mini|hochkant=1.3|Animation zur jährlichen Veränderung der geschlossenen Eisfläche in der Arktis von 1980 bis 2010 mini|Jahresmitteltemperaturen in Grönland mini|Jahresmitteltemperaturen auf Spitzbergen mini|Film über die Veränderungen der arktischen Eiskappe
Die Folgen der globalen Erwärmung in der Arktis, der polaren Eiskappe des Nordpols, zählen zu den regionalen Auswirkungen der Erderwärmung. Zu ihnen gehören deutlich stärker als im weltweiten Durchschnitt ansteigende Lufttemperaturen, zurückweichende Gletscher, auftauender Permafrostboden und schmelzendes Meereis: sie sind ein Kennzeichen des „Anthropozäns“.
Mit einer wärmeren Arktis gehen zahlreiche Rückkopplungen einher, also durch die Erwärmung ausgelöste Veränderungen, die sich wiederum auf das Maß der Erwärmung auswirken,Martin Sommerkorn, Susan Joy Hassol (Hrsg.): Arctic Climate Feedbacks: Global Implications. Veröffentlicht vom WWF International Arctic Programme, 2009; panda.org (PDF; 11 MB) darunter die Eis-Albedo-Rückkopplung, die zu einem immer schnelleren Abschmelzen arktischen Eises führt. Änderungen der Umweltbedingungen in der Arktis haben aber nicht nur lokale Folgen. Die Arktis ist vielmehr ein Schaltzentrum des globalen Klimas. Die Ausdehnungen von Schnee, Meer- und Landeis stellen wichtige Rückkopplungsparameter dar, welche die weltweite klimatische Entwicklung beeinflussen. Neben ökologischen Folgen sind gravierende Konsequenzen für die in der Arktis lebenden Menschen und Tiere zu erwarten.
Besonders durch den Rückgang des sommerlichen Meereises hat sich darüber hinaus ein Wettrennen von Anrainerstaaten um die wertvollen Ressourcen entwickelt, die unter dem Meeresgrund des Arktischen Ozeans vermutet werden. Die Umweltveränderungen führen deshalb mittelbar zu politischen Konflikten.
Temperaturerhöhung mini|Temperaturveränderung in der Arktis zwischen 1981 und 2009. Rote und orange Flächen zeigen eine Erwärmung, blaue eine Abkühlung und weiße keine Veränderung an. Der Zeitraum 1995–2005 war der wärmste seit spätestens dem 17. Jahrhundert.Rajmund Przybylak: Recent air-temperature changes in the Arctic. In: Annals of Glaciology, 2007, Vol. 46, S. 316–324; (PDF) Zusätzlich zu den zur Erderwärmung führenden Treibhausgasen haben vermutlich auch anderen Bestandteile der Luft wie Rußpartikel einen wesentlichen Teil zu dieser regionalen Erwärmung beigesteuert.P.K. Quinn, T. S. Bates, E. Baum et al.: Short-lived pollutants in the Arctic: their climate impact and possible mitigation strategies. In: Atmospheric Chemistry and Physics, 2007, Vol. 7, S. 15669–15692; atmos-chem-phys-discuss.net Der Ruß stammt wahrscheinlich zum größten Teil aus Waldbränden in borealen Gebieten und zu geringeren Anteilen aus verbrannten fossilen Brennstoffen.Mark G. Flanner, Charles S. Zender, James T. Randerson, Philip J. Rasch: Present-day climate forcing and response from black carbon in snow. In: Journal of Geophysical Research, 2007, Vol. 112, D11202, doi:10.1029/2006JD008003
Das Gebiet nördlich von 60° N (etwa die Höhe von Stockholm oder Anchorage) erwärmte sich nach einer leichten Abkühlung in den 1960ern und 1970ern bis zum Ende des 20. Jahrhunderts im Mittel um 1 bis 2 °C. Einige Regionen, darunter Alaska und Westkanada, erwärmten sich seit 1950 um 3 bis 4 °C.Arctic Climate Impact Assessment. Cambridge University Press, 2004, ISBN 0-521-61778-2; www.amap.no Zwischen 1980 und 2025 hat sich die durchschnittliche Lufttemperatur in der Arktis mehr als doppelt so schnell wie die globale Durchschnittstemperatur erhöht. Zwischen 2006 und 2025 betrug die arktische Erwärmung ca. 0,55 °C pro Jahrzehnt. In diesem Zeitraum erwärmte sich die Arktis am stärksten im Winter und Herbst, um 0,87 °C bzw. 0,77 °C pro Jahrzehnt. Am geringsten ist die Erwärmung im Sommer. Außerdem erwärmen sich die zur Arktis gehörenden inneren Regionen Nord-Asiens und der Nordwesten Nordamerikas am stärksten.Report of Working Group II, Impacts, Adaptation and Vulnerability. Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007, Chapter 15: Polar Regions (englisch);
Auch die Temperatur der arktischen Gewässer steigt deutlich rascher an als im globalen Durchschnitt. Die Wassertemperaturen des arktischen Nordatlantiks sind heute so hoch wie seit mindestens 2000 Jahren nicht mehr.Atlantikwasser wärmt die Arktis auf: Jüngster Temperaturanstieg in der Framstraße einmalig in den letzten 2.000 Jahren. Scinexx.de, 28. Januar 2011 Mit der abnehmenden Eisbedeckung nimmt die Variabilität der Meeresoberflächentemperaturen zu. Insbesondere in den Randmeeren des Arktischen Ozeans treten Meereshitzewellen häufiger auf, sie dauern länger und werden intensiver. Manche der in der Arktis beobachteten Hitzewellen gehören mit einer Temperaturanomalie von mehr als +4 °C an der Meeresoberfläche zu den intensivsten weltweit.
