mini|Satellitenaufnahme der Antarktis mini|Meeresströmungen rund um die Antarktis
Die Folgen der globalen Erwärmung in der Antarktis unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von denen in anderen Klimazonen auf der Erde, und es treten teils unerwartete Effekte auf.Pew Center on Global Climate Change (Hrsg.): Current Understanding of Antarctic Climate Change. 2010 (englisch) Die Antarktis hat sich im Gegensatz zu allen anderen größeren Weltregionen im 19. und 20. Jahrhundert insgesamt kaum erwärmt.Schneider, D. P., E. J. Steig, T. D. van Ommen, D. A. Dixon, P. A. Mayewski, J. M. Jones, and C. M. Bitz (2006): Antarctic temperatures over the past two centuries from ice cores, in: Geophysical Research Letters, 33, L16707, doi:10.1029/2006GL027057 Über Zeiträume seit den 1970er Jahren bis in die zweite Hälfte der 2010er Jahre erwärmten sich Teile der Westantarktis, in der Ostantarktis gab es keine signifikante Änderung der oberflächennahen Lufttemperatur. Das Südpolarmeer nimmt einen beträchtlichen Teil der zusätzlichen Wärme auf, die Meerestemperaturen um die Antarktis steigen deutlich. Während jahrzehntelang kaum eine Änderung der Meereisbedeckung beobachtbar war und diese im Verlauf des 20. Jahrhunderts sogar leicht anstieg, hat sich dieser Trend etwa um das Jahr 2015 herum umgedreht und ein schneller Rückgang ist zu vermerken.
Besonderheiten der Antarktis in Bezug auf die globale Erwärmung Die Antarktis ist ein von Ozeanen umgebener Kontinent, im Gegensatz zur Arktis (siehe Folgen der globalen Erwärmung in der Arktis), die ein von Kontinenten umgebener Ozean ist. Wasser hat eine sehr hohe Wärmekapazität und erwärmt sich daher langsamer als Gestein und erheblich langsamer als Luft; so hat eine Schicht aus den ersten drei Meter Wasser der Weltmeere eine größere Wärmekapazität als die gesamte ErdatmosphäreK. Bryan, S. Manabe, and M.J. Spelman (1988). "Interhemispheric Asymmetry in the Transient Response of a Coupled Ocean-Atmosphere Model to a CO2 Forcing." J. Physical Oceanography '18': 851-67 online.
Die Durchmischung der Ozeane ist auf der Nordhemisphäre eine andere als auf der Südhalbkugel.Barnett, T. P., D. W. Pierce, K. M. AchutaRao, P. J. Gleckler, B. D. Santer, J. M. Gregory, and W. M. Washington. 2005. Penetration of human-induced warming into the world's oceans. Science 309:284-287 Im Nordpolarmeer um Grönland sinkt warmes Oberflächenwasser ab, während die antarktischen Gewässer von einem Aufstieg kalten Tiefenwassers geprägt sind.New Data on Deep Sea Turbulence Shed Light on Vertical Mixing, Artikel auf der Website der Wodshole Oceanic Institution WHOI
Über den für die Vereisung der Antarktis verantwortlichen antarktischen Zirkumpolarstrom findet ein ständiger Energietransport statt (ca. 140 Mio. m³ Wasser pro Sekunde).
