Klimawandel: Riesenwellen am Nordpol

Der Arktische Ozean ist ein ruhiges Meer, wenn es mit Eis bedeckt ist. Aber das Abschmelzen der Eisfläche im Sommer hat bereits zu erheblichen Änderungen geführt. Forscher haben nun erstmals Wellen von bis zu neun Metern Höhe gemessen. Das Szenario für die Zukunft lässt eine häufigere große Wellenbildung erwarten.

„Dies wäre eine bemerkenswerte Abkehr von historischen Bedingungen in der Arktis, mit potenziell weitreichenden Folgen für das System von Luft, Wasser und Eis“, sagt Professor Jim Thomson vom Applied Physics Laboratory der Universität des US-Bundesstaats Washington in Seattle. Auch für die Menschen, die in den Gemeinden am Rande des Eismeers leben, und für Aktivitäten im Arktischen Ozean – die zunehmende Schifffahrt und die mögliche Förderung von Öl und Gas und anderen Rohstoffen aus dem Meer – kann dies Folgen haben. Bereits heute bedroht die Erosion der Küstenlinie die dortigen Gemeinden. „Wir sehen Veränderungen der Küstenlinie und einen neuen Prozess in der Arktis. Wir wissen aber noch nicht, wie ernst das am Ende sein wird“, sagt Thomson.

Shishmaref in Alaska erodiert

Was die Entwicklung bedeutet, zeigen Bilder von der Gemeinde Shishmaref in Alaska, wo Mitglieder des indigenen Volks der Inupiat leben. Die Gemeinde liegt auf einer Insel am Polarmeer. Sie liegt 180 Kilometer von der russischen Küste entfernt. Shishmaref ist zu einem großen Teil zerstört. Wellen und Stürme reißen die Häuser ins Meer.

Die hohen Wogen im Eismeer sind zwar vorerst noch deutlich kleiner als die Riesenwellen, die in anderen ozeanischen Regionen eine Höhe von über 25 Metern erreichen können. Bei der Nutzung der arktischen Schiffsrouten oder beim Design von Bohrplattformen muss der stärkere Wellengang aber künftig mit eingeplant werden.

Die Studie von Thomson und seines Kollegen Erick Rogers vom Naval Research Laboratory am Stennis Space Center in Mississippi wurde jetzt in den „Geophysical Research Letters“ veröffentlicht. Sie stützt sich auf Messungen im Sommer 2012 in der Beaufort See nördlich von Alaska, als ein am Meeresboden verankerter Sensor, der sich 50 Meter unter der Wasseroberfläche befand, zwei Monate lang die Wellenhöhe maß. Nun werden die Forschungen fortgesetzt. Thomson und ein internationales Forscherteam haben in diesen Tagen rund 40 Bojen gesetzt, die auf der Wasseroberfläche und dem Eis Daten sammeln. „Das wird uns ein genaueres Bild von der Wellenbildung und der Stärke geben“, sagt Thomson.

Die Wellen werden größer

„Eine wachsende eisfreie Fläche wird zu stärkerer Wellenbildung führen“, erwartet Thomson. Die 2012 gesammelten Daten zeigen, dass auf der Höhe eines Sturms Wellen bis zu neun Metern entstanden. Die sogenannte „signifikante Wellenhöhe“ (significant wave height) lag bei fünf Metern. Dies ist der Durchschnittswert des höchsten Wellendrittels. Die Messungen bestätigten die erwartete Abhängigkeit von offenem Wasser und großen Wellen.

Die Wellenbildung wird durch die Größe der Fläche, über die der Wind streicht, geprägt, was die Wissenschaftler als „fetch“ oder Wirkweg bezeichnen, außerdem von Windgeschwindigkeit und Winddauer. Der Wirkweg wird durch den deutlichen Rückgang der arktischen Meereisfläche im Sommer größer.

Im Sommer 2012 erlebte die Arktis den bis dahin dramatischsten Eisverlust: Im September waren am Sonntag nur noch 4,1 Millionen Quadratkilometer des Arktischen Ozeans eisbedeckt. Dies ist die geringste Fläche seit Beginn der Satellitenmessungen vor mehr als drei Jahrzehnten und 70 000 Quadratkilometer weniger als der bisherige Minusrekord 2007.

Die großen offenen Wasserflächen begünstigen die Bildung stärkerer Wellen, die als Woge – „swell“ – bezeichnet werden. „Diese Wellen sind nicht nur größer. Sie sind beim Aufbrechen des Eises auch effektiver, weil sie mit größerer Energie auf das Eis stoßen.“ Das heißt, dass diese starken Wellen ihrerseits wieder das Abschmelzen des Meereises fördern, weil aufgebrochene Eisflächen schneller schmelzen.