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Meereis und Albedo

Von von IMAU - University Utrecht / 3. Juli 2008 / 3 Kommentare
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Immer noch nicht die Modelle, aber immerhin ein Schritt dahin. Ein ganz wichtiger Feedback Mechanismus in allen Meereismodellen und dann natürlich auch in allen Klimamodellen ist der sogenannte Eis-Albedo Feedback.

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Grafik 1: Sommer Albedo Trends in der Arktis ermittelt durch Polar Pathfinder Satellitendaten.

Kann man dessen Entwicklung eigentlich schon messen? Wenn es weniger altes und mehr neues Meereis gibt, was passiert dann eigentlich mit der Albedo? Und schliesslich, wenn es wärmer wird und sich zunehmend kleine Schmelzwasserteiche auf dem Eis bilden, hat das einen messbaren Einfluss auf die Albedo?
Hier einige Grafiken und Bilder aus einem Vortrag von Mark Tschudi, Jim Maslanik und Dan Perovich (NCAR, Univ.of Colorado und USACE Engineer Research and Development Center, Infos hier) die siese Fragen beantworten. Satelliten haben einen Trend in der arktischen Albedo hin zu einer dunkleren, weniger reflektierenden Arktis gemessen (Grafik 1). Eine Albedo von 1 entspricht dabei einem perfekten Spiegel und eine von 0 einer schwarzen alles absorbierenden Oberfläche. Was ist die Ursache dieses Trends? Das folgende Foto zeigt deutlich, dass Einjahreseis dunkler ist als Meerjahreseis.

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Bild 2: Von Drohnen aufgenommenes Meereis mit deutlichem Albedo- unterschied.

Einjahreseis bildet seltener eine homogene Oberfläche und es ist zersetzt von Polynyas. Wasser aber hat eine deutlich geringere Albedo als Eis oder schneebedecktes Eis. Hat das Ganze auch ein räumliches Muster? Grafik 3 zeigt die Gegenden, in denen es besonders in der Arktis dunkel geworden ist .

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Grafik 3: Albedotrends vom Satelliten aus gesehen (s.o.).

Zur Beringstrasse und zur Framstrasse hin scheint die Verdunkelung besonders signifikant. Ist der Wechsel von Meerjahres zu Einjahreseis der einzige Weg um die Albedo zu verringern? Keineswegs.

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Grafik 4: Häufigkeit von Schmelzwasser- tümpeln auf dem Eis und Albedo.

Grafik 4 zeigt, dass mit mehr Schmelzwasser- tümpeln auf dem Eis ebenfalls die Albedo in die Knie gehen kann. Wir haben also Mechanismen mit einem Langzeit- gedächtnis (Einjahres- versus Meerjahreseis) und instantane Mechanismen (Schmelzwasser) vorliegen, die beide die Albedo ändern können.
Die Rekordschmelze 2007 steckt dem Meereis daher noch in vieler Hinsicht “in den Knochen” (unter anderem über die Albedo) und es gibt Gründe, weshalb ein Jahr mit Rekord sehr gut einen weiteren Rekord im nächsten Jahr produzieren kann (man spricht von mehr oder minder grosser Auto-Korrelation). Trotzdem wissen wir aus vielen Beobachtungen, dass eher zufällige Wetterlagen (permanentes Hoch über der Arktis mit maximaler Sonneneinstrahlung etc.) beim Rekord 2007 kräftig mitgeholfen haben. Obwohl sich 2008 also verdammt nicht “schlecht” hält im Wettlauf mit 2007, bleibt mein Tipp fürs erste dabei, dass 2007 für eine ganze Reihe von Jahren der Rekordhalter bleiben wird.
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Kommentare (3)

  1. #1 adenosine
    Juli 4, 2008

    Gibt es einen Daumenwert, wie viel das Verschwinden des arktischen Seeeis im Sommer zu einer globalen Temperaturerhöhung beitragen würde?

  2. #2 Nils Simon
    Juli 4, 2008

    Adenosine: Das weiß ich nicht, aber es gibt ein sehr interessantes Paper zu den Auswirkungen geringer Meereisbedeckungen auf die umliegenden Landflächen. Hier der Abstract von Lawrence et al. 2008:

    “Coupled climate models and recent observational evidence suggest that Arctic sea ice may undergo abrupt periods of loss during the next fifty years. Here, we evaluate how rapid sea ice loss affects terrestrial Arctic climate and ground thermal state in the Community Climate System Model. We find that simulated western Arctic land warming trends during rapid sea ice loss are 3.5 times greater than secular 21st century climate-change trends. The accelerated warming signal penetrates up to 1500 km inland and is apparent throughout most of the year, peaking in autumn. Idealized experiments using the Community Land Model, with improved permafrost dynamics, indicate that an accelerated warming period substantially increases ground heat accumulation. Enhanced heat accumulation leads to rapid degradation of warm permafrost and may increase the vulnerability of colder permafrost to degradation under continued warming. Taken together, these results imply a link between rapid sea ice loss and permafrost health.”

  3. #3 Georg Hoffmann
    Juli 4, 2008

    @Nils
    Hölle, du bist deutlich zu schnell für einen alten Mann. Heute Morgen hatte ich das Paper noch gesehen und gedacht, das sollte ich mal lesen und schwupp, ist es schon hier gepostet.
    @adenosine
    Ein Ansatz waere der Folgende.; In Soden Und Held Arbeit zu den verschiedenen Feedbacks wird ein gesamter Albedo Feedback von ca 0.5 W/m2/K angegeben. Wir koennen ja mal annehmen, dass mindestens die Hälfte aufs arktische Sommermeereis geht, also 0.25W/m2/K. Die Summe aller Feedbacks betraegt ca 1.3W/m2/K. 20% waeren davon also Arktische Sommermeereis.
    Die Klimasensitivitaet bei 2*CO2 betraegt im Mittel 3K, davon 1K auf den direkten EInfluss der Treibhausgase, bleiben 2K fuer die Feedbacks. Davon 20% sind 0.4K.
    Ueberfluessig zu sagen, dass diese 0.4K erstens sehr approximativ sind und zweitens nicht besonders gleichmaessig verteilt.
    Georg