Das Meer als Wärmespeicher – Die Frage des Tages

Zu den Kennzeichen von Küstengebieten gehört das maritime Klima. Der Einfluss des Meeres führt dazu, dass die Temperaturunterschiede weniger stark ausgeprägt sind als in Gebieten, die fernab der Küste liegen. In Verbindung mit den zuletzt genannten Gebieten ist oft der Ausdruck kontinentales Klima zu hören. Ein solches Klima herrscht zum Beispiel im Westen Russlands mit der Millionenmetropole Moskau. Mit welchen Eigenschaften des Meeres hängt dessen besondere Bedeutung für das Klima zusammen?

Antwort: Die Tatsache, dass die Meere 71 Prozent der Erdoberfläche bedecken, gewaltige Wassermengen enthalten und besonders viel Wärmeenergie speichern können, macht sie zum größten Wärmereservoir im Klimasystem. Wenn sich etwas bewegt, beispielsweise ein Wassermolekül, besitzt es Energie: kinetische Energie oder Bewegungsenergie, wie Physiker sagen. Sie betrachten die Bewegungs- als Wärmeenergie. Wärme erscheint vor diesem Hintergrund als die ungeordnete Bewegung von Teilchen in alle möglichen Richtungen. Je schneller sich Teilchen bewegen, desto wärmer ist es. Im Zusammenhang mit dem Speichervermögen der Meere verwenden Fachleute den Ausdruck Wärmekapazität. Eine Vorstellung, was damit gemeint ist, vermitteln sie zum Beispiel mit diesem Vergleich: Um die Temperatur von einem Gramm Wasser um ein Grad Celsius zu erhöhen, ist eine Energiemenge von rund 4,2 Joule erforderlich. Um hingegen ein Gramm Eisen um ein Grad zu erwärmen, genügen etwa 0,42 Joule. Mit anderen Worten: Wenn sich Wasser auch nur leicht erwärmt hat, bedeutet dies zugleich, dass es sehr viel Energie gespeichert hat.

Das vergleichsweise milde Klima in Küstengebieten hängt damit zusammen, dass das Meer tagsüber große Wärmemengen aufnimmt und nachts allmählich Wärme an kühlere Luft abgibt. Wie der Deutsche Wetterdienst erklärt, ist beim maritimen Klima die Schwankungsbreite bei den Temperaturen sowohl im Tages- als auch im Jahresverlauf geringer als beim kontinentalen. Meere nehmen im Sommer besonders viel Wärmeenergie auf – dies allerdings langsamer als das Land. Im Winter geben sie diese Wärme auch langsamer wieder ab.

Weltweit beobachten Wissenschaftler, dass sich die Lebensbedingungen in küstennahen Meeresgebieten verändern. Dies hängt mit den Nähr- und Schadstoffen zusammen, die von Flüssen ins Meer gespült werden, aber auch mit der Erwärmung des Wassers infolge des Klimawandels. Um welche Größenordnungen es sich bei der Erwärmung handelt, haben Forscher in den vergangenen Jahren wiederholt mit genauen Zahlen verdeutlicht. So wiesen sie zum Beispiel darauf hin, dass sich die Meere der Erde in den vergangenen drei Jahrzehnten um durchschnittlich 0,5 Grad erwärmt hätten. Besonders stark machte sich der Trend ihren Angaben zufolge in der Ostsee bemerkbar. Dort, so hieß es, sei die Wassertemperatur im selben Zeitraum um etwa 1,5 Grad gestiegen. Für die Nordsee haben Forscher seit den 1960er-Jahren eine Erwärmung um etwa 1,7 Grad ermittelt. Zum Vergleich: Laut Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)) hat sich die globale Durchschnittstemperatur der Luft in Bodennähe in der Zeit von 1880 bis 2012 um 0,85 Grad Celsius erhöht.

Gäbe es nicht die Meere, würden sich die klimatischen Verhältnisse nach Darstellung von Wissenschaftlern sehr viel schneller verändern, als sie es ohnehin tun. Indem die Meere Gase und Wärmeenergie aus der Atmosphäre aufnähmen, fungierten sie als ein gewaltiger Puffer. Messungen haben unter anderem gezeigt, dass die Menge der Treibhausgase Kohlendioxid und Methan in der Erdatmosphäre in den vergangenen Jahrzehnten deutlich zugenommen hat. Die gestiegenen Konzentrationen an Treibhausgas sind gleichbedeutend mit größeren Mengen an Wärmeenergie. Nach den Erkenntnissen von Wissenschaftlern werden etwa 90 Prozent der zusätzlichen Wärmeenergie infolge des Anstiegs der Treibhausgaskonzentrationen von den Meeren aufgenommen. Diese Wärme wird demnach bis in die Tiefen der Ozeane verteilt.

Die jüngsten Angaben beruhen auf einer Studie, die eine Forschergruppe um die Professorin Laure Resplandy von der Princeton University in den USA im Fachjournal „Nature“ veröffentlicht haben. Bei der Ermittlung der Menge an Wärmeenergie in den Meeren bediente sich die Gruppe, zu der auch Fachleute aus Frankreich, China und vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (Geomar) gehören, eines neuen Verfahrens. Statt wie bislang üblich auf Messungen der Wassertemperatur mithilfe von im Meer treibenden Sonden zurückzugreifen, nutzte die Gruppe genaue Informationen zu den Mengen an Sauerstoff und Kohlendioxid in der Atmosphäre. Auf der Grundlage dieser Daten lässt sich nach ihren Angaben berechnen, wie viel Wärme die Meere gespeichert haben.

 

Ein Beitrag unserer/s Leserin/s Sabine Rühlert aus Ruhland in Brandenburg.
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