Wie lange hält das Eis?

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1 Hugo-Eckener-Schule - Wirtschaftsgymnasium, 22. Januar 2013 Wie lange hält das Eis? Dr.-Ing. Hans Oerter Hans.Oerter@awi.de Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven photo: hans oerter, 2007

2 1909 2

3 ca. 1931/1932 3

4 4

5 SZ Nr.89 (2012) SZ Nr.217 (2012) NZZ No.07 (2005) SZ Nr.218 (2012) ZEIT No.7 (2012) SZ Nr.108 (2012) ZEIT No.2 (2013) SZ Nr.246 (2012) ZEIT No.48 (2012) SZ Nr.199 (2012) 5

6 Temperaturreihe DWD : Bremen & Hohenpeißenberg 4 m 977 m 9,10 C 6,49 C Quelle: Deutscher Wetterdienst 6

7 Temperaturreihe DWD : Bremen & Hohenpeißenberg 4 m m 9,10 C 8,97 C 6,50 C 6,49 C Quelle: Deutscher Wetterdienst Quelle: Deutscher Wetterdienst 7

8 Temperaturreihe DWD : Bremen & Hohenpeißenberg 4 m m 9,10 C 8,97 C 6,50 C 6,49 C Quelle: Deutscher Wetterdienst Quelle: Deutscher Wetterdienst 8

9 Temperaturreihe DWD : Bremen & Hohenpeißenberg 4 m 9,10 C ,43 C 9,64 C 977 m 8,97 C 6,50 C 6,49 C Quelle: Deutscher Wetterdienst Quelle: Deutscher Wetterdienst 9

10 NZZ No.07 (2005) ZEIT No.7 (2012) ZEIT No.2 (2013) ZEIT No.48 (2012) SZ Nr.199 (2012) 10

11 foto: hans oerter,

12 Temperaturänderung auf geologischer Zeitskala Landpflanzen Dinosaurier Säugetiere Vögel & Mensch Millionen Jahre Durchschnittliche globale Temperatur 22 C 17 C 12 C Präkambrium Kambrium Ordovizium Silur Devon Karbon Perm Trias kalt warm kalt warm kalt warm kalt warm kalt Jura Kreide Tertiär Holozän Pleistozän verändert nach: 12

13 Die Polarregionen: Arktis und Antarktis 60 N 60 S Neumayer-Station Kohnen-Station Nordpol Südpol Grönland Dome C Bremerhaven Google Earth, 2010 Google Earth, 2010 Meer von Land umgeben Nordpol liegt im Meer Land von Meer umgeben Südpol liegt auf eisbedecktem Kontinent (ca m ü.m.) 13

14 Die Polarregionen: Arktis Am Nordpol 60 N und Antarktis Am Südpol Scott-Amundsen-Base 60 S (USA) Neumayer-Station Kohnen-Station Nordpol Südpol foto: hans oerter, 2010 Grönland Bremerhaven Google Earth, 2010 neue Station, seit 2003 Dome C Ice cube Google Earth, 2010 foto: Forest Banks, IceCube project, 2005 Meer von Land umgeben Nordpol liegt im Meer Land von Meer umgeben Südpol liegt auf eisbedecktem Kontinent (ca m ü.m.) 14

15 Die Polarregionen: Arktis und Antarktis 60 S Neumayer-Station Kohnen-Station Südpol Dome C oerter 2008 oerter 1990 Google Earth, 2010 Meer von Land umgeben Nordpol liegt im Meer Land von Meer umgeben Südpol liegt auf eisbedecktem Kontinent (ca m ü.m.) 15

16 In der Antarktis Südpol photo: hans oerter 16

17 In der Antarktis Südpol video: hans oerter,

18 photo: hans oerter,

22 Ein Eisschild baut sich aus über einander liegenden Jahresschichten auf. photos: hans oerter 22

23 Eismächtigkeit Gleichgewichtslinie typisch für 7 m Grönland Antarktis 63 m Mittel: 1667 m Schematischer Querschnitt durch einen Eisschild Maximal: 3080 m Schmelzen Ablation Eisberg - kalben Meer Schneezutrag Inlandeis/ Eisschild Summit Akkumulation Aufsetzlinie Schelfeis Tafeleisberge Mittel: 2078 m Maximal: 4775 m Eismächtigkeit Fels subglaziales Schmelzen Meer km ca km km Eisfließlinie Ablationsgebiet Akkumulationsgebiet grafik: h. oerter,