Da die antarktischen, katabatischen Winde ablandige Winde sind, können erwärmte Luftmassen aus angrenzenden Regionen das antarktische Festland nur schwer erreichen. Der antarktische Kontinent ist mit durchschnittlich 2500 m Höhe der höchstgelegene Kontinent der Erde und ist auch aus diesem Grund mit durchschnittlich −55 °C erheblich kälter als die Arktis. Daher ist auch bei einer starken Erwärmung kein vollständiges Abschmelzen der Landeismassen zu erwarten. Während die Arktis vor 3 Mio. Jahren zuletzt komplett eisfrei war, war die Antarktis zuletzt vor über 35 Mio. Jahren eisfrei. Für den Fall, dass die Konzentration der Treibhausgase weiter ansteigt und das Verbot der FCKW das Ozonloch künftig verkleinert, geht man auch für die Antarktis von einer weiteren Erwärmung aus.Shindell, D.T. und G.A. Schmidt (2004): Southern Hemisphere climate response to ozone changes and greenhouse gas increases. In: Geophysical Research Letters, Vol. 31, L18209, doi:10.1029/2004GL020724
Die Dicke der auf Landflächen gelegenen Eismassen in der Antarktis beträgt bis zu 5 Kilometer, die Eisdicke der Arktis, die mit Ausnahme des Inlandeises beispielsweise auf Grönland, Ellesmere Island oder Spitzbergens aus Meereis besteht, liegt zwischen mehreren Zentimetern und maximal 5 Metern.Alfred Wegener Institut für Polar- und Meeresforschung
Wie von Klimamodellen korrekt vorhergesagt, ist auf der Südhalbkugel der Erde eine bedeutend geringere Erwärmung als auf der Nordhalbkugel zu verzeichnen.Gillett, N., and D.W.J. Thompson. 2003. Simulation of Recent Southern Hemisphere Climate Change. In: Science, Vol. 302, S. 273–275, doi:10.1126/science.1087440 (PDF) Ein Klimamodell, das den Einfluss der globalen Erwärmung auf die Meereisbedeckung über einen Zeitraum von 100 Jahren simulierte, zeigte in der Arktis einen Rückgang um 60 %, in der Antarktis jedoch nur um 10 %.Claire L. Parkinson (2004). Southern Ocean sea ice and its wider linkages: insights revealed from models and observations. Antarctic Science, 16, pp. 387–400 doi:10.1017/S0954102004002214
Temperaturentwicklung mini|Entwicklung der Oberflächentemperatur in der Antarktis zwischen 1957 und 2006 nach Daten der NASA. Die vor allem in der Westantarktis deutliche Erwärmung steht im Kontrast zu einer nur leichten Temperaturerhöhung im Ostteil.
Ein frühes Klimamodell sagte über einen Simulationsverlauf von 50 Jahren zunächst eine leichte Abkühlung des antarktischen Ozeans, gefolgt von einer Erwärmung voraus. Im Jahr 2007 konnte diese Abkühlung messtechnisch gefunden werden.Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung: Die Tiefsee der Antarktis wird kälter - Polarstern hat erste Antarktissaison im Internationalen Polarjahr erfolgreich abgeschlossen, Pressemitteilung vom 21. April 2008. Siehe https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse/presse-detailansicht/die-tiefsee-der-antarktis-wird-kaelter-polarstern-hat-erste-antarktissaison-im-internationalen-polarjahr-erfolgreich-abgeschlossen.htmlSpiegel Online: Tiefsee der Antarktis wird kälter vom 21. April 2008 Jedoch schon im Jahr 2011 überwog die deutliche und weiträumige Erwärmung.Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung: Forschungsschiff Polarstern kehrt aus der Antarktis zurück Die Temperaturentwicklung ist nicht in allen Regionen der Antarktis gleich. In der Westantarktis stieg die Temperatur des Meerwassers im Zeitraum von 1960 und 2014 stark an, was wahrscheinlich die dort beobachtete Gletscherschmelze maßgeblich beeinflusst hat.Geomar.de: Antarktis: Wärme kommt aus der Tiefe Online
Das Wissen über die Entwicklung der Temperatur in der Antarktis ist mit einigen Unsicherheiten behaftet, die vor allem aus der geringen Dichte an Messstationen und ihrer relativ späten Inbetriebnahme herrühren. Im Laufe des 19. und 20. Jahrhunderts erwärmte sich die Antarktis nur um geschätzte 0,2 °C. Einer 2009 veröffentlichten Analyse zufolge, in der die Temperaturveränderung seit 1957 berechnet wird, hat sich der westliche Teil der Antarktis beträchtlich und der östliche Teil in geringerem Ausmaß erwärmt (siehe Bild rechts).Steig, Eric J.; Schneider, David P.; Rutherford, Scott D. et al. (2009): Warming of the Antarctic ice-sheet surface since the 1957 International Geophysical Year. In: Nature, Vol. 457, S. 459–462, 22. Januar 2009, doi:10.1038/nature07669. Siehe auch vom 21. Januar 2009
