannien herum, die in ständiger Bewegung nach Norden fließen, sind nur rund 2000 km von Spitzbergen entfernt. Im Jahr 1918 hatten alle Meeresbereiche in Westeuropa die Wirkung eines seit vier Jahre dauernden Seekriegs mit riesigen ‚Wasserumschichtungen’ zu spüren bekommen. Bildlich gesprochen kann man sagen, dass alle von dem Seekrieg betroffenen Wassermassen nach einigen Wochen oder Monaten im Vorgarten von Spitzbergen auftauchten, was die Frage aufwirft, ob zwischen der plötzlichen Erwärmung im Arktischen Bereich ein geophysikalischer Zusammenhang besteht. Die folgende Erörterung beschränkt sich auf die Winterperiode. Dies geschieht nicht nur mit Rücksicht darauf, dass nur über die Wintersaison ein dramatischer und andauernder Temperaturanstieg registriert wurde, sondern auch weil diese Saison wenig oder gar nicht von direkten Sonnenstrahlen oder Sonnenflecken beeinflusst wird. Die Schwerpunkte der nachfolgenden Untersuchen sind:
Immerhin geht es um ein Ereignis wie es die Meteorologie in den 200 Jahren ihres Bestehens nur dieses eine Mal registrieren konnte. Weder vor und nach 1918 wurde je so ein Phänomen beobachtet. Daher eignet sich dieses Ereignis am Ende des 1. Weltkrieges besonders gut, um mögliche Prozesse für das Zustandekommen der Erwärmung der Arktis zu verstehen.
Allgemeine GesichtpunkteNoch bis vor kurzem waren die Voraussetzungen für die systematische Erfassung von maritimen Daten eher spärlich vorhanden. Eine Ausnahme war das von Handelschiffen auf Schifffahrtsrouten gesammelte Material, die sich aber nicht auf die polaren Regionen erstreckte. Da es vor 90 Jahren nahezu keine systemasichen Seewassertemperaturmessungen für den nördlichen Nordatlantik gibt, müssen sich alle Analysen von ozeanischen Wetterlagen und klimatischen Veränderungen auf die Messreihen von Lufttemperaturen stützen. Dies begann auf Spitzbergen im Jahr 1912. An anderen vergleichbaren Orten, z.B. nördliches Grönland, Jan Mayen und Bäreninsel wurden Wetterbeobachtungen erst in den 1920er Jahren gesammelt. Daraus folgt, dass es im ersten Quartal des letzten Jahrhunderts nur wenige Datenserien gibt, bzw. Messungen nur von einzelnen Expeditionen stammen. Unbestritten ist, dass die Erwärmung in der Arktis über die letzten einhundert Jahren zwischen zwei-bis drei Mal höher war als im globalen Durchschnitt. Dies ergibt sich aus vielen allgemein zugänglichen Temperatur-Grafiken. Diese Grafiken bringen häufig nur unreichend zum Ausdruck, welche Aussage sich aus der Statistik und Darstellung ergeben soll. Im folgenden sollen sich die verwendeten Temperaturreihen auf folgende geographische oder saisonale Fragen beziehen: Geographische: (A) Lokal: Spitzbergen, nördliche, geographische Breite ca. 78°Nord (B) Regional: der arktisch Region nördlich des 60. Breitengrads; (C) Hemisphäre: nördliche Halbkugel; (D) Global: die nördliche und südliche Halbkugel, die sicherlich mit der plötzlichen Erwärmung auf Spitsbergen in keinem Zusammenhang gebracht werden können. Die Erdoberfläche – (A) Land gestützte Temperaturbeobachtungen. Soweit diese die Messungen auf Spitzbergen betreffen sind die saisonalen Seeeisausdehnungen zu berücksichtigen. Je weiter sich das Eis ausdehnt, desto stärker wird der Messstandort vom maritimen Einfluss abgeschnitten und die Insellage verändert sich, meteorologisch betrachtet, in eine kontinentale Lage. Eine vollständige Vereisung aller Meerbereiche von Spitsbergen sind allerdings sehr selten, im letzten Jahrhundert nur im Frühjahr 1917. Die Jahreszeit oder einzelne Monate:
Bei unserem Versuch, das Ausmaß und die Ursachen der plötzlichen Erwärmung auf Spitsbergen und die Auswirkung auf die Gesamtarktis zu erklären, ist die Verwendung von Lufttemperaturmessungen von zentraler Bedeutung. Die Diskussion vor 1940In der obigen Einführung wurde bereits erwähnt, wie die moderne Wissenschaft die Erwärmung der Arktis vor 90 Jahren einordnet. Daher ist es sicherlich interessant, sich mal anzuschauen, wie das Ereignis bereits vor dem II. Weltkrieg diskutiert wurde Einer der ersten Wissenschaftler, der auf den ungewöhnlichen Anstieg der Temperaturen auf der Station „Green Harbour“ auf Spitsbergen im Jahr 1930 hinwies , war der norwegische Wissenschaftler B.J Birkeland. Sein Erstaunen brachte er in dem Schlusssatz eines Artikel wie folgt zum Ausdruck: „In Zusammenfassung möchte ich hervorheben, dass eine so hohe Abweichung der durchschnittlichen Temperaturen vermutlich die höchste ist, die je beobachtete sein wird“ (Birkeland, 1930). Einige Jahre später beschrieben weitere Autoren die Entdeckung genauer.
