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Ein Umweltphysiker im Klimawandel

Zum Klima der letzten Eiszeit und zum Abreißen des Golfstroms

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Milankovitch-Zyklus, Dansgaard-Oeschger- und Heinrich-Ereignisse

Die Klimageschichte der letzten ca. 1/2 Mio. Jahre ist uns heute z.B. aus einem Eisbohrkern bekannt, der an der Station Vostok in der Antarktis gezogen wurde. Wir sehen, dass es im Abstand von etwa 100.000 Jahren Eiszeiten und Warmzeiten gab. Die Hauptursache hierfür liegt in der Umlaufbahn der Erde um die Sonne, die zwischen einer fast kreisförmigen und einer ausgeprägt elliptischen Bahn schwankt. Der Wechsel dauert etwa 100.000 Jahre. Man nennt ihn Milankovitch-Zyklus.

Die eiszeitlichen Klimate waren nicht so stabil wie bis vor kurzem gedacht. Es kam vor allem im nordatlantischen Raum (Europa und Nordamerika) immer wieder zu Temperatursprüngen von bis zu 10 Grad Celsius in wenigen Jahren.

Die Sprünge in den besonders warmen Zustand (Dansgaard-Oeschger-Event) und in den kältesten Zustand (Heinrich-Event, mit Zusammenbruch des thermohalinen Zirkulationsbandes und einem Abreißen des Nordatlantikstroms (Verlängerter Arm des Golfstromes) ) geschahen sehr plötzlich, bei Überschreiten der jeweiligen Schwellwerte (schwarze Balken).

Im Verlauf des letzten Glazials (Weichsel-, Würm-Eiszeit zwischen 10 000 und 100 000 v.h) kam es mehr als zwanzig Mal zu solchen plötzlichen Erwärmungen (Dansgaard-Oeschger-Events), die – nur auf den Nordatlantikraum, also Nordamerika und Europa, bezogen – jeweils einige hundert bis maximal tausend Jahre andauerten.

Dansgaard-Oeschger-Ereignisse (bestimmt über Messungen des Sauerstoffisotops 18 O in Eiskernen (Proxy für Warmzeiten)). Heinrich-Ereignisse (bestimmt über Sedimentablagerungen im Ozean, welche über den Eisschild und Eisberge in den Ozean eingetragen wurden (Anzeichen für Kaltzeiten)).

Man nimmt heute an, dass ein Sonnenzyklus mit etwa 1500jähriger Periode Insolationsschwankungen (Schwankungen der Sonneneinstrahlung, siehe roter Balken links auf der Animation) bewirkt hat, welche der Auslöser für diese Klimasprünge waren.

Das Jüngere Dryas-Ereignis

Im Gegensatz zu dem relativ stabilen Klima des Holozäns, d.h. der letzten 10 000 Jahre, zeigt das Klima der letzten Eiszeit zwischen 10 000 und 100 000 v.h., starke Schwankungen zwischen warmen und kalten Phasen, besonders ausgeprägt im nordatlantischen Raum. Die bekannteste und am besten erforschte plötzliche Klimaänderung dieser Art ist das sogenannte Jüngere Dryas-Ereignis am Ende der letzten Kaltzeit vor rund 13 000 bis 11 500 Jahren. Die Temperatur sank zu Beginn dieser Periode in wenigen Jahrzehnten um mehrere Grad, und auch die Erwärmung am Ende dieser Phase war sehr abrupt und betrug in großen Teilen der nördlichen Hemisphere bis zu 10 °C in 50 Jahren. Die Ursache für den plötzlichen Temperaturabfall lag nach heutiger Erkenntnis in einem Aussetzen oder einer deutlichen Schwächung der Tiefenkonvektion im Nordatlantik, die die am Ende der letzten Kaltzeit gerade wieder belebte Warmwasserheizung (den Nordatlantikstrom) über den Golfstrom abstellte. Als Grund für das Aufhören der Tiefenkonvektion (Tiefenumwälzung) wird eine plötzliche und gewaltige Schmelzwasserzufuhr über die Labradorsee in das Absinkgebiet der thermohalinen Zirkulation angenommen. (Die thermohaline Zirkulation wird durch kaltes und salzhaltiges, d.h. dichtes Wasser angetrieben).

