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Forschung Nr. 7/97 vom 7.5.1997

Hamburger Professor leitet 15-Millionen-Projekt im Monsungebiet des Indischen Ozeans

Expedition mit dem Forschungsschiff "Sonne" beginnt am 12. Mai in Oman

Das Klima des nördlichen Indischen Ozeans wird von den Monsunen bestimmt. Es handelt sich dabei um starke Windzirkulationen, die durch die unterschiedliche Wärmekapazität von Meer und Festland entstehen. Aufgrund der stärkeren Erwärmung des Landes im Sommer treten von Juni bis Oktober vom Meer zum Land gerichtete Winde auf (Südwest-Monsun). Sie bringen die lebenswichtigen Regenfälle auf den indischen Subkontinent. Im Winter hingegen kühlt sich das Land stärker ab. Dadurch kehrt sich die Windrichtung um, und es entstehen Nordostwinde (Nordost-Monsun). Im nördlichen Indischen Ozean bewirken die Monsunwinde eine völlige Richtungsumkehr der Oberflächenströmung. Während des Südwestmonsuns fließt die Strömung im Uhrzeigersinn, während des Nordostmonsuns in die entgegengesetzte Richtung. Diese Umkehr trägt zu einem interessanten meereskundlichen Phänomen in dieser Region bei, dem sogenannten Auftriebsphänomen. Während des Südwestmonsuns drängen starke Winde das Oberflächenwasser weg von den Küsten und Kontinenten, das dann durch Wasser aus tieferen Schichten ersetzt wird. Das Tiefenwasser ist reich an für das Plankton lebenswichtigen Nährsalzen und begünstigt so eine enorme biologische Produktion, die die Grundlage für die Fischerei in dieser Region ist.

Das Hauptaugenmerk der Untersuchungen, die den deutschen Beitrag zu der internationalen Joint Global Ocean Flux Study darstellen, gilt den biologischen und biogeochemischen Prozessen im Ozean. Bei der Regulierung des atmosphärischen CO₂ spielen sowohl physikalische als auch biologische Vorgänge eine Rolle. Die physikalische Aufnahme findet über die sogenannte Löslichkeitspumpe statt: CO₂ löst sich vor allem in kaltem Wasser der hohen Breiten, das in die Tiefsee absinkt. Dieser Prozeß ist eng mit der ozeanischen Tiefenströmung gekoppelt. Die atmosphärische CO₂-Konzentration ist im Gleichgewicht mit der CO₂-Konzentration in der ozeanischen Deckschicht. Die biologischen Prozesse verändern dieses Gleichgewicht. So wird zum Beispiel bei der Photosynthese CO₂ zum Aufbau von Biomasse der Deckschicht entzogen. Ein Teil davon gelangt in größere Tiefen und bewirkt den Nettoentzug von Kohlendioxid aus der Deckschicht. Dies ist der entscheidende Prozeß, denn er entzieht der Atmosphäre auf Dauer CO₂. Der nördliche Indische Ozean ist eines der Schlüsselgebiete für derartige Untersuchungen.

Die Ozeane sind auch Quellen für klimarelevante Spurengase. Sie sind eine Quelle für Kohlendioxid, und zwar dort, wo das in der Tiefsee gespeicherte CO₂ durch aufquellendes Tiefenwasser an die Meeresoberfläche und von dort an die Atmosphäre gelangt. Dies ist im Indischen Ozean der Fall. Hier hängt die Nettoaufnahme von CO₂ durch den Ozean vom Verhältnis zwischen Entgasung und biologischer Aufnahme und Speicherung ab. Im Indischen Ozean entstehen durch die erhöhte biologische Produktion sauerstoffarme Bedingungen, in denen es zur Bildung und Freisetzung von Stickoxiden (Lachgas; N₂O) und Methan kommt. Im Falle von N₂O tragen die Weltozeane etwa 20 Prozent des Gesamteintrages in die Atmosphäre bei. Der Indische Ozean ist die größte Quelle.

Durch Klimawandel werden alle genannten Prozesse verändert und über CO₂ und andere Treibhausgase in der Atmosphäre auf das Klima zurückwirken. Was die Ozeane unter verschiedenen Bedingungen des Klimawandels als CO₂-Entsorger zu leisten vermögen, kann nur bestimmt werden, wenn ihre Funktionsweise im Detail erforscht ist. Durch gezielte Messungen wollen die Wissenschaftler während der "Sonne"-Expedition diesen Fragen nachgehen. Die Einbettung der Ergebnisse in globale Ozean- und Klimamodelle soll ermöglichen, die Reaktionen der ozeanischen Prozesse auf Veränderung durch Menschen vorherzusagen und die möglichen Rückkopplungseffekte zu quantifizieren.

Die international renommierte Forschergruppe um Professor Ittekkot, einem gebürtigen Inder, forscht mit Unterstützung von Bund, EU und anderen Geldgebern wie zum Beispiel der VW-Stiftung in verschiedenen Erdteilen zum Thema Globaler Wandel.

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