Johansson (1936) konzentrierte sich auf den Einfluss von Sonnenflecken. Gleichwohl ist seine Analyse interessant. So führt er z.B. aus: (a) Im Jahr 1919 überschritten die statistischen Normalmittel; alle Jahre davor waren kälter und die späteren wärmer; (b) zwischen 1917 und 1938 betrug der Anstieg über die Sommersaison 0.9°C; und im Winter um +8,3°C ( im Februar 1919 sogar um +11,0°C; so dass es zu einer Verstärkung der Luftzirkulation von 15% gekommen sei. Scherhag(1936/8) bezieht sich auf die Arbeit von Birkeland aus 1930. Er geht davon aus, dass alle Analysen mit dem Temperatur-Phänomens Spitsbergen anfangen müssen, weil nur dort der extreme Temperaturanstieg registriert wurde und zwar zum ersten Mal im Winter 1918/19 (Scherhag 1939): (a) Es hätte Temperaturanstiege im Golfstrom, sowie besonders in der Barentssee und in der östlichen Grönlandsee gegeben;
Eisgrenze, die größere Häufigkeit des Anstiegs südwestlicher Winde und der anhaltende wie auch der signifikante Anstieg der Wintertemperaturen, insbesondere im Norden von Skandinavien. Alle Vorkriegsarbeiten bestätigen den rasanten Temperaturanstieg bezogen auf die Arktis seit den 1920er Jahren, widmen der besonderen Lage Spitzbergens über die Wintersaison, ohne direkten Sonneneinfluss, aber weitgehend von Seeeis umgeben, wenig Aufmerksamkeit. Gleichwohl lässt sich feststellen, dass sich die Urgroßväter der heutigen Generation schon sehr ausführlich mit diesem Ereignis befasst haben. Die Analyse der Erwärmung von Spitsbergen.„Es bedarf keiner besonderen Hervorhebung, dass die Grundvoraussetzung für das Erscheinen der arktischen Erwärmung in einer großräumigen Veränderung der atmosphärischen Zirkulation liegt“ (Bengtsson 2004). Das diese Erklärung wenig hilfreich ist (sie oben), sollen sich die nachfolgenden Ausführungen damit befassen. Dazu soll besonders hervorgehoben werden, dass ein Aufwärmen der Atmosphäre auf dem Inselarchipel im Hohen Norden über die Winterzeit nur durch eine vorhandene Wärmequelle hervorgerufen werden konnte, die in südöstlicher bis westlicher Richtung von Spitzbergen liegt. Nur diese Zone ist regelmäßig über den ganzen Winter eisfrei. In diesem Sektor muss sich entweder innerhalb der Wassermassen des nördlichen Nordatlantiks plötzlich eine große Verschiebung ergeben haben oder der Umschwung muss mit einem höheren Zufluss von warmen Golfstromwasser aus dem Süden initiiert worden sein, welches entweder vorbei an Schottland oder aus der Nordsee kommend in Richtung Polarmeer strömte. Szenario 1; Ein bedeutender Teil des warmen Atlantikwasser wird mit Strömungen ins Polarmeer fließen. Dabei ist der hohe Salzgehalt dieser Wassermassen ein wichtiger Faktor, um das System in Bewegung zu halten. Durch den beschleunigten Abkühlungsprozess, den das Wasser in hohen Breiten unterliegt, wird das Wasser schwerer und „stürzt“ über einen 500 Meter tiefes Süll im Polarmeer in dessen Tiefenbecken. Vor der Küste von Spitzbergen hat das herankommende Atlantikwasser in ca. 20 Meter Tiefe eine Salzgehalt von > 35 per mille und eine Temperatur von bis zu 7°C. Szenario 2 Der Nordkapstrom, welcher der Barentssee warmes und salzhaltiges Atlantikwasser zuführt, wird zu der Erwärmung der Arktis über den Zeitraum von 1919 –1939 beigetragen haben. Dabei muss berücksichtig werden , das alles zufließende Wasser nicht in der Barentssee verbleibt, sondern nach einer Verweildauer von nur vier Jahren ausgetauscht wird. Daraus folgt, dass ein andauernder Wärmeimpuls nicht in der Barentssee generiert und erhalten werden kann, sondern dass es einen permanenten Nachschub gegeben haben muss, da die Erwärmung über zwei Dekaden dauerte. Nach Wagner (1940) stieg des Mittelwert der Wassertemperaturen in der Barentssee um 1,8°C seit der Jahreswende 1912/18 bis 1919/28. Es ist nicht leicht einzuschätzen, wie viel die Barentssee ( max. ca. 500 m tief) zur Erwärmung der Region beigetragen haben könnte. Laut Wagner (1940) soll sich die Seeeisgrenze ab 1919 stark zurückgezogen haben. Bereits im Jahr 1936 (Scholasky 1936), wurde auf bedeutende Veränderungen hingewiesen, u.a., dass russische Forschungsschiffe im Jahr 1929 Messungen an Orten wiederholt haben wie ca. 30 Jahre früher. Dabei wurde festgestellt, dass die Null-Grad-Isotherme sich in 125 Meter Tiefe befand, statt bei 200 Meter laut früherer Messungen. Zwei Jahre später (1931) wurden nur noch 75 Meter gemessen.
