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Grafik: GFZ

Was die Schwerkraft der Erde über den Klimawandel verrät

Am 17. März 2002 startete das deutsch-US-amerikanische Satellitenduo GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment), um das globale Erdschwerefeld so präzise zu kartieren wie nie zuvor. Die Mission dauerte schließlich gut 15 Jahre – und damit mehr als dreimal so lang wie erwartet. Als die beiden Satelliten Ende 2017 beziehungsweise Anfang 2018 in der Erdatmosphäre verglühten, hatten sie das Gravitationsfeld der Erde und dessen Veränderungen mit der Zeit in mehr als 160 Monaten aufgezeichnet.

Diese sogenannte zeitaufgelöste Satellitengravimetrie ermöglicht es unter anderem, den irdischen Wasserkreislauf, die Massenbilanz von Eisschilden und Gletschern oder die Veränderung des Meeresspiegels zu überwachen und so die Mechanismen des globalen Klimasystems besser zu verstehen, wichtige Trends genauer zu bewerten und mögliche Folgen vorherzusagen.

Eine Übersichtsarbeit im Fachjournal Nature Climate Change, an der Frank Flechtner, Christoph Reigber, Christoph Dahle und Henryk Dobslaw vom Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ und Ingo Sasgen vom Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) beteiligt waren, stellt nun Highlights im Bereich Klimaforschung vor, die auf GRACE-Beobachtungen beruhen.

Eisschilde und Gletscher
GRACE erzeugte die erste direkte Messung des Eismassenverlustes von Eisschilden und Gletschern überhaupt. Zuvor war es lediglich möglich gewesen, die Massen und ihre Veränderungen über indirekte Methoden abzuschätzen. Bereits innerhalb der ersten zwei Jahre der Mission gelang es, klare Signale des Eismassenverlustes in Grönland und der Antarktis zu beobachten. Aus den Messdaten ließ sich ableiten, dass 60 Prozent des Massenverlusts in Grönland auf ein stärkeres Schmelzen aufgrund höherer Temperaturen zurückgehen, während 40 Prozent sich auf den Zufluss von Eis in die Ozeane zurückführen lassen. Nach den GRACE-Daten hat zwischen April 2002 und Juni 2017 Grönland jährlich etwa 260 Milliarden Tonnen Eis pro Jahr verloren, die Antarktis rund 140 Milliarden Tonnen. Neben langjährigen Trends liefern die Schwerefeld-Daten auch Belege für die direkten Auswirkungen globaler Klimaphänomene wie 'El Niño' auf Eisschilde und Gletscher weltweit.

Irdische Wasserspeicherung
Zu den wirkungsmächtigsten Beiträgen der GRACE-Mission gehört die Enthüllung der sich verändernden Süßwasserlandschaft der Erde. Diese Veränderungen haben tiefgreifende Auswirkungen auf die Sicherheit der Wasser- und Nahrungsmittelversorgung und somit auch die der Menschen. Globale Abschätzungen der von GRACE offengelegten Trends deuten auf eine zunehmende Wasserspeicherung in hohen und niederen Breitengraden hin, während die Speicherung in mittleren Breiten abnimmt. Obwohl die Aufzeichnungen von GRACE nur relativ kurz zurückreichen, war diese Beobachtung weitreichender Veränderungen im globalen Wasserkreislauf eine wichtige frühzeitige Bestätigung der von den Klimamodellen für das 21. Jahrhundert vorhergesagten Veränderungen. Mehr erfahren...

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Erdölförderung im Emsland

Erdölförderung im Emsland (Foto: Wintershall Holding GmbH)