Die Meeresoberfläche aus dem All gesehen. Gleichmäßige Wolken überziehen den Himmel, außer in einer kreisförmigen, wolkenfreien Region.

Auch kleine Meereswirbel beeinflussen das Wetter

Das Meer von weit oben gesehen, nur wenige Wolken verdecken die Wasseroberfläche an den Rändern des Bilds. Im Zentrum sind deutlich ein großer Wirbel und ein kleinerer Wirbel darunter zu sehen.Bilderstrecke: Meereswirbel
Bilderstrecke: Meereswirbel aus dem All beobachtet

Der Einfluss der Ozeane auf Wetter und Klima ist heute hauptsächlich im Bereich der großen Meeresströmungen erforscht. Aber auch vergleichsweise kleine Wirbel mit Durchmessern von etwa hundert Kilometern können entscheidende Auswirkungen auf Wetterphänomene haben. Wissenschaftler der ETH Zürich haben in Satellitenbildern mehr als eine halbe Million solcher Wirbel im Südpolarmeer untersucht und ihre Wechselwirkung mit Wind, Wolken und Niederschlag ausgewertet. Die Ergebnisse der Studie wurden jetzt in der Zeitschrift „Nature Geoscience“ veröffentlicht.

Die Wirbel entstehen durch Turbulenzen in größeren Meeresströmungen, die beispielsweise durch Unebenheiten im Meeresboden verursacht werden. An der Oberfläche fallen die Turbulenzen aufgrund der geringeren Dichte bewegten Wassers als Dellen in der Meeresoberfläche auf, die sich gut mit Satelliten beobachten lassen. Je nach Drehrichtung haben die Wirbel einen unterschiedlichen Einfluss auf die Atmosphäre: Sogenannte zyklonische Wirbel – auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn drehend – entstehen in kälterem Wasser und kühlen die Atmosphäre an der Oberfläche ab. Umgekehrt drehende, antizyklonische Wirbel sind wärmer als das umgebende Wasser und heizen die Luft auf.

Insgesamt betrachtet gibt es auf den Ozeanen zwar so viele Wirbel beider Art, dass sich ihre Effekte zumeist gegenseitig aufheben – lokal kann aber beispielsweise die Richtung von Winden oder die Gestalt von Wolkenfeldern verändert werden. Über kalten Wirbeln nimmt die Dichte und der Wassergehalt von Wolken ab, während warme Wirbel den entgegengesetzten Effekt haben. Am deutlichsten sind die Auswirkungen der Wirbel auf Windgeschwindigkeit und Wolkendichte, während Wassergehalt und Niederschlag der Wolken weniger stark beeinflusst werden. Diese Effekte können zum Beispiel die Folgen eines Sturms beim Eintreffen an der Küste entscheidend verändern.

Präzise Wettervorhersagen sind nur möglich, wenn Klimamodelle es erlauben, die Entwicklung beobachteter Phänomene möglichst realistisch nachzustellen. Ivy Frenger, Wissenschaftlerin am Institut für Biogeochemie und Schadstoffdynamik der ETH Zürich, sieht die Arbeit der Gruppe als Schritt in diese Richtung: „Es ist wichtig, die von den Wirbeln verursachte Variabilität zu kennen und sie in Wetter- und Klimamodelle der nächsten Generation einzubauen.“