Szenario 3; Im Westen von Spitsbergen beträgt die Meerwassertemperatur der oberen Schicht 5°C und hat ein Salzgehalt zwischen 34,90 bis 35.00 mg. Ein Teil dieses Wassers ‚biegt’ noch vor dem Polarmeer auf der Breite von 75° bis 77° Nord nach links ab, um entweder in dem 3000 Meter tiefen Grönlandbecken abzutauchen oder sich vor Grönland Küste mit dem sehr kalten und mäßig salzigem Ost-Grönland-Strom zu vermischen, der entlang der grönländischen Küste nach Süden fließt. Diese Wassermassen werden zu der temporären Erwärmung von Grönland (1920 bis ca. 1933) beigetragen haben, während die Wasser, die ins Becken der Grönlandsee abtauchten auch nach 1933 noch einen, wenn auch nur sehr kleinen Beitrag zur Erwärmung der Nördlichen Hemisphäre geleistet haben können. Szenario 4: Als weitere Quelle für den Wärmeschub ist schließlich die bis zu 3000 Meter tiefe Norwegen See zu benennen. Der überwiegende Teil des europäischen Sektors im Nordatlantik enthält bis zu einer Tiefe von 800 Metern viel warmes Atlantikwasser. Diese riesige Wassermasse entspricht einem gewaltigem Wärmespeicher. Wird irgendeine Komponente geändert, in Form von Temperaturen, Menge oder in den Lufttemperaturen auf Spitzbergen, in Europa oder auf der Nördlichen Halbkugel würde sich deutlich bemerkbar machen. Insgesamt ergibt die Bewertung der Szenarios, dass in 3 von den 4 erwähnten Regionen ein Temperaturschub seit dem Winter 1918/19 ausgehen konnte. Legt man jedoch den gesamten Zeitraum von 1919 bis 1939 zu Grunde, dann rückt die Norwegen See als sehr wichtige, wenn nicht sogar als alleinige Ursache in den Vordergrund. Nur aus diesem Bereich, mit einem permanenten Zufluss von warmen Atlantikwasser bestanden Bedingungen, die den ersten Wärmeschub auf Spitzbergen im Winter 1918/19 generierten, als auch die Erwärmung der Arktis über zwei Dekaden aufrecht erhielten. Die Erwärmung im EinzelnenNordpolarmeer In den Jahren 1920 bis 1939 lag laut Johanessen (Johanessen 2004) der Erwärmungsschwerpunkt in der Arktis, rechts und links von Spitzbergen. Das Gebiet erstreckte sich von der westlichen Küste Nordgrönlands, (60° West) bis zu den russischen Servernaya-Zemel Inseln (100° Ost), die jeweils ca. 1200 Kilometer von Spitzbergen entfernt sind. Dabei fällt deutlich auf, das sich die arktische Erwärmung auf den Bereich der Arktis beschränkt, der unmittelbar an den Nordatlantik, Grönlandsee, Norwegensee und Barentssee grenzt. Danach beschränkte sich die extreme Erwärmung über die zwei Dekaden seit 1920 auf gerade mal 1/3 des gesamten Nordpolarmeeres. Es ist irreführend, wenn pauschal oder generalisierend von einer Erwärmung der Arktis Anfang des letzten Jahrhunderts gesprochen wird. Grönland Es ist weitgehend anerkannt, das auch Grönland eine Phase mit starker Erwärmung hatte. Darauf wurde bereits in den 1930er Jahren hingewiesen (Scherhag 1936). Danach erhöhten sich die Temperaturen über den Zeitraum von 1921 – 1930 um 3°C. Die Erwärmung von Ostgrönland ab 1920 wird von Bjerknes (Bjerknes 1959) damit erklärt, dass der Labradorstrom (zwischen Grönland und Kanada) seit dem Jahr 1920 einen starken Anstieg auswies. Insoweit lässt sich mit hoher Sicherheit feststellen, dass hier die Erwärmung um wenigstens ein Jahr später als Temperatursprung auf Spitzbergen im Winter 1918/19 startete und nicht über die Jahre 1931-1933 andauerte. Schon Bjerknes (aao) stellte fest, dass die damalige Warmphase auf eine Dekade beschränkt blieb. Daraus kann man durchaus schließen, dass aus dem Meeresbereich vor Spitzbergen ein plötzlicher Impuls ausgegangen war, dessen Kraft sich bereits nach ca. 10 Jahren erschöpfte; d.h. es der Schub nicht nachhaltig war. Europa; Der Europa betreffende Erwärmungstrend nach dem 1st Weltkrieg unterscheidet sich erheblich von dem Verlauf auf Grönland. In Europa stiegen ab Winter 1919 die Temperaturen über zwei Dekaden kontinuierlich and und kumulierten erst am Ende der 1930er Jahre, bzw. bis zum Beginn des 2. Weltkriegs im