Die Abbildung zeigt den Laurentischen Eisschild mit seinen Grenzen vor 21000 und vor 13000 Jahren. Die blauen Pfeile zeigen die wichtigsten kontinentalen Abflüsse, 1 über das Missippi-Tal, 2 über den Hudson-River, 3 über den St. Lorenz-Strom. Der plötzliche Frischwasserstoß verringerte rapide den Salzgehalt und die Dichte im Oberflächenwasser des Nordatlantiks und brachte die Tiefenkonvektion zum Erliegen. Die Rückkehr eiszeitlicher Verhältnisse im nordatlantischen Raum war die Folge. Sie währten solange, bis die Frischwasserzufuhr nach dem weitgehenden Auslaufen des Binnensees und Abschmelzen der Eismassen aufhörte und sich durch erhöhten Salzgehalt die Tiefenwasserbildung der thermohalinen Zirkulation in der Form einstellte, wie wir sie bis heute kennen.

Zum Versiegen des Nordatlantikstomes: Ein Versiegen des Nordatlantikstromes konnte bisher nur in einem eiszeitlichen Klima nachgewiesen werden. Zum einem in Zeiten der eiszeitlichen Abkühlung, in denen sich die Eisgrenze soweit bis nach Süden ausdehnt hat, dass es zu einem Abschneiden des Nordatlantikstromes kam. Zum anderen in Zeiten der eiszeitlichen Erwärmung, in denen sich große Schmelzwasserseen bildeten und diese abrupt in den Nordatlantik flossen. Derzeit leben wir in einer Warmzeit mit Eisschilden, die nicht einmal ansatzweise mit denen der letzten Eiszeit zu vergleichen sind. Das Schmelzwasser, welches sich in den vorangegangenen Warmzeiten des Holozäns (Optimum des Holozäns, Optimum der Römerzeit, Optimum des Mittelalters) gebildet hat (Zeitraum der letzten 10 000 Jahren), reichte nicht um den Nordatlantikstrom wesendlich zu schwächen, oder gar zum Erliegen zu bringen. Diese Warmzeiten waren mindestens so warm, wie die heutige, wenn nicht wärmer.

Quellen:

http://www.atmosphere.mpg.de/enid/Erwartungen_fuer_die_Zukunft/-_Abrupte_Klimaaenderung_2g4.html

http://www.geophysik.uni-kiel.de/~sabine/DieErde/Erdgeschichte/doh.html

http://www.hamburger-bildungsserver.de/welcome.phtml?unten=/klima/klimawandel/ozean/ozean3.htm