Die westantarktische Halbinsel ist diejenige Region, die sich seit den 1950er Jahren am stärksten aufheizte. Auf Höhe der Wernadski-Station lag der Anstieg in dieser Zeit bei 0,56 °C pro Jahrzehnt im Jahresmittel, und sogar bei 1,09 °C während der Wintermonate. Das Innere des Kontinents kühlte sich demgegenüber ab, speziell während des Herbstes. Die Entwicklung an den Küsten war wechselhaft, teilweise gab es leichte Abkühlung oder Erwärmung beziehungsweise keine Veränderung.Turner, John, Steve R. Colwell, Gareth J. Marshall et al. (2005): Antarctic Climate Change During the Last 50 Years. In: International Journal of Climatology, Vol. 25, S. 279–294, doi:10.1002/joc.1130 die tageszeitung: Auch am Südpol wird es wärmer vom 30. Januar 2009
Im Verlauf der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts konnten folgende Temperaturtrends gemittelt über die Fläche vom 60. bis 90. Breitengrad gefunden werden: Die Wintertemperaturen stiegen um 0,776 °C an, was im Einklang mit der Theorie des Treibhauseffekts den größten Anstieg markiert. Die Frühlingstemperaturen stiegen um 0,405 °C an; die geringsten Unterschiede fanden sich bei den Sommer- und Herbsttemperaturen, die lediglich um 0,193 °C bzw. 0,179 °C anstiegen. Daneben wurde entdeckt, dass sich die statistisch signifikante Erwärmung auf die Antarktische Halbinsel und eine kleine Region an der Ostküste des Kontinents begrenzt. Temperatur-Trends des übrigen Kontinents waren statistisch nicht signifikant.Chapman, W.L. und J.E. Walsh (2007): A synthesis of Antarctic Temperatures. In: Journal of Climate, Vol. 20, S. 4096–4117, doi:10.1175/JCLI4236.1
Die nur geringe Erwärmung seit 1957 beziehungsweise die leichte Abkühlung seit Ende der 1960er Jahre bis heute über dem antarktischen Festlandsockel wird gegenwärtig auf zwei Faktoren zurückgeführt, nämlich einerseits zunehmende Winde um die Antarktis sowie das Ozonloch.Shindell, Drew T.; Schmidt, Gavin A. (2004): Southern Hemisphere climate response to ozone changes and greenhouse gas increases. In: Geophysical Research Letters, 31, L18209, doi:10.1029/2004GL020724 Dessen Ausdehnung über der Antarktis erreichte im Jahr 2006 mit einer Fläche von 27,45 Millionen Quadratkilometern einen neuen Rekord. Strahlungs-Absorption durch Ozon ist die Ursache für die Erwärmung der Stratosphäre, so dass das Ozonloch zu einer Abkühlung der Stratosphäre geführt hat. Der zweite Grund ist die Verstärkung der südlichen Westwindzone, die näher an den Südpol heranrückte. Durch den Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit sank der Luftdruck innerhalb des Rings – also in der Antarktis, was zu einer adiabatischen Abkühlung der Antarktis führte.Thompson, David W. J.; Solomon, Susan (2002): Interpretation of Recent Southern Hemisphere Climate Change. In: Science, Vol. 296, No. 5569, S. 895–899, doi:10.1126/science.1069270
Eismasse mini|hochkant=1.5|Zwischen 1992 und 2017 hat der antarktische Eisschild zunehmend an Masse verloren (blaue Linie), seit 2012 verlieren alle Regionen Eis. Die erste vollständige Schwerkraft-Analyse über den gesamten antarktischen Eisschild zeigte, dass im Beobachtungszeitraum zwischen April 2002 und August 2005 der jährliche Verlust an Eismasse durchschnittlich 152 (± 80) km³ betrug. Dabei geht der Massenverlust praktisch vollständig auf das Konto des westantarktischen Eisschildes, der um jährlich 148 ± 21 km³ abnahm, wohingegen die östliche Antarktis keinen eindeutigen Trend aufwies (0 ± 56 km³).Velicogna, Isabella und John Wahr (2006): Measurements of Time-Variable Gravity Show Mass Loss in Antarctica, in: Science, Vol. 311, No. 5768, S. 1754–1756, doi:10.1126/science.1123785 Die Messungen sind auch aufgrund des kurzen Zeitraumes sowie der Methoden noch unsicher. Zwischen 1992 und 2003 kam es in der Antarktis nach einer anderen Studie, die knapp drei Viertel des Kontinents einbezog, zu einem Zuwachs an Eismasse über 27 ± 29 km³.Wingham, D.J.; Shepherd, A.; Muir, A; Marshall, G.J. (2006): Mass balance of the Antarctic ice sheet. In: Philosophical Transactions of the Roal Society A, Vol. 364, S. 1627–1635, doi:10.1098/rsta.2006.1792 2007 wurde der Stand der Forschung mit der groben Abschätzung zusammengefasst, dass die Westantarktis gegenwärtig wohl etwa 50 km³ an Masse verliere, während der östliche Teil grob 25 km³ hinzugewinne.Shepherd, A., and D. Wingham (2007): Recent sea level contributions of the Antarctic and Greenland ice sheets. In: Science, Vol. 315, S. 1529–1532, doi:10.1126/science.1136776.