Salzgehalt der Ozeane erklärt Klimaphänomene

Neues aus der Klimaforschung: Einmal im Monat berichten Klimaforscher im Hamburger Abendblatt über aktuelle Erkenntnisse. Julia Köhler erforscht anhand von Satellitendaten, wie sich der Salzgehalt der Meere auf der ganzen Welt verändert.

Nur der Blick aus dem All kann die gesamte Erde erfassen. Deswegen erheben Satelliten für die Wissenschaft viele wertvolle Daten. Für mich als Meeresforscherin sind besonders die Daten zum Salzgehalt der Weltmeere interessant. Denn der bestimmt zusammen mit der Temperatur die Dichte des Wassers, die dafür verantwortlich ist, wie sich die globalen Meeresströmungen verändern. Außerdem ist der Salzgehalt von Ort zu Ort unterschiedlich und zeigt uns zum Beispiel, in welchen Meeresregionen Wasser verdunstet oder wo es regnet. Wir können mit den globalen Daten also verfolgen, wie sich der Wasserkreislauf über dem Ozean etwa durch die Erderwärmung verändert.

Erst seit 2010 lässt sich dieser wichtige Wert aus Satellitenmessungen ableiten. Der Satellit erfasst die natürliche, elektromagnetische Strahlung, die von jedem Körper ausgeht. Die Strahlung des Ozeans ist auch von seinem Salzgehalt abhängig. Ein Zusammenhang der im Mikrowellenbereich der elektromagnetischen Strahlung besonders deutlich ist. Damit lässt sich aus den Satellitenmessungen der Salzgehalt ermitteln und wir erhalten ein flächendeckendes Bild der Salzgehaltsverteilung an der Meeresoberfläche. Der Vorteil von Satelliten ist dabei, dass sie in sehr kurzer Zeit die kompletten Weltmeere abtasten können – es dauert nur drei Tage.

Auf der Suche nach dem Fehler

Diese Messmethode ist noch recht neu, sie muss geprüft und verbessert werden. Deshalb habe ich in meiner Dissertation am Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit untersucht, inwieweit die Satellitendaten mit Werten von Bojen und Forschungsschiffen übereinstimmen und wo mögliche Fehlerquellen liegen. Um sie zu identifizieren, habe ich eine kalte und eine warme Meeresregionen genauer untersucht: das europäische Nordmeer und den Indischen Ozean. Denn welche Temperatur das Wasser an der Oberfläche hat, beeinflusst die Genauigkeit der Daten – je kälter, desto schwieriger ist es, den Salzgehalt aus den Messungen zu bestimmen. Deswegen sind besonders Daten aus den Polargebieten fehlerhaft. Das zeigt auch meine Untersuchung: Bei den Salzgehaltsfeldern des Indischen Ozeans können wir viele spannende Beobachtungen machen. Sogar schnelle Klimaphänomene wie die Madden-Julian-Oszillation, die in 30 bis 90 Tagen um den Globus wandert, können wir erkennen. Im europäischen Nordmeer dagegen reicht es gerade mal dafür, den Zyklus der Jahreszeiten zu erkennen, etwa das Schmelzen des Meereises im Sommer und das Wachsen im Winter.

Neben geringen  Temperaturen kann aber auch eine raue See die Messwerte verfälschen. Zusätzlich sind die Daten aus einem relativ großen Bereich entlang der Kontinente nicht brauchbar. Die Strahlung des Landes stört dort die Messwerte aus dem Ozean. Aber auch Menschen können zwischen Meeresoberfläche und Satellit funken, wenn zum Beispiel ein Schiff illegal auf der für die Forschung reservierten Frequenz sendet.

Mit meinen Kollegen widme ich mich in Zukunft dem Indischen Ozean, der im Moment noch eine der am wenigsten erforschten Meeresregionen ist. Die Salzgehaltsdaten helfen, dortige Klimaveränderungen und extreme Wetterphänomene näher zu untersuchen. Die daraus entstehenden Ergebnisse können dann die Vorhersagesysteme für Niederschlag oder Extremwetterereignisse wie Dürren in Ostafrika deutlich verbessern.

Julia Köhler hat diesen Artikel geschrieben und arbeitet als Meeresforscherin am CEN. Sie ist eine von vier Forschern, die per Video und Audioguide durch die Ausstellung an Bord der MS Wissenschaft führen. Das Schiff tourt ab Mai durch Deutschland und legt von 13. bis 16. Mai in der Hafencity an. Bild: UHH/CEN

Mehr Informationen:

• Wissenschaftsjahr 2016*17 –Meere und Ozeane
• Kontakt zu Dr. Julia Köhler