Strömung im Ostchinesischen Meer schwappte im solaren Millenniumstakt: Erwärmung des 20. Jahrhunderts noch immer innerhalb der natürlichen Schwankungsbreite

Ist die Erwärmung des 20. Jahrhunderts als ungewöhnlich einzustufen oder bewegt sie sich noch immer innerhalb der natürlichen Schwankungsbereich der letzten 2000 Jahre? Dies ist eine der wichtigsten Fragen auf die die heutigen Klimawissenschaften noch eine Antwort suchen. Die Beantwortung dieser Frage gilt als Voraussetzung für eine realistische Abschätzung des menschengemachten und natürlichen Anteils an der beobachteten Erwärmung der vergangenen 150 Jahre.

Ein chinesisches Team um Weichao Wu von der Universität Peking hat in diesem Zusammenhang kürzlich die Klimageschichte des Ostchinesischen unter die Lupe genommen. Die Studie von Wu et al. 2012 erschien in den Geophysical Research Letters. Das Ostchinesische Meer liegt zwischen China, Südkorea und Süd-Japan (Abbildung 1). Durch den Ostteil des Meeres zwängt sich der große Japanstrom, auch Kuroshio genannt, der warmes Wasser nordwärts transportiert (Abbildung 2).

Abbildung 1: Lage des Ostchinesischen Meeres.  Urheber: Jong-on at de.wikipedia / Lizenz:  GNU-Lizenz für freie Dokumentation, Version 1.2 oder einer späteren Version.

Abbildung 2: Übersicht über die wichtigsten Meeresströmungen. Die Kuroshio-Strömung am Westrand des Pazifiks transportiert warmes Wasser nach Norden. Quelle: Wikipedia. Urheber: L30nc1t0 / Lizenz: Public domain. U.S. government publication

Im Rahmen des Ocean Drilling Program (ODP), einem internationalen Wissenschaftsprojekt zur Erforschung der Meeresböden durch Tiefseebohrungen, wurde im Jahre 2001 am Südrand des Ostchinesischen Meeres vor der Küste Taiwans in mehr als 1 km Wassertiefe eine Reihe von Bohrungen abgeteuft. Das Team um Weichao Wu untersuchte nun die obersten zehn Meter eines Bohrkerns, was den letzten 2700 Jahren entspricht. Dabei erreichten sie in ihrer Studie eine Altersauflösung von 25 Jahren. Die Altersdatierung erfolgte auf Basis der Radiokarbonmethode.

Ziel der Untersuchungen war eine Temperaturrekonstruktion auf Basis der sogenannten TEX86-Methode, bei der die chemische Zusammensetzung von Fetten spezieller Anteile des Meeresplanktons als eine Art fossiles Thermometer herangezogen wird. Die in der Studie erstellte Temperaturkurve zeigt charakteristische Schwankungen von ein bis zwei Grad (Abbildung 3). Offensichtlich variierte die Oberflächentemperatur des Japanstroms im Laufe der Zeit signifikant.

Die warmen Phasen fallen dabei in Wärmeperioden, die aus vielen Teilen der Erde bekannt sind, nämlich die Römische Wärmeperiode (120 v. Chr. – 400 n. Chr.) sowie die Mittelalterliche Wärmeperiode (900-1300 n. Chr.) (Abbildung 3). Zusätzlich gibt es eine Wärmeperiode der Sui-Tang Dynasty (550-790 n. Chr.). Auch die Moderne Wärmeperiode ist in der Kurve gut erkennbar ausgebildet. In ähnlicher Weise können die Kälteperiode der Völkerwanderungszeit (400-550 n. Chr.) sowie die Kleine Eiszeit (1300-1850 n. Chr.) in der Kurve aus dem Ostchinesischen Meer wiedergefunden werden.

Während die Römische Wärmeperiode und die Wärmeperiode der Sui-Tang Dynastie im Untersuchungsgebiet ein ähnlich hohes Temperaturniveau hatten wie heute, lagen die Spitzenwerte der Mittelalterlichen Wärmeperiode deutlich darunter (Abbildung 3).

Abbildung 3: Temperatur-Rekonstruktion für den Okinawa-Trog im Ostchinesischen Meer. Die Römische Wärmeperiode (RWP) sowie die Mittelalterliche Wärmeperiode (MWP) sind erkennbar ausgebildet. Zusätzlich gibt es eine Wärmeperiode der Sui-Tang dynasty (STWP). Die Moderne Wärmeperiode ist mit CWP (Current Warm Period) gekennzeichnet. Die offenen Quadrate in der modernen Zeit stellen Satellitenmessungen dar. Abbildung aus Wu et al. 2012.

Die chinesischen Wissenschaftler folgern aus ihrer Untersuchung, dass sich die Erwärmung der letzten 150 Jahre noch immer im Bereich der natürlichen Temperatur-Schwankungsbreite der letzten 2700 Jahre bewegt. Als Ursachen der natürlichen Klimafluktuationen sehen Wu und seine Kollegen eine Kombination von Sonnenaktivitätsschwankungen und Veränderungen der ozeanisch-atmosphärischen Zirkulation. Die Forscher verglichen ihre Temperaturkurve aus dem Ostchinesischen Meer mit einer Rekonstruktion der Sonnenaktivität über Kohlenstoff-14-Isotope als Maß für die kosmische Strahlung, die wiederum ein Spiegelbild der Sonnenaktivität darstellt. Dabei fanden sie eine grobe Übereinstimmung, wobei die Wärmeperioden durch eine geringe 14C-Konzentration, also eine hohe Sonnenaktivität gekennzeichnet waren (Abbildung 4). In den dazwischenliegenden Kältephasen war die 14C-Konzentration meist entsprechend erhöht bzw. die Sonnenaktivität war gering. Eine Frequenzanalyse der Temperaturschwankungen aus dem Meeresbohrkern ergab Perioden von 400, 224, 159, 144 und 115 Jahren, die auch in den Standardkurven der Sonnenaktivität wiederzufinden sind. Dies gibt einen weiteren Hinweis darauf, dass die Sonne am Klimageschehen im Ostchinesischen Meer entscheidend beteiligt war.

Die Autoren planen nun als nächstes, den unteren Teil des Bohrkerns zu analysieren um ihre Temperaturrekonstruktion noch ein paar tausender Jahre weiter in die Vergangenheit zu erweitern. Auf die Ergebnisse darf man schon jetzt gespannt sein.

Abbildung 4: Schwankungen der Oberflächen-Meerestemperatur im Okinawa-Trog. Die grauen Balken markieren charakteristische Wärmeperioden (Abkürzungen siehe Abb. 3). Während dieser Wärmeperioden war die Sonnenaktivität jeweils erhöht, zu erkennen an den reduzierten 14C-Werten (untere Kurve). Abbildung aus Wu et al. 2012.

Siehe auch Beitrag auf The Hockey Schtick.