Herbst 1939. So war der Herbst 1938 neben den Jahren 1722, 2000 und 2006 der wärmste innerhalb der letzten 500 Jahren (Xoplaki 2006). Dies betraft insbesondere den Skandinavischen Raum und den Westen Russlands (Polyako 2004). In keine anderen Region der nördlichen Halbkugel wurde über den entsprechenden Zeitraum ein ähnlich andauernder Anstiegstrend beobachtet. Dies gilt auch für die U.S.A, die zwar bis ca. 1933 höhere Temperaturen registrierten, danach aber absinkenden Werte registrierten. Liegt das Zentrum des Geschehens bei Spitzbergen?Auf die Frage, ob der Ausgangpunkt der Erwärmung bei Spitsbergen liegt, kann klar mit „ja” beantwortet werden. Der Nachweis lässt sich mit der Analyse der dortigen Temperaturmessungen führen. So betrug der Unterschied zwischen den Monaten Januar/Februar in den Jahren 1913/14 und 1919/20 ca. +15°C), bzw. zwischen dem Winter 1916/17 und dem Winter 1919/20 mehr als +20°C. Die Auswertung der Daten zeigt aber auch, dass es zu einer sehr plötzlichen und dramatischen Wende um die Jahrewende 1918/19 gekommen war. Bereits damals wurde festgestellt, dass sich die Seewassertemperaturen an der Westküste von Spitzbergen im Sommer 1918 ungewöhnlich hohe Werte auswiesen und bis auf 7-8°C angestiegen waren (Weikmann, 1942). Im darauffolgenden Winter übertrug sich dies deutlich auf die Lufttemperaturen. Im November und Dezember 1918 gab es lange Phasen, in denen die Temperaturen nahe der null Grad Grenze waren ( ca. 26 Tage mit weniger als 5°C); mit vier Novembertagen und sieben Tagen im Dezember mit über Null Grad. Im Januar 1919 waren die Temperaturen in 14 Tagen niedriger als –5°C und 5 Tage gab es keinen Frost. Wegen der sich daraus ergebenden monatlichen Durchschnittstemperaturen von – 7,5°C und +8°C muss vom Meer viel Wärme in die Atmosphäre transferiert worden sein. Ferner ist die Tatsache bemerkenswert, das die Temperaturen ab Februar 1919 bis April 1919 weit unter dem Durchschnittlichen fiel und sich die Seeeisdecke weit aufs Meer hinaus erstreckte, ohne das dies einen nachhaltigen Einfluss auf den seit Mitte 1918 erkennbaren Erwärmungsimpuls hatte. Die Darstellung konnte aufzeigen, dass die Zeit, der Ort und die Intensität von hoher klimatischer Relevanz sind. Alle verfügbaren Informationen bestätigen deutlich, das die plötzliche Erwärmung erstmals bei Spitzbergen erkennbar geworden ist und sich der Eintritt dieses Vorganges auf wenige Monate begrenzen lässt. Dadurch wird darüber hinaus auch ein zeitlicher Bezug zum Ende des 1. Weltkrieges im November 1918 bemerkenswert. Weitere Datenreihen, insbesondere von Grönland, lassen erkennen, dass dort die Erwärmung nur mit einer Zeitverzögerung von mehreren Monaten eintrat. Was war die Ursache der Erwärmung auf Spitsbergen?Wie kann es zu der Erwärmung gekommen sein? Nachdem Ort und Zeit der plötzlich einsetzenden Erwärmung bestimmt sind, stellt sich fast zwingend die Frage: Was hat oder was konnte dieses klimatisches Phänomen verursachet haben? Für die Beantwortung ist wenig hilfreich, wenn Johanessen (2004) diese Erwärmung als ein im wesentlichen natürliches Phänomen einordnet oder Bengtsson (2004), diese Einschätzung lediglich mit einem Hinweis auf einen verstärkten Zuflusses von warmen Wassers in die Barentssee ergänzt. Präziser ist insoweit Polyakov (2004), wenn er ausführt:
Obwohl alle drei Arbeiten mit Schlussfolgerungen aufwarten, vermag keine von ihnen die Erwärmung schlüssig zu erklären. Bereits C.E.P Brooks (1938) brachte zum Ausdruck, das er einer Erklärung von R. Scheerhag (1936) nicht folgen könne, die besagte, dass der Anstieg der atmosphärischen Zirkulationen die Ursache für die Erwärmung war, weil – so Brooks – es immer noch an der Erklärung fehle, warum es denn zur verstärkten Zirkulation gekommen sei. Auch soweit Polyakov eine „langsame Veränderungen in der thermohalinen Zirkulation“ vermutet, wird damit die Tatsache ignoriert, dass die Temperaturänderung auf Spitzbergen ‚explosionsartig’ in Erscheinung trat.
