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Erwärmung könnte den Indischen Ozean zum stärkeren CO₂-Puffer machen
Der Indische Ozean gibt in einigen Regionen Kohlendioxid an die Luft ab und nimmt es in anderen auf. Eine Auswertung für die Jahre 1980 bis 2019 deutet darauf hin, dass der Süden mehr CO₂ bindet, während die Abgabe im Norden und am Äquator nachlässt. Zugleich haben sich die jahreszeitlichen Unterschiede beim Gasaustausch vielerorts verstärkt.
Hyderabad (Indien). Die Ozeane nehmen einen beträchtlichen Teil des Kohlendioxids auf, das durch menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre gelangt. Gleichzeitig geben sie CO₂ wieder ab, wenn sich die Bedingungen an der Meeresoberfläche verändern. Ob eine Region unter dem Strich als Kohlenstoffsenke oder -quelle wirkt, hängt unter anderem von Temperatur, Wind und Meeresströmungen ab.
Im Indischen Ozean prägen außerdem die Monsunwinde den Wechsel der Jahreszeiten. Sie verändern die Durchmischung des Wassers und können CO₂-reiches Tiefenwasser an die Oberfläche bringen. Frühere Untersuchungen hatten vor allem betrachtet, wie viel Kohlendioxid die einzelnen Regionen im Jahresmittel aufnehmen oder freisetzen. Wie sich der Unterschied zwischen den saisonalen Höchst- und Tiefstwerten verändert, war dagegen weniger gut geklärt.
Forscher des Indian National Centre for Ocean Information Services (INCOIS) um Dr. Kunal Chakraborty haben deshalb den CO₂-Austausch zwischen Meer und Atmosphäre über vier Jahrzehnte untersucht. Als Grundlage diente ein hochaufgelöster Datensatz für 1980 bis 2019, bei dem Modellberechnungen mithilfe von Messwerten und maschinellem Lernen korrigiert worden waren. Zu den Beobachtungsdaten gehörten auch Messungen aus dem Surface Ocean CO₂ Atlas (SOCAT), einer international geprüften Sammlung von CO₂-Daten der Meeresoberfläche.
Das Team unterschied dabei vier Gebiete: das Arabische Meer, die Bucht von Bengalen, den äquatorialen und den südlichen Indischen Ozean. Für jede Region verglich es sowohl die durchschnittliche CO₂-Bilanz als auch die jahreszeitliche Schwankungsbreite. Im Mittelpunkt stand der Unterschied zwischen den 1980er- und den 2010er-Jahren.
Beim mittleren CO₂-Austausch erkannten die Forscher in allen vier Teilregionen eine Verschiebung in Richtung geringerer Abgabe oder stärkerer Aufnahme. Im südlichen Indischen Ozean nahm die berechnete durchschnittliche CO₂-Aufnahme zwischen den 1980er- und den 2010er-Jahren um rund zehn Prozent zu. Das Arabische Meer, die Bucht von Bengalen und die Äquatorregion setzten im Mittel dagegen weiterhin CO₂ frei, jedoch weniger als zuvor.
Besonders deutlich war dieser Rückgang in der Bucht von Bengalen, wo die mittlere Abgabe laut der Rekonstruktion um rund 47 Prozent sank. Im Arabischen Meer betrug die Abnahme etwa 17 Prozent und in der Äquatorregion 13 Prozent. Diese Werte betreffen die durchschnittliche Bilanz, nicht die jahreszeitlichen Ausschläge. Gerade bei Letzteren ergibt sich ein anderes regionales Bild.
Zwischen den 1980er- und den 2010er-Jahren wuchs der Abstand zwischen saisonalem Maximum und Minimum des CO₂-Austauschs nahe dem Äquator um rund 48 Prozent. Im südlichen Indischen Ozean waren es 23 Prozent. Im Arabischen Meer nahm die Schwankungsbreite hingegen um 14 Prozent ab, während die Bucht von Bengalen lediglich eine Zunahme von etwa sieben Prozent zeigte.
Für die Bucht von Bengalen ermittelte das Team über den gesamten Untersuchungszeitraum keinen statistisch deutlichen Trend der saisonalen Schwankungsbreite. Der Zeitpunkt der saisonalen Höchst- und Tiefstwerte änderte sich in allen Regionen dagegen kaum. Damit betreffen die langfristigen Veränderungen vor allem die Stärke der Ausschläge und weniger die Abfolge der Jahreszeiten. Größere Schwankungen bedeuten jedoch nicht automatisch, dass eine Region im Jahresmittel mehr CO₂ aufnimmt.
Für den Gasaustausch ist entscheidend, wie stark sich der CO₂-Partialdruck im Oberflächenwasser von dem in der Luft unterscheidet. Liegt er im Wasser niedriger als in der Atmosphäre, nimmt das Meer tendenziell CO₂ auf. In der Äquatorregion und im Süden erklärte eine Veränderu