Max-Planck-Institut für Meteorologie

Heute bedecken Eisschilde eine Fläche, die fast so groß ist wie Südamerika. Und auch wenn das nur drei Prozent der Erdoberfläche sind, spielen sie ähnlich wie das arktische Meereis eine große Rolle für das Klima / Ein Beitrag von Marie -Luise Kapsch & Clemens Schannwell

Klimakrise, Artensterben, Ozonabbau – ökologische Fehlentwicklungen bedrohen das Leben auf der Erde. Der Gefahr lässt sich, wie im Fall des Ozonlochs, nur begegnen, wenn die Zusammenhänge durch und durch verstanden sind. Das ist das Ziel des Erdsystemclusters in der Max-Planck-Gesellschaft

Die Nobelpreise an Klaus Hasselmann und Benjamin List wurden 2021 im Harnack-Haus in  Berlin verliehen 

Ein Interview mit Jochem Marotzke zum Weltklimagipfel in Glasgow

Klaus Hasselmann entwickelte das statistische Modell, mit dem sich die Erderwärmung dem Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre zuschreiben lässt. Dafür erhält der ehemalige Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie den Nobelpreis für Physik 2021

Klimakrise, Artensterben, Ozonabbau – ökologische Fehlentwicklungen bedrohen das Leben auf der Erde, wie wir es kennen, und damit auch die gesellschaftliche Stabilität. Der Gefahr lässt sich, wie im Fall des Ozonlochs, nur begegnen, wenn die Zusammenhänge durch und durch verstanden sind. Das ist das Ziel des Erdsystemclusters in der Max-Planck-Gesellschaft. An seiner Entstehung haben die beiden späteren Nobelpreisträger Paul J. Crutzen und Klaus Hasselmann maßgeblich mitgewirkt.

Vulkane als Ideengeber: Bei ihren Ausbrüchen stoßen sie große Mengen an Schwefeldioxid aus und kühlen so das Klima. Als ein Mittel des Geoengineerings diskutieren Fachleute daher, die Erderwärmung durch gezielte Freisetzung des Gases einzudämmen. Ob das funktionieren könnte und welche Gefahren damit verbunden wären, untersucht Ulrike Niemeier vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg.

Theresa Lang vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg war im Rahmen des Wolkenforschungsprojekts EUREC4A für rund zwei Wochen auf der Karibikinsel Barbados. Sie erzählt von Wetterballons, freundlichen Inselbewohnern und einem unerwarteten Highlight.

In öffentlichen Debatten um die Erderwärmung steht eine Ursache im Mittelpunkt: die CO₂-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Rohstoffe. Doch der Mensch verändert das Klima auch, indem er Wälder rodet und Ackerbau, Forstwirtschaft sowie Viehzucht betreibt. Julia Pongratz untersucht mit ihrer Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg die Folgen dieser Aktivitäten für das Klima – und wie sich die Eingriffe nutzen ließen, um dem globalen Wandel entgegenzuwirken.

Nirgendwo macht sich der Klimawandel so deutlich bemerkbar wie in der Arktis. Die Menge des Meereises hat hier in den vergangenen Jahrzehnten drastisch abgenommen. Diesen Schwund haben Klimamodelle lange nicht in seinem ganzen Ausmaß erfasst. Das ändert sich nun – nicht zuletzt, weil Dirk Notz und seine Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg immer besser verstehen, welche Prozesse die Bildung und das Schmelzen des Meereises beeinflussen.

Im Januar und Februar 2020 fand auf und um die Karibikinsel Barbados unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg und dem Laboratoire Météorologique Dynamique/CNRS in Paris die internationale Messkampagne EUREC⁴A in der Passatregion statt. Sie hatte das Ziel zu verstehen, wie die Passatbewölkung auf die Klimaerwärmung reagiert und eventuell zu ihr beiträgt.

Dem Ozean fällt eine entscheidende Rolle in unserem Klimasystem zu: Er absorbiert gemittelt über die letzten zehn Jahre  etwa 23 Prozent der menschengemachten jährlichen CO₂-Emissionen. Neue, beobachtungsbasierte Abschätzungen mittels neuronaler Netzwerke deuten jedoch auf starke Schwankungen in der CO₂-Aufnahme auf dekadischen Zeitskalen hin. Insbesondere das Südpolarmeer spielt dabei eine entscheidende Rolle.

Mit dem Erdsystemmodell des Max-Planck-Instituts für Meteorologie haben wir die Änderungen im globalen Klimasystem während der letzten 8000 Jahre in einer räumlich detaillierten Darstellung berechnet. So konnten wir einen Teil des Rätsels um das Ende der grünen Sahara lösen. Rekonstruktionen zeigen ein komplexes Änderungsmuster. In unserer Simulation wird das Ende der feuchten Phase nicht nur vom Rückzug des Monsuns, sondern auch von der Änderung der Zugbahn extratropischer Tiefdruckgebiete bestimmt. Als deren Zusammenspiel vor rund 4000 Jahren aufbrach, nahmen Niederschlag und Vegetation in der Westsahara rasch ab.

Um alle 2,5 Kilometer auf der Erde den Zustand der Atmosphäre mit einem Klimamodell nachzurechnen, braucht es 83 Millionen Punkte. Nur so, und im Gegensatz zu gängigen Klimamodellen, die mit einer typischen Auflösung von rund 100 Kilometer arbeiten, lässt sich die Vielfalt der Wolken und ihre einzigartigen Formen, die manchmal an einen Elefanten, manchmal an eine große Maus erinnern, wiedergeben. Sind aber so viele Details nötig? Die Autoren präsentieren die Ergebnisse einer internationalen Vergleichsstudie, in der zum ersten Mal acht solcher neuartigen Klimamodelle gerechnet wurden.

Als sich von 1998 bis 2012 die Erwärmung der Erdoberfläche verlangsamte, erklärten viele Klimawissenschaftler den Ozean, der mehr Wärme aufnahm als erwartet, zur Ursache. Die Autoren der hier beschriebenen Studie bezweifeln diese Ansicht: Die beobachtete Verlangsamung ließe sich ebenso gut der schwankenden Wärmeabstrahlung in den Weltraum zuschreiben. Zudem sind die mit einer Verlangsamung der Erwärmung verbundenen Energiemengen kleiner als bisher angenommen – und zwar so klein, dass die tatsächliche Ursache der Verlangsamung sich angesichts der Unsicherheitsmargen wohl nie herausstellen wird.