Auch die weitere Annahme von Polyakov, dass die Ursache der Schwankungen in den komplexen Austauschprozessen zwischen der Arktis und dem Nordatlantik liegen könne, vermag nicht zu überzeugen. Dieser Vorbehalt ergibt sich aus dem Wort „Austauschprozess“, weil dieser zwar besteht, aber scharf voneinander getrennt abläuft. Während der Spitzbergenstrom warmes Wasser ins Polarmeer bringt, fließt vor der Ostküste von Grönland sehr kaltes Wasser gen Süden. Es kann angenommen werden, dass ein hoher Austauschprozess zwischen diesen beiden Wassermassen eine Temperaturexplosion, wie auf Spitzbergen beobachtet, nicht zugelassen hätte. Auch der Hinweis von Bengtsson auf einen Warmwasserzufluss in die Barentssee ist wenig stichhaltig. Die Barentssee hat im Durchschnitt eine Tiefe von weniger als 300 Metern und die gesamte Wassermenge wir innerhalb von vier Jahren komplett ausgetauscht. Eine fortlaufende Wärmeabgabe über mehrere Jahr ist daher völlig ausgeschlossen. Es muss anderweitig ein permanenter Zufluss von warmen Wasser bestehen. Wenn man sich die geo-physikalische Lage von Spitzbergen anschaut, kann es ausgeschlossen werden, dass die plötzlich einsetzende Erwärmung der Winter auf Spitzbergen aus nordwestlicher, nördlicher oder nordöstlicher Richtung gekommen sein kann. Diese Gebiete sind im Winter vollständig mit Seeeis abgedeckt. Alles mit Seeeis bedeckte Seegebiete kommen für eine plötzlichen starken Temperaturanstieg nicht in Frage. Die erwähnten Autoren haben diesem Gesichtpunkt wenig Aufmerksamkeit gegeben. Das Potential der See – der Einfluss der MeereWorüber nun zu sprechen und diskutieren ist, betrifft die Ermittlung der Ursachen für die plötzliche Wintererwärmung im nördlichen Nordatlantik bei Spitzbergen und welche Rolle die Meeresströmungen aus dem Süden kommend dabei gehabt haben. Wenn diese Wasser Spitzbergen in 79° Nord erreichen, dann entstehen zwei Arme, die im Westen (Hauptarm) und im Osten des Archipels vorbeifließen, um anschließend in den Tiefen des Arktischen Beckens abzusinken. Dieses Wasser ist relativ warm (6-8°C) und salzig (35,1 – 35,3 ‰), während die Fließgeschwindigkeit ca. 30 cm/sek-1 beträgt. Nachdem das warme Golfstromwasser Spitzbergen erreicht hat, durchläuft es eine Reihe komplexer Prozesse. Da es damals kein hinreichend umfassendes Meeresbeobachtungssystem gab, wird man im Rahmen dieser Arbeit mit theoretischen Analysen kaum überzeugende Resultate präsentieren können, weil der Umwandlungsprozess von Atlantikwasser zu Tiefseewasser im Polarmeer von vielen Faktoren abhängt. Schon an der Meeresoberfläche müssten als Haupteinflusspompente berücksichtigt werden: die Lufttemperaturen, der Wind, die Wellen, die Seeeis bedeckte Flächen, Eisbewegungen, sowie Regen und Schmelzwasser. Unterhalb der Meeresoberfläche dominieren bezüglich der meeresinternen Wasserdynamik vorrangig die Wassertemperatur und der Salzgehalt, sowie in größeren Tiefen die Dichte. Während die Wassertemperatur und der Salzgehalt die inneren Dynamik der Ozeane in allen Meeresbereichen nachhaltig bestimmt, so sind die Seegebiete im Grenzbereich zum Nordpolarmeer besonders fragil, bezüglich der internen aber auch der externen Prozesse zwischen Meeresoberfläche und Atmosphäre. Es gibt möglicherweise keinen anderen Ort auf dieser Erde, wo so komplexe Prozesse ablaufen, wenn sehr warmes und salziges Wasser auf eine sehr kalte Umwelt trifft. Dabei sind die Grundregel dieser Prozesse eindeutig:
Diese 2 Komponenten ermöglichen eine unendliche Anzahl von Variationen. In dem Meeresgebiet Spitsbergen dürfte die Variationsmöglichkeiten besonders markant sein. Schließlich muss die bereitgestellte „Wärmekapazität“ angesprochen und berücksichtigt werden. Der extreme Temperaturanstieg wurde in der Wintersaison hindurch beobachtet, was die Rolle vom Meer für den Transfer von Wärme in die Atmosphäre sehr deutlich unterstreicht. Dies beruht darauf, dass eine Wasserschicht von nur drei Metern Tiefe genau so viel Wärme gespeichert hat wie die darüber befindliche Luftsäule von 10'000 Metern und darüber hinaus. Man kann dies aber auch mit einem „Ein-Grad-Bild“ verdeutlichen: Entzieht man einer drei Meter tiefen Meeresoberflächenschicht einen Grad Wärme (1°C) so kann die Atmosphäre entsprechend um einen Grad erwärmt werden. Daraus ergibt sich auch die besondere Relevanz des Warmwassertransports in den nördlichen Nordatlantik und der daraus folgende Einfluss auf das weiträumige Wetter und langfristige Klima.
