University of Waterloo

Dramatischer Schwund von Eis in arktischen Seen beschneidet winterliche Eissaison um 24 Tage

Waterloo, Ontario (ots/PRNewswire) - Arktische Seen frieren später im Jahr zu und tauen früher auf, sodass die winterliche Eissaison heute rund 24 Tage kürzer ist als 1950, hat eine Studie der University of Waterloo ergeben.

Die von der European Space Agency [http://www.esa.int/ESA] ESA geförderte und in The Cryosphere [http://www.the-cryosphere.net/8/167/2014/tc-8-167-2014.html] veröffentlichte Untersuchung zeigt ausserdem, dass der Klimawandel sich dramatisch auf die Eisdicke der Seen zum kältesten Zeitpunkt der Saison auswirkt: 2011 war das Eis arktischer Seen bis zu 38 Zentimeter dünner als 1950.

"Wir haben festgestellt, dass die Eisdicke aufgrund der klimatischen Erwärmung in der Region enorm zurückgegangen ist", sagte Hauptautorin Cristina Surdu, Doktorandin bei Professor Claude Duguay an der Fakultät Geographie und Umweltmanagement [https://uwaterloo.ca/geography-environmental-management] der Universität Waterloo. "Beim Ansehen der aktuellen Werte waren wir schockiert, wie dramatisch die Veränderung ist. Am Ende des Winters sind es schon mehr als 30 Zentimeter."

Die Untersuchung [http://www.the-cryosphere.net/8/167/2014/tc-8-167-2014.pdf] an über 400 Seen am Nordabhang von Alaska war die erste, bei der es den Forschern gelang, die Grössenordnung der Veränderung bei der Seevereisung in der Region über einen so langen Zeitraum zu dokumentieren.

"Bereits vor der Untersuchung hatten wir aufgrund der Temperatur- und Niederschlagsaufzeichnungen der letzten fünf Jahrzehnte aus der meteorologischen Station in Barrow mit einer Verringerung der Eisdicke gerechnet", sagte Surdu. "Am Ende der Untersuchung waren wir beim Ansehen der Trendanalyse dennoch schockiert, einen so dramatischen Rückgang des Eises in nur 20 Jahren zu beobachten."

Das Forscherteam verwendete Satelliten-Radarbilder der ESA, um zu belegen, dass 1992 62 Prozent der Seen in der Region bis auf den Grund zugefroren waren. 2011 war dies nur noch bei 26 Prozent der Fall. Insgesamt gab es bei dem von den Forschern so genannten "Grundeis" von 1992 bis 2011 einen Rückgang von 22 Prozent.

Die Unterscheidung zwischen voll zugefrorenen Seen und solchen, die nicht bis auf den Grund zugefroren sind, war möglich, weil die Satelliten-Radarsignale sich sehr unterschiedlich verhalten, je nachdem ob Wasser unter dem Eis vorhanden ist oder nicht.

Wenn der See bis auf den Grund zugefroren ist, werden die Radarsignale vom Sediment am Seegrund absorbiert. Befinden sich jedoch Wasser und Blasen unter dem Eis, wird der Radarstrahl stark zurück in Richtung Radarsystem reflektiert. Deshalb erscheinen komplett zugefrorene Seen auf Satellitenbildern sehr dunkel, während nicht komplett zugefrorene Seen hell sind.

Die Forscher verwendeten das Canadian Lake Ice Model (CLIMo) [http://env-ic3-vw2k8.uwaterloo.ca/duguay/models] zur Bestimmung der Vereisung und Eisdicke für die Jahre vor 1991, für die keine Satellitenbilder verfügbar waren.

Die Modellsimulationen ergaben, dass die Seen in der Region im Winter 2011 nahezu sechs Tage später zufroren und 18 Tage früher auftauten als im Winter 1950. Kürzere Vereisungszeiten können zu Veränderungen der Algenproduktion im See sowie zum Auftauen des Permafrostbodens am Seegrund führen.

"Die Veränderungen der Vereisung und der kürzere Winter betreffen auch die Kommunen des Nordens, die für den Warentransport von Eisstrassen abhängen", sagte Surdu. "Die dramatische Veränderung der Seevereisung kann ausserdem zur weiteren Erwärmung der ganzen Region beitragen, weil offenes Seewasser wärmere Lufttemperaturen verursacht, wenn auch in geringerem Masse als Meerwasser."

Die Vereisung flacher Seen wurde mithilfe von Radarbildern der ESA-Satelliten ERS-1 und 2 dokumentiert. Nähere Informationen zur ESA sind online verfügbar [http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Space_for_our_climate/Arctic_lakes_show_climate_on_thin_ice] .

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