Höhere Temperaturen durch Polare Verstärkung mini|Eindrücklich: Die „arktische Todesspirale“
Eine Erhöhung der globalen Treibhausgaskonzentration erwärmt die Pole weit stärker als andere Teile der Erdoberfläche.Cecilia Bitz (2006): Polar Amplification, in: RealClimate.org In erster Linie ist hierfür die Eis-Albedo-Rückkopplung ursächlich: Schnee- und Eisflächen reflektieren den größten Teil der eingestrahlten Sonnenenergie ins Weltall. Das Abschmelzen der Schnee- und Eisflächen bringt darunter liegende Land- und Wasseroberflächen zum Vorschein, die mit ihrer dunkleren Farbe einen großen Teil der Sonnenenergie absorbieren. Die Oberfläche wird hierdurch weiter erwärmt.
In der Arktis ist die Wirkung der polaren Amplifikation in Klimasimulationen bereits nach wenigen Jahrzehnten beobachtbar und der Grund der schon heute dort messbaren starken Erwärmung. Sie ist deutlich in Form zurückgehender Gletscher, abnehmender arktischer Schneedecke und Meereisbedeckung erkennbar. Dabei beschränkt sich die Wirkung nicht nur auf die direkte Umgebung der verringerten Albedo. In einer Simulation zeigte sich eine dreieinhalbfach erhöhte Erwärmung der westlichen arktischen Landgebiete in Jahren mit rapide zurückgehendem Meereis. Die höheren Temperaturen ziehen sich bis zu 1500 km in das Landesinnere hinein.David M. Lawrence, Andrew G. Slater, Robert A. Tomas et al.: Accelerated Arctic land warming and permafrost degradation during rapid sea ice loss. In: Geophysical Research Letters, 2008, Vol. 35, S. L11506, doi:10.1029/2008GL033985
Verstärkend wirkt, dass sich im Gegensatz zur Antarktis die Eismassen der Arktis auf Meereshöhe und sogar zum großen Teil im Meer befinden. Aufgrund der niedrigen Höhe liegen die Temperaturen in großen Bereichen der Arktis folglich sehr viel näher am Gefrierpunkt, weshalb schon geringe Temperaturerhöhungen eine Schmelze einleiten können. Meereis wird darüber hinaus nicht nur von oben (Sonne, Luft), sondern auch von unten, also von erwärmten Meeresströmungen geschmolzen. Erwärmt sich die Tundra, so führt dies zu einer Änderung des Bewuchses. Dunkle Wälder absorbieren viel mehr Sonnenenergie als Moos- und Flechtenbewuchs, der schon bei geringem Niederschlagsaufkommen vollständig von Schnee bedeckt werden kann. Auch dies unterstützt einen Erwärmungstrend. Neben den Treibhausgasen, die für die globale Erwärmung verantwortlich sind, stellt lokal Ruß ein weiteres Problem dar. Er wird von den Winden befördert, schlägt sich in der Arktis nieder und verdunkelt die Oberfläche des strahlend weißen Schnees und Eises.