Zusätzlich zu dem möglichen erhöhten Zufluss warmen Wassers, sollte die jährliche Seeeisausdehnung im nördlichen Nordatlantik berücksichtigt werden. Hier wird auf die vorgelegten Seeeiskarten aus den 1910er Jahren verwiesen. Mit Ausnahme von April 1917 zeigen alle Karten, dass sich vor Spitzbergen ein eisfreier Keil bis fast an das Polarmeer erstreckt. Zum Ende der Wintersaison sind nördlich der Bären-Insel kaum mehr als 1020% der See eisfrei. In diesem relativ kleinen Sektor muss die plötzliche Erwärmung vor 90 Jahren ihren Ausgang genommen haben und in den darauf folgenden zwei Dekaden im wesentlichen genährt worden sein. Eine größere Mächtigkeit der Warmwasserzuführung und lokal-physikalische Modifikationen sind die allein überzeugende Ursachenbegründung. Doch welche Kräfte haben diesen Prozess angestoßen? Mit dieser Frage beschäftigt sich der abschließende Abschnitt. Welche Rolle könnte der Weltkrieg 1914/18 gespielt haben?Welche geo-physikalischen Veränderungen rücken ins Bild? In den Jahren vor dem Winter 1918/19 wurden keine Ereignisse beobachtet, welches sich einschneidend auf die Atmosphäre und die Ozeane hätte auswirken können. Es war kein größeres Erdbeben registriert worden, noch wurden besonders signifikante Vulkanausbrüche, Sonnenflecken oder Tsunami beobachtet. Es war auch kein großer Meteorit vom Himmel gefallen. Wie bereits in der obigen Analyse erörtert, lässt sich auf der Erde kein ‚hot-spot’ lokalisieren, von wo aus ein Wärmetransfer nach Spitzbergen möglich gewesen wäre und über zwei Dekaden hätte aufrecht erhalten können. Daraus ist zu schließen, dass nur das unmittelbare Seegebiet in der Region um Spitzbergen das Potential hatte, den gewaltigen Temperatursprung zu bewirken und über zwei Jahrzehnte zu stützen. Zunächst ist festzuhalten, dass dieser Temperatursprung auf Spitsbergen „ungewöhnlich“ war, denn weder vor noch nach diesem Ereignis ist jemals eine ähnliche Situation beobachtet worden. Diese „Unnatürlichkeit“ drückte sich in der plötzlichen hohen Abweichung von vorhergehenden Beobachtungen (statistische Abweichung) aus. Dies hatte der bereits zitierte Birkenland (a.a.O.) schon 1930 festgestellt. Weil zu dem Eintritt des Ereignisses „die Natur“ keinen erkennbaren Anlass gegeben hatte, ist die Suche nach den Ursachengründen geboten. Die weitere Erörterung baut auf dem vorstehend gefundenen Ergebnis auf, wonach die erste Erwärmung der Arktis mit der Veränderungen im Westspitzbergenstrom zusammenhängen und dort ihren Ausgang hatte. Dazu bietet sich zunächst die Vermutung an, dass meeresinterne Verschiebungen oder andere „natürliche Konstellationen“ die plötzliche Explosion der Temperaturen auf Spitzbergen verursacht haben. Diese Alternative wird man nur solange als die Wahrscheinlichste im Blick haben müssen, solange sich keine überzeugendere anbietet. Um sich eine Kausalkette vorstellen zu können, die ihren Ursprung nicht in einer „natürlichen Kausalkette“ hat, muss man sich nur vergegenwärtigen, das im Vorfeld des Winters 1918/19 ein vier Jahre dauernder Krieg in Europa stattgefunden hatte, der nur wenige Wochen vor dem „Temperaturknall“ auf Spitzbergen im November 1918 beendet wurde. Hatte die zerstörerische Kraft dieses Krieges einen nachhaltigen Einfluss auf die ‚natürliche Umwelt’ im hohen Norden gehabt? War der Seekrieg eine Kraft die Klimawirkung entfaltete?Zweifellos hatte der 1. Weltkrieg eine hohe zerstörerische Kraft, die sich sowohl auf die Bevölkerung wie auf die Umwelt wirkte. Dabei entfaltete der Seekrieg eine Wirkung auf die Meeresumwelt. Diese Einschätzung basiert auf der Tatsache, dass der Status der Atmosphäre ganz maßgeblich von dem Einfluss der Sonne und den Meeren bestimmt wird, wie bereits von dem Autor in anderen Ausarbeitungen seit 1992 erörtert (siehe z.B. Bernaerts, 1992). Dabei kann man den Einfluss eines Seekrieges in zwei Grundkategorien einteilen, zum einen wo er auf die Vernichtung von Menschen und Material führt und zum anderen wo er in den Aktionsgebieten die Strukturen der vorhandenen Meerwassertemperaturen und Salzkonzentration verändert. Besonders der zweite Faktor ist für die Analyse der Lufttemperaturänderungen auf Spitzbergen ab Winter 1918/19 ein wichtiger Ansatzpunkt und ist mit Sicherheit ein sehr maßgeblicher, wenn nicht sogar der einzig relevante Punkt.
