Klimawandel verändert die Verbindung zwischen Pazifik und Indischem Ozean

Was in einem Ozean geschieht, bleibt nicht unbedingt dort.

Seit Jahrhunderten wirken sich Veränderungen im tropischen Pazifik über die Atmosphäre auf die Temperaturen im Tausende Kilometer entfernten Indischen Ozean aus.

Man kann sich das als Klimagespräch über grosse Distanzen zwischen zwei riesigen Wassermassen vorstellen.

Dieses Gespräch ist auch für Menschen an Land von Bedeutung: Die Temperaturen des Indischen Ozeans können Niederschläge und andere Klimabedingungen in dicht besiedelten Regionen Afrikas, Asiens und Australiens beeinflussen.

Relativ beständige Verbindungen zwischen tropischen Ozeanen helfen Forschenden zudem, Klimabedingungen für die kommenden Jahreszeiten bis hin zu mehreren Jahren vorherzusagen.

Doch ein wesentlicher Teil dieser Beziehung verhält sich inzwischen ganz anders.

Eine neue, in Nature Communications veröffentlichte Studie zeigt, dass eine lang bestehende Verbindung zwischen der atmosphärischen Zirkulation über dem Pazifik und den Temperaturen im tropischen Indischen Ozean in den vergangenen Jahrzehnten drastisch zusammengebrochen ist.

Bei ihrem Blick auf mehrere Jahrhunderte Klimageschichte stellten die Forschenden fest, dass die heutige Verschiebung offenbar aussergewöhnlich ist.

Die Pacific Walker circulation und der Indische Ozean

Eine zentrale Rolle spielt die Pacific Walker circulation, ein gewaltiges System bewegter Luft über dem tropischen Pazifik.

Das Grundprinzip ist einfach: Temperaturunterschiede im Meer setzen die Luftbewegung über dem Pazifik in Gang. Über wärmerem Wasser steigt warme Luft auf, strömt durch die Atmosphäre weiter, sinkt andernorts ab und trägt dazu bei, Winde nahe der Oberfläche anzutreiben.

Während Ereignissen wie El Niño kann sich diese Zirkulation abschwächen. Über eine atmosphärische Brücke können solche Veränderungen auch die Temperaturen im gesamten Indischen Ozean beeinflussen.

Historisch änderte sich das grossräumige Temperaturmuster des Indischen Ozeans – der sogenannte Indian Ocean Basin Mode – meist gemeinsam mit Veränderungen dieses Pazifiksystems.

Seit den 1950er-Jahren erwärmt sich der tropische Indische Ozean jedoch infolge von Veränderungen, die mit steigenden Treibhausgaskonzentrationen zusammenhängen, um rund 0,1 Grad Celsius pro Jahrzehnt. Gleichzeitig hat sich die Pacific Walker circulation seit den 1980er-Jahren verstärkt.

Das Ergebnis ist bemerkenswert: Das Vorzeichen der Beziehung zwischen beiden Systemen hat sich in den vergangenen Jahrzehnten umgekehrt.

Vereinfacht gesagt folgt ein wichtiger Teil des Klimasystems im Indischen Ozean dem Einfluss des Pazifiks nicht mehr so verlässlich wie früher.

„Eine zentrale Erkenntnis ist, dass die globale Erwärmung und menschliche Emissionen den natürlichen Einfluss des Pazifiks auf den Indischen Ozean mittlerweile überlagern“, erklärte die Klimawissenschafterin Caroline Ummenhofer von der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) in einer Stellungnahme.

Klimaspuren aus Korallen, Bäumen und Höhlen

Moderne Messreihen der Ozeane reichen allerdings nur etwa ein Jahrhundert zurück. Wie konnten die Forschenden also feststellen, ob diese Entwicklung tatsächlich ungewöhnlich ist und nicht schon früher auf natürliche Weise im Klimasystem aufgetreten war?

Der Hauptautor Shawn Wang, inzwischen an der University of Colorado Boulder tätig, kombinierte mit seinem Team aktuelle Beobachtungen und Klimamodelle mit natürlichen Klimaarchiven: 35 Korallenaufzeichnungen, drei Baumringaufzeichnungen und eine Stalagmitenaufzeichnung.

