Gründe: Kurzfristige Veränderungen in atmosphärischer Zirkulation und längerfristige Veränderungen im Ozean
Rekordverdächtige Temperaturen im Nordatlantik tragen zu extremen Hitzewellen im Meer bei: Die globalen durchschnittlichen Meeresoberflächentemperaturen erreichten im vergangenen Monat einen noch nie dagewesenen Wert für Juni. Der Nordatlantik verzeichnete außergewöhnlich warme Meeresoberflächentemperaturen, die zu mehreren extremen Hitzewellen im Meer führten. Die durchschnittlichen globalen Meeresoberflächentemperaturen erreichten im vergangenen Monat einen noch nie dagewesenen Wert für den Monat Juni. Laut einer Analyse des Copernicus Climate Change Service (C3S) vom 06.07.2023 sind diese auf kurzfristige Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation und längerfristige Veränderungen im Ozean zurückzuführen.
Erd- und Meereserwärmung schreiten voran – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify
In diesem Jahr konzentrierten sich die Diskussionen über unsere Ozeane und das Klima bisher vor allem auf den Beginn von El Niño, der kürzlich von der Weltorganisation für Meteorologie ausgerufen wurde, und dessen Potenzial, die globalen Temperaturen bis Ende 2023 und bis ins Jahr 2024 in „unbekanntes Terrain“ zu treiben. Tatsächlich haben wir aber aufgrund der außergewöhnlich warmen Bedingungen im Nordatlantik bereits unbekanntes Terrain betreten. Bereits im Mai waren die Meeresoberflächentemperaturen weltweit höher als in jedem anderen Mai zuvor, und dies setzte sich im Juni mit noch größeren Anomalien im Vergleich zum Durchschnitt fort.
Temperaturen im Nordatlantik außerhalb der Norm
Die durchschnittlichen Meeresoberflächentemperaturen im Juni 2023 im Nordatlantik waren mit 0,91 °C über dem Durchschnitt die wärmsten in den ERA5**-Aufzeichnungen für diese Jahreszeit. Das sind etwa 0,5 °C mehr als der bisher wärmste Juni, der 2010 gemessen wurde. Besonders auffällig ist die anomale Wärme im nordöstlichen Atlantik, wo sie um 1,36 °C über dem Durchschnitt für den gesamten Monat lag, wie die folgende Grafik zeigt.
Die Temperaturen im nordöstlichen Atlantik stiegen ab Ende Mai stetig an und erreichten am 21. Juni mit etwa 1,6 °C über dem Durchschnitt ihren Höhepunkt, wie die unten stehende Grafik der täglichen SST-Anomalien zeigt. Während die absoluten Temperaturen in der Region während des Sommers höhere Werte erreichen, sind die im letzten Monat beobachteten Durchschnittstemperaturen eher typisch für den Spätsommer. Vor Juni 2023 wurden solche Temperaturen im ERA5-Datensatz, der unten seit 1979 dargestellt ist, frühestens gegen Ende Juli beobachtet.
Die Region wurde von mehreren marinen Hitzewellen heimgesucht. Westlich von Irland stufte die NOAA Marine Heatwave Watch die Hitzewelle örtlich bis zur Kategorie 5 („Beyond Extreme“) ein, mit Meeresoberflächentemperaturen, die auf dem Höhepunkt 4-5 °C über dem Durchschnitt lagen. In diesem Gebiet herrschte bereits seit Anfang Juni eine marine Hitzewelle der Kategorie 1, die zwischen dem 15. und 24. Juni extreme Bedingungen erreichte, bevor sie gegen Ende des Monats wieder in die Kategorie 1 zurückging.
Eine marine Hitzewelle der Kategorie 4 („extrem“) trat in weiten Teilen Irlands und des Vereinigten Königreichs sowie in der Ostsee auf. Weiter südlich und westlich in der Biskaya und entlang der nordwestlichen Küste Afrikas im subtropischen und tropischen Atlantik herrschten Bedingungen der Kategorie 2 („stark“).
Marine Hitzewellen sind das Ergebnis einer Kombination aus atmosphärischen und ozeanografischen Prozessen und können das Leben im Meer erheblich beeinträchtigen und zu extremen Wetterereignissen führen.
Eine Kombination von Faktoren, die dazu beitragen
Während die Ursachen für die anomale Wärme im Nordostatlantik noch erforscht werden müssen, gibt es bereits mehrere Faktoren, die dazu beitragen. Dazu gehören die atmosphärische Zirkulation, die Luftverschmutzung und die Trends des Klimawandels.
Im Juni war die atmosphärische Zirkulation über dem nordatlantischen Becken ungewöhnlich. Das Azorenhoch, ein semipermanentes Hochdruckgebiet über dem Atlantik, war viel schwächer als der Durchschnitt – mit großem Abstand das schwächste in den ERA5-Daten für Juni, wie aus der Karte und dem Diagramm oben hervorgeht. Dies folgt auf 10 Jahre, in denen das Azorenhoch zu dieser Jahreszeit nahe am oder über dem Durchschnitt lag.
Ein abgeschwächtes Azorenhoch ist mit einer Abschwächung der für die Region typischen Winde verbunden. Die ERA5-Daten zeigen, dass die Oberflächenwindgeschwindigkeiten im Juni über dem größten Teil des nordöstlichen Atlantiks unter dem Durchschnitt lagen. Werte der Windgeschwindigkeit, die 20-30 % unter dem Durchschnitt lagen, fielen häufig mit den größten positiven Anomalien der Meeresoberflächentemperatur zusammen, insbesondere im subtropischen Nordatlantik.
