(HRAUN/E+/Getty Images) In den letzten 50 Jahren haben die Ozeane auf Hochtouren daran gearbeitet, die globale Erwärmung zu verlangsamen, und dabei etwa 300 Tonnen Wasser aufgenommen 40 Prozent unseres Kohlendioxidausstoßes , und über 90 Prozent der überschüssigen Wärme in der Atmosphäre gefangen.
Aber unsere Forschung heute veröffentlicht in Naturkommunikation hat herausgefunden, dass einige Ozeane härter arbeiten als andere.
Wir haben ein rechnergestütztes globales Ozeanzirkulationsmodell verwendet, um genau zu untersuchen, wie sich die Ozeanerwärmung in den letzten 50 Jahren ausgewirkt hat.
Und wir haben herausgefunden, dass der Südliche Ozean die globale Wärmeabsorption dominiert.
Tatsächlich ist die Wärmeaufnahme des Südlichen Ozeans für fast die gesamte Erwärmung der Ozeane auf dem Planeten verantwortlich und steuert somit deren Geschwindigkeit Klimawandel .
Diese Erwärmung des Südpolarmeeres und die damit verbundenen Auswirkungen sind auf menschlichen Zeitskalen praktisch irreversibel, da es Jahrtausende dauert, bis die tief im Ozean eingeschlossene Wärme wieder in die Atmosphäre abgegeben wird.
Das bedeutet, dass die Veränderungen, die jetzt stattfinden, auch für kommende Generationen spürbar sein werden – und diese Veränderungen werden sich nur verschlimmern, wenn es uns nicht gelingt, die Kohlendioxidemissionen zu stoppen und den Netto-Nullpunkt zu erreichen.
Es ist wichtig, aber schwierig, die Erwärmung der Ozeane zu messen
Die Erwärmung der Ozeane mildert die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels, aber sie ist nicht ohne Kosten. Der Meeresspiegel steigt, weil Hitze dazu führt, dass sich Wasser ausdehnt und Eis schmilzt. Meeresökosysteme sind einem beispiellosen Hitzestress ausgesetzt und die Häufigkeit und Intensität extremer Wetterereignisse ändert sich.
Dennoch wissen wir immer noch nicht genau genug darüber, wann, wo und wie es zu einer Erwärmung der Ozeane kommt. Dies ist auf drei Faktoren zurückzuführen.
Erstens folgen Temperaturänderungen an der Meeresoberfläche und in der Atmosphäre direkt darüber eng miteinander. Dies macht es schwierig, genau zu wissen, wo überschüssige Wärme in den Ozean gelangt.
Zweitens verfügen wir nicht über Messungen, die die Temperaturen im gesamten Ozean verfolgen. Insbesondere haben wir sehr wenige Beobachtungen in der Tiefsee, an abgelegenen Orten rund um die Antarktis und unter Meereis.
Schließlich reichen die Beobachtungen, die wir haben, nicht sehr weit in die Vergangenheit zurück. Zuverlässige Daten aus Tiefen über 700 Metern gab es vor den 1990er Jahren praktisch nicht, abgesehen von Beobachtungen entlang spezifischer Forschungskreuzfahrtrouten.
Unser Modellierungsansatz
Um die Einzelheiten der Meereserwärmung herauszufinden, haben wir zunächst ein Ozeanmodell mit atmosphärischen Bedingungen durchgeführt, die in den 1960er Jahren, also bevor es zu einem nennenswerten, vom Menschen verursachten Klimawandel kam, dauerhaft stagnierten.
Dann erlaubten wir jedem Ozeanbecken, sich zeitlich vorwärts zu bewegen und den Klimawandel zu erleben, während alle anderen Becken zurückgehalten wurden, um das Klima der 1960er Jahre zu erleben.
Wir haben auch die Auswirkungen der atmosphärischen Erwärmung von windbedingten Veränderungen an der Oberfläche getrennt, um zu sehen, wie viel jeder Faktor zur beobachteten Erwärmung des Ozeans beiträgt.
Mithilfe dieses Modellierungsansatzes konnten wir herausarbeiten, dass der Südpolarmeer der wichtigste Absorber dieser Wärme ist, obwohl er nur etwa 15 Prozent der gesamten Meeresoberfläche ausmacht.
Tatsächlich könnte allein das Südpolarmeer praktisch die gesamte globale Wärmeaufnahme der Ozeane ausmachen, während die Pazifik- und Atlantikbecken jegliche aufgenommene Wärme wieder an die Atmosphäre abgeben.
