Aktuelle Forschung

Dem Klimawandel auf der Spur...

Seit wenigen Jahren rückt der globale Klimawandel mehr und mehr in das Interesse und das Bewusstsein der Öffentlichkeit. Immer wieder tritt in diesem Zusammenhang die Diskussion auf, in wie weit sich klimatische Änderungen nachhaltig auf das komplexe System Erde auswirken.

Wasserkreislauf Abbildung 1: Wasserkreislauf. Die zeitlichen Massenänderungen an der Erdoberfläche geben Rückschluss auf den Wasserkreislauf der Erde. In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus den Bereichen Hydrologie und Atmosphärenforschung lassen sich daraus wichtige klimatische Größen wie Abflussvermögen und Verdunstung ableiten.
(Quelle: esa)

Zuverlässige Antworten auf eine derartige Fragestellung erfordern neben einem fundierten wissenschaftlichen Verständnis über die damit verbundenen geophysikalischen Vorgänge vor allem hoch genaue Messungen. So ist es seit wenigen Jahren erstmals möglich, globale Massenänderungen (wie z.B. das Abschmelzen von Eismassen, zeitlich variierende Wasserspeichervermögen, Ozeanströmungen, heftige Erdbeben, ...) über die Messung von Schwereänderungen zu lokalisieren und in ihrer Größe zu quantifizieren. Nicht zuletzt der Blick auf die damit verbundenen Meeresspiegeländerungen schlägt die Brücke zwischen wissenschaftlichen Erkenntnissen und ihrer gesellschaftlichen Bedeutung, wenn man sich vor Augen hält, dass heutzutage Millionen von Menschen in Küstengebieten angesiedelt sind.

Golfstrom Abbildung 2: Oberflächentopographie der Weltmeere. Die Kenntnis der Meeres-Oberflächentopographie und ihrer zeitlichen Änderung gibt Aufschluss über Ozeanströmungen, welche maßgeblich das Klima beeinflussen (z.B. Golfstrom).
(Quelle: NASA-JPL)

Das entsprechende Messprinzip ist denkbar einfach: Über die zeitliche Änderung der Gravitationskraft auf eine Probemasse im Gravitationsfeld der Erde wird auf die entsprechenden Massenänderungen auf der Erdoberfläche Rückschluss genommen. Die Probemasse selbst wird heutzutage als Satellit (oder auch als eine Kombination mehrerer Satelliten) realisiert, welcher in einer möglichst niedrigen Flugbahn die Erde umkreist. Prominentester Vertreter ist in dieser Hinsicht derzeit die Doppelsatellitenmission GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment).

Massenänderungen Abbildung 3: Globale Massenänderungen im Zeitraum April 2002 bis März 2007 (fünf Jahre). Dominierend sind die negativen Signale über Grönland, Alaska und der Antarktis, welche aus dem Abschmelzen von Eis resultieren. Die positiven Signale über Kanada und Skandinavien werden hervorgerufen durch die noch heute andauernde nacheiszeitliche Landhebung. Bemerkenswert ist weiterhin das punktuelle Signal bei Indonesien, welches auf das Sumatra-Erdbeben im Dezember 2004 zurückzuführen ist.
Meeresspiegeländerungen Abbildung 4: Globale Meeresspiegeländerungen im Zeitraum April 2002 bis März 2007 (fünf Jahre). Dargestellt sind die Änderungen der Meeresoberfläche durch das Schmelzen von Eismassen über Grönland, Alaska und der Antarktis im genannten Zeitraum (vgl. Abbildung 3). Entgegen der allgegenwärtigen Vorstellung, ändert sich der Meeresspiegel nicht gleichmäßig. Vielmehr bedingt die Massen-Neuverteilung eine regional sehr unterschiedlich ausgeprägte Variation.