Klimaforschung Die Vermessung der Meere

Boje über Bord! Etwa 4000 solcher Messgeräte treiben durch den Atlantik, Pazifik und den Indischen Ozean.

(Foto: Olivier Dugornay/Argo)

Tausende Messbojen treiben seit 20 Jahren in den Ozeanen, um den Klimawandel zu analysieren. Die Geräte zeigen, dass sich die Ozeane konstant erwärmen - 2017 war das Wasser wärmer denn je.

Von Benjamin von Brackel

Tief im Süden auf dem Atlantik zwischen Kapstadt und den Falklandinseln betritt Martin Visbeck das Deck des deutschen Forschungsschiffs Meteor. Die Wellen schaukeln das 100 Meter lange Schiff hin und her. Der Ozeanograf vom Geomar Helmholtz-Zentrum Kiel bückt sich und umgreift eine gelbe zylinderförmige Boje, hoch wie ein Mann, schwer wie ein Border Collie. Er hievt sie nach oben und wuchtet sie über die Reling. Sie platscht ins Wasser und versinkt. Hoffentlich funktioniert alles, denkt sich Visbeck. 15 000 Euro hat die Messboje mit der Seriennummer 7949 gekostet. Sieben Stück davon wird der Klimaforscher auf seiner Reise im Südatlantik aussetzen. Sie sollen eine Lücke füllen in einem der ambitioniertesten Forschungsprojekte der Welt.

Wie bespickt sind die Meere mit den Bojen, die Salzgehalt, Druck und Temperatur messen. Knapp 4000 von ihnen treiben in Atlantik, Pazifik und Indischem Ozean. Mehr als 30 Staaten betreiben das Netzwerk, das sich Argo nennt, seit 20 Jahren operiert und die Klimawissenschaft revolutioniert hat. "Das ist ein leuchtendes Beispiel für internationale Kooperation", sagt der Klimaforscher Mojib Latif, ebenfalls vom Geomar Helmholtz-Zentrum. "Argo verschafft uns das erste Mal einen flächendeckenden Eindruck davon, was in den Weltmeeren passiert - zumindest in den oberen zwei Kilometern."

Das Projekt soll eine Antwort finden auf eine Schlüsselfrage der Klimaforschung: Wie stark erwärmen sich die Meere? Denn der eigentliche Gradmesser für die Erderwärmung ist nicht die Atmosphäre, sondern der Ozean. Die Weltmeere speichern laut Weltklimabericht 93 Prozent der Wärme, während sich auf Luft, Land und Eis gerade mal sieben Prozent verteilen. "Wir sollten uns den Bereich ansehen, in dem die größten energetischen Änderungen stattfinden", empfiehlt Visbeck.

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Chinesische Forscher haben genau das getan - mithilfe der Argo-Daten. In einer aktuellen Studie im Fachblatt Advances in Atmospheric Sciences kommen sie zum beunruhigenden Ergebnis: Noch nie waren die Ozeane seit Beginn der Aufzeichnungen so warm wie im vergangenen Jahr. Gegenüber 2016 steigerte sich die Meereswärme um eine Energiemenge, die dem 600-Fachen der gesamten Stromproduktion Chinas im Jahr 2016 entspricht.

Weil sich Wasser langsamer erwärmt und abkühlt als Luft, schwankt die Temperatur der Ozeane weniger als die der Atmosphäre. "Die Erwärmung der Ozeane spiegelt den Klimawandel wider und wird weniger von wetterbedingten Störungen und Phänomenen wie El Niño beeinflusst", schreiben Lijing Cheng und Zhu Joang vom Institut für Atmosphärenphysik an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking.

Der Blick in die Tiefe räumt auch mit Missverständnissen auf. Anfang der 2000er-Jahre verwiesen Klimaleugner auf die "Erwärmungspause" - über mehrere Jahre stagnierte die Durchschnittstemperatur der Atmosphäre. "Das Argo-System war wichtig, um zu verstehen, dass zu Beginn dieses Jahrhunderts vorübergehend ein größerer Teil der Energie von den Weltmeeren aufgenommen wurde, und sich dadurch zeitweilig weniger Energie in der Atmosphäre ansammelte", sagt Anders Levermann vom Potsdam Institut für Klimafolgenforschung.

Waren die Messbojen Anfang der 1950er-Jahre noch mit Ketten am Grundbefestigt, konnten sie seit den 1980er-Jahren frei in den Meeren umhertreiben und seit den 1990er-Jahren dank Hochdruckpumpen ständig auf- und absteigen. Die Pumpen drücken etwa 100 Milliliter Öl aus einem Gehäuse in eine Gummiblase, wodurch der Tiefendrifter sein Volumen vergrößert, leichter wird als Meerwasser und aufsteigt. Gleichzeitig schalten sich die Sensoren für Temperatur, Salzgehalt und Druck an. Durchbricht die Boje die Wasseroberfläche, funkt sie die gesammelten Daten an eine Zentrale nach Frankreich, Australien, Japan oder in die USA. Anschließend wird das Öl zurück in den Druckzylinder gepumpt und der Drifter sinkt wieder auf zwei Kilometer hinab, um dort zehn Tage mit der Strömung zu gleiten.