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Warum ist das Eis der Antarktis trotz des Klimawandels kurzzeitig gewachsen?
Zwischen 2021 und 2023 nahm die Eismasse der Antarktis ungewöhnlich stark zu, obwohl der Kontinent langfristig Eis verliert. Eine neue Analyse führt diesen Ausschlag vor allem auf eine mehrjährige Erwärmung des tropischen Warm Pools zurück, die Luftströmungen und Schneefall über der Ostantarktis veränderte. Solche Erwärmungsphasen treten etwa einmal pro Jahrzehnt auf, die Erholung dürfte daher vorübergehend sein.
Seattle (U.S.A.). Der antarktische Eisschild verliert seit Jahrzehnten insgesamt Masse und trägt dadurch zum Meeresspiegelanstieg bei. Besonders stark ist der Schwund in der Westantarktis, während die Massenbilanz der Ostantarktis stärker von wechselndem Schneefall geprägt wird. Umso auffälliger war eine Phase von Juli 2021 bis April 2023, in der Satelliten eine deutliche Massenzunahme registrierten.
Forscher der University of California, Santa Barbara (UCSB) um Prof. Qinghua Ding haben nun untersucht, was hinter diesem ungewöhnlichen Ausschlag steckt. Sie kombinierten Gravitationsmessungen der Satellitenmissionen GRACE und GRACE-FO von 2003 bis 2024 mit Reanalysedaten, regionalen Klimamodellen, Eisbohrkerndaten und gezielten Atmosphärenexperimenten. Zusätzlich verfolgten Simulationen die Herkunft des Wasserdampfs, der als Schnee auf der Ostantarktis niederging.
Die Satellitendaten zeigen für 2003 bis 2024 einen mittleren Masseverlust des antarktischen Eisschilds von 140,5 ± 2,0 Milliarden Tonnen pro Jahr. Zwischen Juli 2021 und April 2023 nahm seine Masse dagegen um rund 695 Milliarden Tonnen zu. Es war der größte Zuwachs innerhalb von 22 Monaten im rund zwei Jahrzehnte langen Beobachtungszeitraum.
Rund 470,3 ± 29,1 Milliarden Tonnen und damit etwa 68 Prozent dieses Zuwachses entfielen auf Queen Mary Land und Wilkes Land in der Ostantarktis. Dort stieg vor allem die Oberflächenmassenbilanz durch außergewöhnlich viel Niederschlag. Die zeitliche Übereinstimmung von Schneefall und gemessener Massenzunahme deutete darauf hin, dass die Ursache vor allem in der Atmosphäre zu suchen war.
Die Forscher führen den zusätzlichen Schneefall auf die mehrjährige Erwärmung des tropischen Warm Pools zurück, eine besonders warme Ozeanregion im westlichen Pazifik und östlichen Indischen Ozean. Seine Meeresoberfläche war von 2021 bis 2023 ungewöhnlich lange wärmer als im Mittel der beiden Jahrzehnte zuvor. Diese Erwärmung regte großräumige Rossby-Wellen in der Atmosphäre an, die sich bis in hohe südliche Breiten ausbreiteten.
Über der Ostantarktis entstand dadurch eine anhaltende Hochdruckanomalie, während sich südlich von Australien ein Gebiet ungewöhnlich niedrigen Luftdrucks ausbildete. Dieses Druckmuster lenkte feuchte Luft aus den mittleren Breiten des Indischen Ozeans verstärkt nach Queen Mary Land und Wilkes Land. Zugleich erreichten mehr atmosphärische Flüsse, also schmale Bänder besonders intensiven Wasserdampftransports, die Region und brachten zusätzlichen Schnee.
Grundsätzlich könnte auch die globale Erwärmung mehr Schnee in hohe Breiten bringen, weil wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann und sich Sturmzüge polwärts verlagern können.
„Wärmere Bedingungen begünstigen, dass sich Stürme in Richtung der Pole verlagern, was Eisverluste durch Schneefall ausgleichen könnte“, erklärt Prof. Qinghua Ding.
Für den Ausschlag von 2021 bis 2023 spricht die Analyse aber gegen diesen Mechanismus als Hauptursache. Im Modellensemble betrug der durch anthropogene Antriebe verursachte zusätzliche Niederschlag in Queen Mary Land und Wilkes Land 32,3 ± 2,4 Milliarden Tonnen. Das entsprach nur rund neun Prozent der beobachteten kumulierten Niederschlagsanomalie von 351,2 ± 26,2 Milliarden Tonnen. Gezielte Modellversuche mit einer erwärmten tropischen Warmwasserregion erzeugten dagegen das charakteristische Luftdruck- und Niederschlagsmuster über der Ostantarktis.