Written by admin

Montag, 21 April, 2008 um 13:52

Veröffentlicht in Klimawandel, Nicht kategorisiert

8 Antworten

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  1. Jedesmal wenn du mehr als einen Videolink setzen musst, endet das in einem Debakel ohne Gleichen:
    „Die Klimageschichte der letzten ca. 1/2 Mio. Jahre ist uns heute z.B. aus einem Eisbohrkern bekannt, der an der Station Vostok in der Antarktis gezogen wurde. Wir sehen, dass es im Abstand von etwa 100.000 Jahren Eiszeiten und Warmzeiten gab.“
    100.000 Jahreszyklus seit ca 800.000 Jahren und das weiss man auch von Eiskernen (EPICA DOme C) aber in erster Linie von Seesedimenten (Liesitzky and Raymo): http://www.globalwarmingart.com/wiki/Image:Five_Myr_Climate_Change_Rev_png.
    „Die eiszeitlichen Klimate waren nicht so stabil wie bis vor kurzem gedacht.“
    Ich weiss ja nicht, was bei dir „vor kurzem“ ist, aber als ich mit meiner Doktorarbeit angefangen habe, hat das schon keiner mehr geglaubt. Und das macht dann 15 Jahre.
    „Die Sprünge in den besonders warmen Zustand (Dansgaard-Oeschger-Event) und in den kältesten Zustand (Heinrich-Event, mit Zusammenbruch des thermohalinen Zirkulationsbandes und einem Abreißen des Nordatlantikstroms (Verlängerter Arm des Golfstromes) ) geschahen sehr plötzlich, bei Überschreiten der jeweiligen Schwellwerte (schwarze Balken).“
    Voelliger Kaese. Dansgaard-Oeschger sind im Eis (23) und Heinrichevents sind Eisbergdebakel von denen es 5 gab und die in Seesedimenten nachgewiesen wurden. Der Unterschied ist nicht der Sprung zu warm oder zu kalt, sondern wo welches Ereignis registriert wurde. Heinrich events fanden am kaeltesten Punkt eines Zyklus statt. Kurz danach springt der THC wieder an.
    „Man nimmt heute an, dass ein Sonnenzyklus mit etwa 1500jähriger Periode Insolationsschwankungen (Schwankungen der Sonneneinstrahlung, siehe roter Balken links auf der Animation) bewirkt hat, welche der Auslöser für diese Klimasprünge waren.“
    Das hat der verstorbene Gerald Bond in einem einzigen Artikel vermutet und ist absolut nicht allgemein anerkannt (eher das Gegenteil). Die meisten Klimaforscher gehen von nicht-linearen quasi-periodischen Wechselwirkungen ohne aeusseres Forcing aus. Der Zyklus ist auch nicht 1500 Jahre, sondern hat einiges an Streuung und noch mehr an Datierungsunsicherheiten.
    „Als Grund für das Aufhören der Tiefenkonvektion (Tiefenumwälzung) wird eine plötzliche und gewaltige Schmelzwasserzufuhr über die Labradorsee in das Absinkgebiet der thermohalinen Zirkulation angenommen. (Die thermohaline Zirkulation wird durch kaltes und salzhaltiges, d.h. dichtes Wasser angetrieben).“
    Das mag man sicher ab und an noch hören, ist aber nicht mehr mehrheitsfaehig. Das Abrupte der YD ist gerade der Erwaermungsteil zum Pre-Boreas und weit weniger das Abkuehlen. Ein „Katastrophen-Scenario“ mit dem Lake Agassiz erklaert nicht das relativ langsame Abkuehlen vom Boelling-Alleroed zum YD. Weder zum Erzeugen der YD noch der DO Variabilitaet bedarf es riesiger Frischwassereintraege (Agassiz und Konsorten), sondern lediglich einer stueckweisen Verschiebung der Frischwasserfluesse.
    „Derzeit leben wir in einer Warmzeit mit Eisschilden, die nicht einmal ansatzweise mit denen der letzten Eiszeit zu vergleichen sind.“
    Aehhhh. Letzte Eiszeit ca 110 Meter Meeresspiegelabsenkung. Heute 70Meter in der Form von Eis gespeichert. „Nicht ansatzweise vergleichbar“??
    Und wie immer: lass das Ganze doch mal durch den Spellchecker laufen. Das ist ja nicht zum aushalten.

    Georg Hoffmann

    Montag, 21 April, 2008 at 15:47

  2. Lieber Herr Hoffmann, wie ich sehe sind Sie von der EGU zurück.

    Beschwerde bitte an

    Dr. Elmar Uherek
    Dept. of Atmospheric Chemistry
    Max Planck Institut für Chemie Mainz

    Dr. Sabine Schmidt
    Institut für Geowissenschaften
    Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

    Dr. Dieter Kasang
    Max-Planck-Institut für Meteorologie Hamburg

    Das sind die genannten Quellen. Haben Sie aber nicht gelesen ;)

    Weitere kann ich gerne nennen. :)