Diese natürlichen Archive bewahren Hinweise auf frühere Umweltbedingungen und ermöglichten dem Team, Klimamuster im Indo-Pazifik von 1631 bis 1990 zu rekonstruieren.

Während des grössten Teils dieser vier Jahrhunderte bewegten sich die Systeme des Pazifiks und des Indischen Ozeans weitgehend im Gleichklang.

Dann gab es eine auffällige Ausnahme.

Zwischen etwa 1810 und 1850 schwächte sich ihre Verbindung deutlich ab. In diesen Zeitraum fielen mehrere gewaltige tropische Vulkanausbrüche, darunter der Ausbruch des indonesischen Mount Tambora im Jahr 1815.

Bei grossen Ausbrüchen können schwefelhaltige Gase hoch in die Atmosphäre gelangen. Dort bilden sie Aerosole, die die einfallende Sonnenstrahlung verringern und die Erdoberfläche vorübergehend abkühlen.

Weil diese Abkühlung nicht gleichmässig ausfällt, kann sie Meerestemperaturen und Winde verändern. Die Simulationen deuten darauf hin, dass diese vulkanischen Störungen die übliche Verbindung zwischen Pazifik und Indischem Ozean zeitweise unterbrachen.

Heutige Verschiebung liegt ausserhalb des historischen Rahmens

Diese Klimabeziehung ist also schon früher zusammengebrochen. Es gibt jedoch einen entscheidenden Unterschied.

Die Störung im 19. Jahrhundert stand im Zusammenhang mit starken Vulkanausbrüchen. Die heutige Verschiebung tritt dagegen parallel zu einer anhaltenden, vom Menschen verursachten Erwärmung auf.

Die Forschenden verglichen die moderne Beziehung von 1945–2025 mit gleich langen Zeiträumen von 80 Jahren in Simulationen und Rekonstruktionen, die das vergangene Jahrtausend abdecken. Die moderne Korrelation lag ausserhalb der 95-Prozent-Bereiche, die beide Datensätze abbildeten – selbst im Vergleich mit Phasen intensiver vulkanischer Aktivität.

Das bedeutet nicht, dass jede Verbindung zwischen Pazifik und Indischem Ozean zusammengebrochen ist. Eine weitere Beziehung, an der die Walker-Zirkulation des Indischen Ozeans beteiligt ist, zeigte nicht dieselbe bedeutende moderne Verschiebung.

Die Veränderung, die das Forschungsteam nachwies, könnte jedoch weit über die Ozeane hinaus Folgen haben.

Stabile Wechselwirkungen zwischen tropischen Ozeanbecken sind eine Grundlage für die Vorhersagbarkeit des Klimas. Verändern sich diese Beziehungen, müssen Wissenschafterinnen und Wissenschafter dies möglicherweise berücksichtigen, wenn sie künftige Klimabedingungen prognostizieren. Den Autorinnen und Autoren zufolge haben die Ergebnisse Auswirkungen auf das Klimarisikomanagement und die regionale Bewirtschaftung von Wasserressourcen.

Es bestehen weiterhin Unsicherheiten. Die Simulationen konnten nicht jedes Detail der vulkanischen Störung des 19. Jahrhunderts nachbilden, und es bleibt unklar, wie sich die Pacific Walker circulation bei fortschreitender Erwärmung genau verändern wird.

Die übergeordnete Botschaft lautet, dass der Klimawandel nicht bloss einzelne Ozeane erwärmt. Er kann auch die Beziehungen zwischen ihnen verändern – und damit möglicherweise einige Muster verschieben, anhand derer Forschende abschätzen, was als Nächstes geschieht.

Die Studie wurde in Nature Communications veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Fiona MacDonald auf seine sachliche Richtigkeit geprüft und von Fiona MacDonald redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prozess, aber auch wir sind nur Menschen. Wenn Sie einen Fehler entdecken, teilen Sie ihn uns bitte mit.