Dies ergibt sich aus dem Umstand, dass die obere Meerwasserschicht bis zu ca. 50 Meter Tiefe, sowohl auf dem Ozean, als auch in flachen Meeren, wie der Nord See (Mittlere Tiefe ca. 50 m), sehr komplexe Strukturen aufweisen, die über die Jahreszeiten, bedingt durch Winde, Regen, Zuflüsse, Gezeiten und Vereisung, ständigen Veränderungen unterliegen. Durch den vierjährigen Seekrieg wurden riesige Wassermassen vor Westeuropa ‚umgeschichtet’ und anschließend mit dem Norwegenstrom und Spitzbergenstrom Richtung Polarmeer transportiert. Das wirft die große Frage auf: Wie wirkten sich die durch den Seekrieg beeinflussten Temperaturund Salzstrukturen auf die Meeresumwelt vor Spitzbergen aus? War Spitzbergen weit vom Seekrieg entfernt?Der Seekrieg ab 1914 konzentrierte sich überwiegend auf die Seegebiete um Großbritannien, Östlicher Nordatlantik, Englischer Kanal und die Nordsee. Von hier beträgt die Entfernung nach Spitzbergen ca. 2000 km. Diese Distanz, die auf der Karte weit aussieht, besteht unter Berücksichtigung des bestehenden Strömungssystem praktisch nicht. Denn die Wassermassen westlich und östlich von England tauchen nach einigen Wochen oder Monaten mit einer mittleren Geschwindigkeit von 0,1 km/Std (Golfstromwasser), bzw. einer höheren Geschwindigkeit des Küstenoberflächenstroms im Nordmeer auf. • Der Arm des Golfstromes ist wärmer als 6°C und hat einen Salzgehalt von mehr als 35‰. Ein weiterer Strom nahe der Küste hat niedrigere Temperatur als der Zufluss des Atlantiks. , sein Salzgehalt beträgt weniger als 34,8‰. Während der Arm des Golfstromes für die Bewältigung der Strecke Schottland bis Spitzbergen einige Monate braucht (bei ca. 24 km pro Tag würde es ca. 3 Monate dauern), kann des Wasser der Küstenströmung den hohen Norden in einigen Wochen erreichen. Diese relativ kurzen Zeitspannen ergeben eine perfekte zeitliche Relation zwischen den Kriegereignissen in Europa und dem Temperatursprung auf Spitzbergen. Welches Zerstörungspotential hatte der Seekrieg?Zeit und Verluste. Obwohl der I. Weltkrieg im August 1914 begann, entfaltete der Seekrieg erst im zweiten Kriegsjahr ab Herbst 1916 mit der Einführung neuer oder stark verbesserter Waffen seine volle Wirkung. Dazu gehörten insbesondere: U-Boote, Torpedos, Seeminen, Wasserbomben, Flugzeuge. Diese stellten ein Vernichtungspotential dar, das sich bei Kriegbeginn niemand hatte vorstellen können. Bald zeigte sich, dass die Deutsche Kriegsmarine mehr englische Schiffe versenkte, als England sie durch Neubauten ersetzte. Im April 1917 wurden mehr Alliierte Schiffe versenkt als im vorausgegangenen Jahr 1916, und zwar insgesamt 850'000 Tonnen, was einer Anzahl von ca. 15 Schiffen pro Tag entsprach. Die im Jahr 1917 durch U-Boote versenkte Gesamttonnage betrug 6'200’000 Tonnen, bzw. 4'000 Schiffe. Im Jahr 1918 wurde nochmals 2'500’000 Alliierter Schifftonnage versenkt. Insgesamt verloren die Alliierten in diesem Krieg an Handelschifftonnage rund 12 Millionen Tonnen. Der Verlust aller Kriegsmarinen zusammen betrug ca. 650 größere Einheiten mit 1,2 Millionen Tonnen. ![]() Die Waffenszene und die Verquirlung der WassermassenDie Darstellung des kriegerischen Szenario seit dem Einsatz der neu entwickelten Waffen im Jahr 1916 wäre ein formidables Unterfangen und hoch komplex. Darüber hinaus sind viele Informationen nur schwer oder gar nicht zu bekommen. So entwickelte sich die militärische Fliegerei dramatisch und wurde zeitweilig sogar für die Seekriegsführung eingesetzt. Insoweit könnte nur spekuliert werden wie viele Bombeneinsätze geflogen und Flugzeuge in die See gestürzt sind. Ähnliches träfe auch auf den Einsatz von Torpedos und dem Abwurf von Wasserbomben zur U-Boot-Bekämpfung zu. Besser sieht es auf dem Gebiet der Seeminen aus. Auch diese waren im größeren Umfang erst ab 1916 einsatzbereit. Insgesamt wurden seitdem rund 200'000 Seeminen ausgelegt und zwar überwiegend in der Nordsee. Einen größeren Effekt als die explodierenden Seeminen über die verbleibenden Kriegsjahre hinweg, kommt die zur Beseitigung der Minengefahr getroffene Gegenmaßnahme: das Räumen von Seeminen. Dazu wurden große Minenräumflotten benötigt. Die Engländer setzten mehr als 700 Schiffe ein, die Tag für Tag und Nacht für Nacht die Küstenmeere durchkämmten, Minen aufspürten und vernichteten. Die deutsche Kriegmarine dürfte eine ähnlich hohe Anzahl zum Einsatz gebracht haben. Durchmischung der SeeÜblicherweise werden Kriege anhand von Kosten und Vernichtung von Soldaten, Bevölkerung, Bauten, Industrien, Material, u.s.w. bewertet. Eine vergleichsweise Analyse, die Meere betreffend, hat es damals und bisher nicht gegeben. Nie wurde bewertet, welche Konsequenzen es hat, wenn z.B. ein Seekrieg die Wassermassen eines Seegebietes von „unten nach oben kehrt“. Dies ist großräumig erstmals während des 1. Weltkrieges in einem gewaltigen Umfang geschehen, Obwohl die Meeresoberfläche nach einer Seekriegsaktivität bald wieder so aussieht wie ‚gehabt’, so trifft das auf den tieferen Wasserkörper nicht zu. Unter der Oberfläche haben mitunter gewaltige