24 Schmelzen auf dem Grönländischen Inlandeis photo: hans oerter, 24

26 photo: hans oerter 26

29 rm G ak os l on ke m 80 N P. Lo ak e Rid dg ov Ri ge Alpha photo: hans oerter, 2006 Ye Ridge s. ri R or p M su Je 70 N N 29

31 Schmelzen des Grönländischen Inlandeises 1050 km Die Fläche mit Eisschmelze nahm zwischen 1979 und 2008 um etwa 30% zu km Die beiden Extremjahre waren 2007 (maximale Fläche) und 1992 (minimale Fläche) trat oberflächiges Schmelzen auf etwa 50% der Fläche des Grönländischen Eisschildes auf. Quelle: NSIDC/Steffen et al

32 Eisschmelze auf dem Grönländischen Inlandeis Juli 2012 am 8. Juli 2012 Schmelzen auf ca. 40 % der Oberfläche am 12. Juli 2012 Schmelzen auf ca. 97 % der Oberfläche 2-3 Satelliten zeigen Schmelzen 1 Satellit zeigt Schmelzen kein Schmelzen 8. Juli Juli 2012 Credit: Nicolo E. DiGirolamo, SSAI/NASA GSFC, and Jesse Allen, NASA Earth Observatory,

33 Massenbilanz Antarktis Antarktische Halbinsel: negativebilanz < 0 Westantarktis mit Pine Island Gl., Thwaites Gl., SMI, KOH, DVQ und LAN : negative Bilanz Ostantarktis und Zuflüsse Filchner- Ronne-Sch. und Ross-Sch. : etwa ausgeglichene Bilanz ± 0 < 0 Quelle: Rignot & Thomas, 2002: Mass Balance of Polar Ice Sheets, Science 297,

34 Information aus IPCC-Report 2007: Was verursacht Meeresspiegelanstieg? mm / Jahr Ozean - Ausdehnung durch 1,6 ±0,5 57.1% Erwärmung Gletscher und Eiskappen Grönland Antarktis 0,77 ±0,22 0,21 ±0,35 0,21 ±0,35 Summe: 2,8 mm pro Jahr 28 mm in 10 Jahren 27.5% 7.5% 7.5% Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers ( 34

35 Landeis Antarktis: Kontinent von Meer umgeben Arktis: Meer von Land umgeben Arktis/Grönland: im Sommer starkes Schmelzen an der Eisoberfläche Massenbilanz Arktis/Grönland: stark negativ Massenbilanz Antarktis: leicht negativ, infolge beschleunigten Eisabflusses 35

36 Was ist Meereis? Meereis ist gefrorenes Meerwasser. Beim Gefrieren von Meerwasser gefriert nur das Wasser, das Salz fällt aus. Meereis wird vom Wind und den Meeresströmungen bewegt. Meereis schmilzt im Sommer und gefriert im Winter. Meereis ist ein Lebensraum. photo: hans oerter 36

39 Fahrt mit einem Eisbrecher durch Meereis video: hans oerter, 2000

40 Meereisausdehnung Antarktis Rossmeer Weddellmeer + 60 S Neumayer Südpol Antarktis - Sommer Antarktis - Winter Weddellmeer Rossmeer Südpol + 60 S Neumayer Quelle: 40

41 Nordpol + Arktis - Winter Arktis - Sommer Nordpol + 60 N 60 N Quelle: 41

45 Ausdehnung des arktischen Meereises Meereisfläche (Mill. km²) am Ende des Nord-Sommers (September) Satelliten-Beobachtungen Mittelwert Modellrechnungen Jahre Jahre AD Quelle: National Snow and Ice Data Center, University of Colorado at Boulder, USA. Updated from Stroeve et al iii 45

46 München: DVA (2009) 46

47 USA Kanada Grönland/ Dänemark Island Russland Norwegen 3 4 C. Seidler: Arktisches Monopoly, München: DVA (2009) 47

48 Meereis Meereis ist gefrorenes Meerwasser Meereis ist immer in Bewegung Meereis schmilzt im Sommer und gefriert im Winter Meereis im Nordpolarmeer nimmt stark ab Meereis im Südpolarmeer zeigt wenig Veränderung Meereis ist ein wichtiger Lebensraum Territoriale Ansprüche im Nordpolar 48