Im Durchschnitt der nordöstlichen Atlantikregion kam es im Juni 2023 zu der größten negativen Windgeschwindigkeitsanomalie im ERA5-Datensatz. Die Oberflächenwindgeschwindigkeiten hängen eng mit den Meeresoberflächentemperaturen zusammen, da verringerte Windgeschwindigkeiten zu einer geringeren Vermischung des Oberflächenwassers mit dem kühleren Wasser darunter führen, wodurch die Meeresoberflächentemperaturen ansteigen können. Niedrigere Windgeschwindigkeiten schwächen auch den Auftrieb von tieferem, kälterem Wasser entlang der Kanarischen Strömung, einer Meeresströmung, die südwärts entlang der Küste Westafrikas und dann westwärts in den Nordatlantik in der Nähe der Kapverdischen Inseln fließt.
Eine weitere Folge schwächerer Bodenwinde ist eine Verringerung der Bewegung von Saharastaub nach Westen über den Nordatlantik. Das Fehlen einer vertikalen Durchmischung im Ozean könnte zum schnellen Anstieg der Meeresoberflächentemperaturen beigetragen haben, während die Verringerung des Saharastaubs über dem Nordatlantik den Temperaturanstieg ebenfalls verstärkte. Typischerweise hat Saharastaub die Wirkung, dass die Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum gestreut wird, bevor sie die Meeresoberfläche erreicht.
Met Éireann, der staatliche Wetterdienst Irlands, betonte außerdem, dass in der Zeit vor der Meereshitzewelle im Norden ein hoher Druck herrschte, sehr wenig Wind und sonnige Bedingungen, was zu einer erheblichen Erwärmung der Meeresoberflächentemperaturen führte. Animation, die sowohl die Anomalie der Windgeschwindigkeit an der Oberfläche (10 m) (%) als auch die Anomalie der Meeresoberflächentemperatur (°C) für den Monat Juni 2023 im Vergleich zum Referenzzeitraum 1991–2020 zeigt.
Auf längeren Zeitskalen gibt es mehrere andere Faktoren, welche die Warmanomalien beeinflusst oder verstärkt haben könnten. Einer davon ist natürlich der Einfluss des Klimawandels und der globalen Erwärmung aufgrund steigender Treibhausgaskonzentrationen. Ein weiterer Faktor ist die abnehmende Feinstaubbelastung über der Nordhalbkugel, insbesondere aus Europa und Nordamerika. Während sich die geringere Umweltverschmutzung positiv auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit auswirkt, könnte sich eine geringere Umweltverschmutzung auch auf die Menge der Sonnenstrahlung auswirken, die zurück in den Weltraum gestreut wird, was zu einer stärkeren Erwärmung führen würde.
Eine weitere Überlegung ist die multidekadische Fluktuation der Nordatlantikzirkulation und des Wärmetransports. Diese komplexen Schwankungen sind Gegenstand laufender Forschung und Beobachtung und werden wahrscheinlich teilweise durch die globale Erwärmung und teilweise durch intrinsische Variabilität verursacht.
Langfristige oder vorübergehende Veränderung?
Nach dem Höhepunkt der Anomalien der Meeresoberflächentemperatur im Nordatlantik am 21. Juni begannen die Temperaturanomalien gegen Ende des Monats wieder zu sinken, obwohl sie weiterhin über dem Durchschnitt liegen. Dies folgt auf eine Verschiebung der Zirkulation, wobei stärkere Winde von der Küste Westafrikas nach Nordosten in Richtung Irland und Großbritannien wehen. Stärkere Winde bewirken, dass sich das Oberflächenwasser mit dem kühleren Wasser darunter vermischt und die Meeresoberflächentemperaturen abkühlen. Es ist wahrscheinlich, dass die höchsten Temperaturen in einer relativ flachen Schicht an der Meeresoberfläche auftraten, was bedeutet, dass diese Abkühlungsreaktion auf die erhöhten Windgeschwindigkeiten relativ schnell erfolgen kann.
Die im Juni beobachteten Meereshitzewellen waren wahrscheinlich das Ergebnis einer Kombination aus der kurzfristigen anomalen atmosphärischen Zirkulation und längerfristigen Veränderungen, einschließlich Schwankungen der Zirkulation und des Wärmetransports im Atlantik sowie der Erwärmung unserer Ozeane aufgrund des Klimawandels. Weltweit ist die mittlere Meeresoberflächentemperatur seit der vorindustriellen Ära gestiegen und steigt weiter an, während 90 % der mit der globalen Erwärmung verbundenen zusätzlichen Wärme von den Ozeanen aufgenommen wurden.
Die warmen Meeresoberflächentemperaturen im Nordatlantik wirkten sich auch auf die atlantische Hurrikansaison aus, die offiziell am 1. Juni begann und in der es bereits drei benannte Stürme gab, darunter zwei gleichzeitig, was im Juni außergewöhnlich selten ist.
Da El Niño-Bedingungen typischerweise die Hurrikanaktivität im Atlantik unterdrücken, verdeutlichen diese außergewöhnlichen Bedingungen die Komplexität des Erdsystems und die Bedeutung der Berücksichtigung anderer Aspekte der Klimavariabilität neben dem sich entwickelnden El Niño. Diese anomalen Bedingungen im Nordatlantik waren im Vergleich zu El Niño-Ereignissen nur von kurzer Dauer, wobei seit März bisher überdurchschnittlich hohe Temperaturen zu verzeichnen waren, parallel zu den Beginnstadien von El Niño. Da El Niño voraussichtlich im weiteren Jahresverlauf 2023 und bis 2024 stärker ausgeprägt sein wird, bleibt abzuwarten, wie sich die Bedingungen im Nordatlantik entwickeln werden.