Eine erhebliche ökologische Auswirkung der starken Erwärmung des Südlichen Ozeans ist Antarktischer Krill . Wenn die Erwärmung der Ozeane über die für sie erträglichen Temperaturen hinausgeht, schrumpft der Lebensraum des Krills und er wandert noch weiter nach Süden in kühlere Gewässer.
Da Krill ein wichtiger Bestandteil des Nahrungsnetzes ist, wird dies auch die Verbreitung und Population größerer Raubtiere wie kommerziell lebensfähiger Zahn- und Eisfische verändern. Es wird auch den Stress für Pinguine und Wale, die bereits heute bedroht sind, weiter erhöhen.
Warum absorbiert das Südpolarmeer so viel Wärme?
Dies hängt größtenteils mit der geografischen Lage der Region zusammen: Starke Westwinde rund um die Antarktis üben ihren Einfluss auf einen Ozean aus, der nicht von Landmassen unterbrochen wird.
Das bedeutet, dass die Winde des Südpolarmeeres über weite Entfernungen wehen und kontinuierlich Massen von Wind mit sich bringen kaltes Wasser an die Oberfläche .
Das kalte Wasser wird leicht nach Norden gedrückt große Mengen an Wärme aufnehmen aus der wärmeren Atmosphäre, bevor die überschüssige Wärme in das Innere des Ozeans um 45–55° S gepumpt wird (ein Breitengradband südlich von Tasmanien, Neuseeland und den südlichen Regionen Südamerikas).
Diese Erwärmungsaufnahme wird sowohl durch die wärmere Atmosphäre, die durch unsere Treibhausgasemissionen verursacht wird, als auch durch die windgetriebene Zirkulation erleichtert, die wichtig ist, um Wärme in das Innere des Ozeans zu transportieren.
Und wenn wir die Erwärmungs- und Windeffekte nur über dem Südpolarmeer kombinieren und die übrigen Ozeane dem Klima der 1960er Jahre unterworfen sind, können wir fast die gesamte globale Wärmeaufnahme der Ozeane erklären.
Das heißt aber nicht, dass sich die anderen Meeresbecken nicht erwärmen. Sie sind es, aber die Wärme, die sie lokal aus der Atmosphäre gewinnen, kann diese Erwärmung nicht erklären.
Stattdessen ist es die massive Wärmeaufnahme im Südpolarmeer, die im letzten halben Jahrhundert zu Veränderungen im gesamten Wärmegehalt der Ozeane weltweit geführt hat.
Wir müssen noch viel lernen
Obwohl diese Entdeckung ein neues Licht auf den Südpolarmeer als Haupttreiber der globalen Meereserwärmung wirft, müssen wir noch viel lernen, insbesondere über die Meereserwärmung über die 50 Jahre hinaus, die wir in unserer Studie untersuchen.
Alle Zukunftsprognosen, selbst die optimistischsten Szenarien, sagen einen noch wärmeren Ozean in der Zukunft voraus.
Und wenn das Südpolarmeer bis zum Jahr 2100 weiterhin den größten Teil der Wärmeaufnahme der Ozeane ausmacht, könnten wir es erleben Der Wärmeinhalt erhöht sich um das Siebenfache mehr als das, was wir bisher schon gesehen haben.
Dies wird enorme Auswirkungen auf der ganzen Welt haben, einschließlich weiterer Störungen der Nahrungsnetz im Südpolarmeer , schnelles Abschmelzen des antarktischen Schelfeises , und Änderungen in der Ozean-Förderband .
Um all diese Veränderungen zu erfassen, ist es wichtig, dass wir unsere Beobachtungen im Südpolarmeer fortsetzen und erweitern.
Einer der wichtigsten neuen Datenströme wird sein neue Ozeanschwimmer das sowohl tiefere als auch kleine Meerestemperaturen messen kann Temperatursensoren an See-Elefanten , die uns wesentliche Daten über die ozeanischen Bedingungen im Winter unter dem antarktischen Meereis liefern.
Noch wichtiger ist die Erkenntnis, dass je weniger Kohlendioxid wir ausstoßen, desto weniger Ozeanveränderungen werden wir verursachen. Dies wird letztendlich die Zerstörung der Lebensgrundlagen der Milliarden von Menschen, die weltweit in Küstennähe leben, begrenzen. 
Maurice Huguenin , Doktorand, UNSW Sydney ; Matthew England , Scientia-Professor und stellvertretender Direktor des ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science (ACEAS), UNSW Sydney , Und Ryan Holmes , Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Universität Sydney
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