49 Jahre Klimageschichte aus dem Inlandeis der Antarktis photo: hans oerter,

50 Tiefe Eisbohrkerne in der Antarktis Antarktische Halbinsel Weddellmeer Dyer Pl. B15 Berkner Is. EPICA-DML, 2774m, >250 ka Kohnen Dome F JARE 3029m, >700 ka? European Project for Ice Core Drilling in Antarctica (EPICA) Siple St. Byrd Siple D. Südpol Dome A China, geplant Russia,F, US 3700m, 420 ka Vostok EPICA-DC, 3270m, 790 ka Haupteisscheide der Ostantarktis Taylor D. Dome C Law Dome Rossmeer Talos D. layout: w. rack, h. oerter, 50

51 European Project for Ice Core Dronning-Maud-Land 10 W 0 10 E Kohnen Südpol Drilling in Antarctica (EPICA) 68 S 70 S 72 S 74 S Weddellmeer Bruntschelfeis Riiser- Larsen- Neumayer Ekströmschelfeis Schelfeis Wasa Ritscherflya 1500 Kottas Camp Heimefrontf SANAE III SANAE IV Kirwanv. Jutulstraumen DML Troll H.U.Sverdrupf. Kohnen Amundsenisen Nowolaserewskaja Wegenerisen S 72 S 74 S 76 S Dome C Halley 0 km W 20 W 10 W 0 10 E Meer Schelfeis Inlandeis, gegründetes Eis 2000 Höhenlinie Aufsetzlinie Traversenrouten: Großbritannien Schweden Deutschland Norwegen 51

52 photo: AWI,

53 Dronning-Maud-Land 10 W 0 10 E 68 S 70 S 72 S 74 S Weddellmeer Halley Bruntschelfeis Riiser- Larsen- Neumayer Ekströmschelfeis Schelfeis Wasa Ritscherflya 1500 Kottas Camp Heimefrontf SANAE III SANAE IV Kirwanv. Jutulstraumen DML Troll H.U.Sverdrupf. Kohnen Amundsenisen Nowolaserewskaja Wegenerisen km S 72 S 74 S 76 S 30 W 20 W 10 W 0 10 E Meer Schelfeis Inlandeis, gegründetes Eis 2000 Höhenlinie Aufsetzlinie Traversenrouten: Großbritannien Schweden Deutschland Norwegen fotos: hans oerter 53

54 Funk, PC, Messe Küche Sanitärcontainer foto: hans oerter, Schlafräume á 4 Pers. Schneeschmelze Generator Lager Werkstatt Zum Bohren Kohnen-Station 75 S, 0 E, 2882 m 54

55 Eiskerntiefbohrung in der Antarktis foto: hans oerter,

56 Bohren eines Eiskerns Archiv AWI/Kipfstuhl 56

57 Was lernen wir aus den Eiskernen über das Klima der Vergangenheit? foto: hans oerter,

58 Klimadaten aus antarktischen Eiskernen Deuterium ( -SMOW) 387 ppm (EDC und Vostok) +5 C -10 C 275ppm CO₂ (ppmv) Quellen (NOAA/WDC Paleoclimatology): Methan (ppbv) Jouzel et al.(2007): Science 317, Lüthi, D.et al. (2008): Nature 453, Eisalter/Gasalter EDC3-Altersmodell (kabp) Loulerque, L. et al. (2008): Nature 453,

59 Eis als Klimaarchiv Eisalter in Grönland bis Jahre Eisalter in der Antarktis bis Jahre Eis speichert Temperaturschwankungen Eis speichert Zusammensetzung der Atmosphäre, u.a. den Gehalt an den Treibhausgasen CO2 und Methan 59

60 Süddeutsche Zeitung 24. Sept

61 Klimaänderung: Vergangenheit und Zukunft Mittel Jahre A.D. Fig. 1. Views of temperature change in the next century are informed by temperature changes in Temperaturabweichung von ( C) EOS, Transactions, American Geophysical Union, Vol.91, No. 37, 14 Sept

62 Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre Zeit (Jahre vor 2005) Kohlendioxid (ppm) Strahlungsantrieb (W m -2 ) Messung an Luftproben seit 1958 Messung an Eisproben Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers ( 62

63 Ansteigende Weltbevölkerung 2003 AD: 6,3 Mrd AD: 5 Mrd AD: 4 Mrd AD: 3 Mrd AD: 2 Mrd AD: 1 Mrd Quelle: Der Fischer Weltalmanach 2004, Frankfurt a.m. (2003) 63