Künftige Erwärmung Bis zum Jahr 2100 wird mit einem weiteren Ansteigen der durchschnittlichen Lufttemperatur in der Arktis um 2 bis 9 °C gerechnet. Für die gesamte Erde geht das in Fragen der Klimaforschung maßgebliche Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, Weltklimarat) von einer demgegenüber deutlich geringeren Erwärmung um 1,1 bis 6,4 °C aus. In der (untersuchten westlichen) Arktis wurden mit dem unteren Rand dieser Schätzungen vergleichbare Temperaturen zuletzt während des sogenannten Holozänen Temperaturmaximums vor 10.000 bis 12.000 Jahren erreicht. Damals waren dort die Temperaturen um 1,6 ± 0,8 °C höher als im Durchschnitt des 20. Jahrhunderts. Zu jener Zeit vollzog sich die Erwärmung allerdings im Laufe von wenigstens zwei Jahrtausenden, trat regional zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf und wurde vermutlich durch den damals noch vorhandenen Laurentidischen Eisschild über dem heutigen Kanada „ausbalanciert“.D.S. Kaufman, T.A. Ager, N.J. Anderson, P.M. Anderson, J.T. Andrews et al.: Holocene Thermal Maximum in the Western Arctic (0–180°W). In: Quaternary Science Reviews, 2004, Nr. 23, S. 529–560, doi:10.1016/j.quascirev.2003.09.007; oceanrep.geomar.de (PDF; 1,0 MB)
Zunehmender Niederschlag und „Regen-auf-Schnee-Ereignisse“ Im 20. Jahrhundert gab es in der Arktis eine Zunahme der Niederschläge um etwa 8 %, größtenteils als Regen. Im Herbst und Winter war der Anstieg dabei am stärksten ausgeprägt. Die Niederschlagstrends sind jedoch örtlich sehr unterschiedlich und die Messungen sind (Stand 2007) noch recht ungenau.
Im 21. Jahrhundert wird ein weiterer Anstieg der Niederschläge in der Arktis erwartet. Das vom Arktischen Rat in Auftrag gegebene Arctic Climate Impact Assessment (ACIA) prognostiziert einen Anstieg der Gesamtniederschläge um 20 %. Besonders stark werden die Niederschläge in den Küstenregionen im Herbst und im Winter zunehmen.
Laut dem Arctic Climate Impact Assessment kommt es bereits heute (2004) immer häufiger zu so genannten „Regen-auf-Schnee-Ereignissen“. Dabei fällt besonders der Winterniederschlag auf die am Boden liegende Schneedecke. Dies verursacht eine schnellere Schneeschmelze und kann in manchen Regionen akute Überflutungen verursachen. In Westrussland etwa traten solche „Regen-auf-Schnee-Ereignisse“ um 50 % häufiger über die letzten 50 Jahre auf.
Schmelzender grönländischer Eisschild mini|Video: Eisschmelze in Grönland Der zweitgrößte Eisschild der Erde (nach der Antarktis) und die größten Gletscher der arktischen Region befinden sich auf Grönland. Der grönländische Eisschild ist einer der letzten Reste der pleistozänen Inlandsvereisung. Er hat sich erhalten, weil sich das Eis durch zwei Rückkopplungen selbst kühlt: Erstens reflektiert es einen großen Teil der Sonnenenergie, ohne sich dabei zu erwärmen (die so genannte Eis-Albedo-Rückkopplung), und zweitens liegt die Oberfläche des kilometerdicken Eisschildes auf Hochgebirgsniveau in kälteren Luftschichten.
Massenverlust Grönland mini|Eismassenveränderung in Grönland 2003–2005 Die Temperaturen im Süden der Insel sind seit Mitte des 20. Jahrhunderts um 2 °C gestiegen. In der Folge kam es zu deutlich zurückgehenden Gletschern, größeren Schmelzgebieten im Inland und zu einem zunehmenden Massenverlust. In den höher gelegenen Zentralgebieten nahm die Masse durch zunehmenden Schneefall Mitte der 2000er Jahre zwar noch zu.Michiel van den Broeke, Jonathan Bamber, Janneke Ettema et al.: Partitioning Recent Greenland Mass Loss. In: Science, 2009, 326, S. 984–986; doi:10.1126/science.1178176 Trotzdem hat der grönländische Eisschild laut dem International Panel on Climate Change (IPCC) von 2006 bis 2015 im Mittel jedes Jahr ca. 280 Gigatonnen (Gt) an Eis verloren, was in etwa der Masse aller Gletscher der Alpen entspricht.
Zum Symbol für den Eisverlust wurde eine neue Insel namens Uunartoq Qeqertoq (auf Englisch Warming Island), die im Jahr 2005 an der Ostküste entdeckt wurde. Nachdem eine große Menge Festlandeis geschmolzen war, stellte sich heraus, dass es sich bei Uunartoq Qeqertoq nicht um eine mit dem Festland verbundene Halbinsel handelt, wie zuvor angenommen worden war.