    Müller

    Montag, 21 April, 2008 at 18:32

  3. @planck #1
    #Und wie immer: lass das Ganze doch mal durch den Spellchecker laufen. Das ist ja nicht zum aushalten.#
    Ach, hast Du davon jetzt auch schon mal was gehört ?
    Wird aber wirklich Zeit – das läßt ja hoffen :-)

    krishnag

    Montag, 21 April, 2008 at 20:12

  4. @Mueller
    „Das sind die genannten Quellen. Haben Sie aber nicht gelesen “
    Natuerlich nicht. Wenn die Genannten Fragen zu dem Thema haben, koennen sie gerne auf mich zukommen. Ich glaube aber eigentlich nicht, dass es noetig ist. Die wahrscheinlichste Loesung dieses Riddles ist, dass du nicht lesen (schreiben wissen wir ja schon) kannst.
    So oder so, immer noch besser du sagst gleich, du hast irgendwo abgepinnt (wenn das auch wieder mal in die Hose ging), als dass du erzaehltest, dass dieser Text die Fruechte deiner eigenen Expertise und Ueberlegung sei.

    Lustig, die kleinen Maennchen hinter deinen Texten. Dann versteht man, dass du etwas lustig oder ironisch meinst. Super.

    Georg Hoffmann

    Montag, 21 April, 2008 at 21:02

  5. „Wenn die Genannten Fragen zu dem Thema haben, koennen sie gerne auf mich zukommen.“

    Nee, klar :)

    Es gibt da einen Film von 1969 mit Belmondo und David Niven. „The Brain“. Der hatte auch ein Gehirn, so groß, dass sich der Kopf zur Seite neigte :)

    Da ist vermutlich jemand beim Galopp vom Esel gefallen?

    Oder wurde als Kind zu heiß geröntgt?

    Müller

    Montag, 21 April, 2008 at 21:42

  6. Ergebnisuntaugliches Halbwissen mit geschlossenen Augen gegenüber vernachlässigten Einflußfaktoren, warum denn so einseitig?
    Was ist denn mit vulkanischen Einflüssen, Island usw. auf den Golfstrom? Daran könnte man ja auch mal denken. Unterwasservulkanismus könnte zB. auch den Golfstrom stoppen, indem das Wasser aufgeheizt wird usw. usf..

    Gärtner

    Samstag, 7 November, 2009 at 09:26

  7. Hallo Herr Gärtner,

    Beschwerde bitte an

    Dr. Elmar Uherek
    Dept. of Atmospheric Chemistry
    Max Planck Institut für Chemie Mainz

    Dr. Sabine Schmidt
    Institut für Geowissenschaften
    Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

    Dr. Dieter Kasang
    Max-Planck-Institut für Meteorologie Hamburg

    Siehe genannte Quellen.

    Vulkanische Einflüsse sind von untergeordneter Bedeutung. Das lässt sich sehr einfach über die Wärmeleitfähigkeit und Konvektion ausrechnen. Man denke nur an die Taucher neben einer hydrothermalen Quelle, oder an Unterwasseraufnahmen bei einem Vulkanausbruch. Werden die Taucher gekocht? Von größerer Bedeutung ist da schon der Wärmefluss vom erdwarmen Erdkörper hinein ins Meer. Der beläuft sich idR auf Werte um die 30-100 mW/qm.

    Hier eine Arbeit, an der ich beteiligt war.

    http://www.geo.uni-bremen.de/FB5/Sensorik/publikationen/2004MarGeol207_145_MoundC.pdf

    Gruß

    klimakatastrophe

    Samstag, 7 November, 2009 at 11:56

  8. Hallo Hr. Gärtner und Hr. Hoffmann,
    haben sie sich denn schon bei den genannten Wissenschaftlern beschwert? Wie sind die Antworten, haben diese Wissenschaftler ihre Kritik akzeptiert? Wäre schade, wenn ihnen der nötige Schneid dazu fehlt.

    mfg iwg

    iwg

    Sonntag, 8 November, 2009 at 21:16


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