Veränderung bezüglich Temperatur-und Salzgehaltstrukturen stattgefunden. Es kann danach Tage, Wochen, unter Umständen sogar Monate dauern bevor sich ein äquivalenter Zustand wieder einstellt. Insbesondere ist die obere Wasserschicht von bis zu 15 Metern Tiefe durch fahrende Kriegschiffe direkt betroffen. Während des Krieges wurden sie zu Tausenden hinaus auf die Meere geschickt. Dort versahen sie Tag und Nacht vielfältige Dienste und ‚durchgepflügten’ dazu riesige Seegebiete. Damalige Schlachtschiffe hatten eine Tiefgang von bis zu 10 Metern und konnten eine Geschwindigkeit von 30 Seemeilen/Std. (ca. 60km/Std.) erreichen. Auch sollte man einen weiteren Aspekte mit einbeziehen. Mehr als die Hälfte der versenkten Schiff waren mit allen möglichen Gütern beladen. Die Gesamtmenge könnte ca. 15'000'000 Tonnen betragen. Es wurde nie ermittelt, wie viel von dieser Ladung aufschwammen oder die „Chemie“ des betroffenen Meerwassers veränderte und was davon bei Spitzbergen auftauchte. Größere Mengen könnten z.B. einen Einfluss auf die Seeeisbildung vor Spitzbergen oder die vorhandenen Meerwasserstrukturen gehabt haben. Der Zusammenhang zwischen der Meerschlacht und der arktischen Erwärmung.Der Seekrieg in den Jahren 1914 – 1918 kann ohne Zweifel als das größte Zerstörungspotential bewertet werden, das der Mensch bis dahin je initiiert hatte. Man muss davon ausgehen, dass dieses Potential gewaltige Umschichtungsprozess in allen Seegebieten rund um Großbritannien bewirkte. Auch wenn sich nicht ermitteln lässt ob diese Wassermassen ein-, zwei-oder sogar dreimal im Laufe der vier Kriegsjahre ‚umgedreht’ wurden, doch diese Wasser tauchten alsbald vor dem Polarmeer auf. Dort, so wurde in den vorangegangenen Ausführungen festgestellt, kam es auf Spitzbergen im Winter 1918/19 zu eine Temperaturexplosion. Was liegt näher als zu fragen, ob und wie diese beiden Ereignisse verknüpft sind. Vermutlich niemals vor dem 1. WK noch danach ist ein so enger zeitlicher Zusammenhang zwischen einem so markanten Temperatursprung und einem möglichen anthropogenen Einfluss beobachtet worden. Wer diesen prima facie bestehenden Zusammenhang vereinen will, muss mit einer besseren und überzeugenderen Kausalkette und Nachweisen aufwarten können. Jedenfalls genügt es nicht, sich mit einem Verweis auf „natürliche Variationen“ zu begnügen. ZusammenfassungFür viele Klimatologen ist die arktische Erwärmung noch immer eines der „geheimnisvollsten klimatischen Abweichungen des 20. Jh.“ (Bentsson 2004). Wird jedoch diese Phänomen so diskutiert und bewertet wie hier, so bleibt nicht viel an Rätsel übrig. Mit der hier erfolgten Analyse konnte nachgewiesen werden, dass sich die Erwärmung zunächst auf Spitzbergen beschränkte und sich erst mit Verzögerung bis nach Grönland erstreckte. Bemerkenswert ist ferne, dass sich die Nachhaltigkeit der Erwärmung auf Grönland auf gerade mal eine Dekade erstreckte und ca. 1933 endetet. Es muss sich demnach um einen ‚Wasserschub’ gehandelt haben. Dieses Ergebnis wird besonders von der Feststellung getragen, dass die plötzliche Erwärmung im Winter 1918/19 nur durch den Westspitzbergenstrom verursacht wurde. Dieses Ergebnis ergibt sich zwingend aus der jährlichen Ausdehnung des Seeeis im Allgemeinen und dem eisfrei bleibenden Triangel, der bis zum Norden von Spitzbergen reicht. Gegenüber der nachgewiesenen Faktenlage zum Ort und Zeitpunkt der Erwärmung auf Spitzbergen im und ab Winter 1918/19, konnte mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Verbindung zwischen der arktischen Erwärmung und dem Seekrieg in Westeuropa in den 1914 -1918 dargelegt werden. Schon 1936 wurde auf folgendes hingewiesen (J. Schokalsky, 1936): ![]() „Der Zweig des Nordatlantischen Stromes, der in den Arktischen Ozean am Rand des Kontinentalschelfs eintritt, hat an Mächtigkeit so wesentlich zugenommen, dass die Deckschicht kalten Wassers, die zu Nansens Zeiten 200m dick war, jetzt auf weniger als 100m reduziert worden ist.“ (Hinweis: Die angesprochene Nansen Reise fand ca. 1895 statt) Wer die Erwärmung der Arktis von 90 Jahren erklären will, muss den gewaltigen Temperatursprung auf Spitzbergen im Winter 1918/19 auf den Westspitzbergenstrom zurückführen und den plötzlichen Wechsel durch die seebezogene menschliche Aktivitäten in Westeuropa zurückführen. Weitere Informationen, Details, Grafiken und Referenzen sind zugänglich auf: http://www.arctic-warming.comBibliographie:Bengtsson, L., Vladimir A. Semenov, Ola M. Johannessen, The Early Twentieth-Century Warming in the Arctic—A Possible Mechanism, Journal of Climate, October 2004, page 4045-4057. Bernaerts, A., see: ‘Previous Essays’, www.oceanclimate.de. Birkeland, B.J.; ‘Temperaturvariationen auf Spitzbergen’, Meteorologische Zeitschrift, Juni 1930, p. 234-236. Bjerkness, J; ‘The Recent Warming of the North Atlantic’; in: Bolin, Bert, ‚The Atmosphere and Sea in Motion’, Oxford 1959, p. 65ff. Brooks, C.E.P; ‘The Warming Artic’, in: The Meteorological Magazine, Vol. 73, March 1938, pp. 29-31. 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