Massenbleiche am Great Barrier Reef wird stark von lokalen Wetterbedingungen beeinflusst
Das Great Barrier Reef vor der Küste von Queensland/Australien gehört seit über vier Jahrzehnten zum Weltnaturerbe. Seit etlichen Jahren ist es von wiederkehrenden Korallenbleichen bedroht. In den letzten acht Jahren kam es zu fünf massiven Bleichen, bei denen ein Großteil der Korallen zerstört wurde. Solche großflächigen Bleichen treten während mariner Hitzewellen auf, wenn die Wassertemperatur stark steigt. Allein aufgrund des Klimawandels werden Korallenbleichen immer häufiger beobachtet. Darüber hinaus beeinflussen aber auch großskalige synoptische Prozesse die lokal vorherrschende Meteorologie, die sich wiederum auf die Wassertemperatur auswirkt. Forschende aus Australien sind diesen Zusammenhängen auf den Grund gegangen. Anhand von Daten der Station am Davies Reef im Great Barrier Reef (siehe Abbildung 1) untersuchten sie eine marine Hitzewelle mit Korallenbleiche im Jahr 2022 im Hinblick auf die lokalen Wetterbedingungen und die ihr zugrundeliegende Synoptik.
Das Wetter am Great Barrier Reef wird durch die vorherrschenden Passatwinde bestimmt. Auf der Südhalbkugel sind dies beständige Winde aus südöstlichen Richtungen. Meist herrscht auch eine Inversion vor, die die Bildung von hochreichenden Cumuluswolken unterbindet. Im australischen Winter sind die Passatwinde besonders stark ausgeprägt. Rückt der südhemisphärische Sommer näher, verlagern sich die subtropische Hochdruckzone und die innertropische Konvergenzzone (ITCZ) südwärts, der australische Monsun setzt ein und beeinflusst das Wetter in Nordaustralien bis hin zum Great Barrier Reef. Dies wirkt sich unter anderem auf die Passatwinde aus, die im Sommer meist schwach sind, häufig durch tropische Konvektion unterbrochen werden oder sich sogar vorübergehend ganz abschwächen.
Bislang war bekannt, dass kleine Veränderungen der lokalen Wetterbedingungen (Wind, Bedeckung, Feuchte, Lufttemperatur) zu einer Zu- oder Abnahme der Wassertemperatur führen. Die Bewölkung wirkt sich auf die aus; die Bodenwinde, die Lufttemperatur und die relative Feuchte wiederum auf die turbulenten Flüsse, das heißt den über der Meeresoberfläche. All dies sind Parameter, die mit einer Abkühlung oder Erwärmung des Wassers einhergehen. Bei wolkenlosem Himmel sorgt ein beständiger, kräftiger Südostpassat hauptsächlich für eine Abkühlung der flachen Gewässer am Great Barrier Reef. Hier ist das Stichwort Verdunstungsabkühlung durch Freiwerden latenter Wärme zu nennen. Während Perioden mit geringer Bedeckung und schwachen Winden werden jedoch viele der Abkühlungsmechanismen des Ozeans gebremst. So können sich die oberen Wasserschichten am Riff schnell sehr stark aufheizen und einen für eine Korallenbleiche kritischen Wert überschreiten. Dies wurde auch bei der marinen Hitzewelle 2022 beobachtet.
Eine weitere Entdeckung der Wissenschaftler war der Einfluss der übergeordneten Synoptik auf das lokal vorherrschende Wetter. Letztlich läuft alles wiederum auf die Passatwinde hinaus: Festgestellt wurde, dass dem Zusammenbruch der Passatwinde meist ein antizyklonales Rossby-Wellenbrechen mit der Ausbildung eines Kaltlufttropfens vorausging oder während der Hitzeperiode vorherrschte. Um dies in einfachen Worten kurz zusammenzufassen: In der Troposphäre, der wetterbestimmenden Atmosphärenschicht, findet auf natürliche Weise ein kontinuierlicher Energieausgleich durch Rossby-Wellen statt. Das letzte Stadium im Lebenszyklus dieser baroklinen atmosphärischen Störungen kann das Brechen dieser sein. Dies mündet nicht selten in einem ) oder einer. Der erwähnte Kaltlufttropfen unterdrückte die Passatwinde über dem Meer und führte gleichzeitig trockene Festlandsluft heran, wodurch es zu einer mehrtägigen Phase der Erwärmung des Oberflächenwassers kam. Nach Abzug des Kaltlufttropfens stellte sich an der australischen Küste wieder Hochdruckeinfluss mit den beständigen Passatwinden ein. Diese bauten sich sogar stärker auf als zuvor, sodass die Abkühlungsmechanismen des Wassers sehr rasch wieder greifen konnten und die marine Hitzewelle schnell zum Erliegen kam.
Überraschend für die Forschenden war auch, dass eine Korallenbleiche auftrat, obwohl 2022 ein La Niña-Jahr war. La Niña geht vor der australischen Ostküste üblicherweise mit viel Bewölkung, Niederschlägen und niedrigeren Wassertemperaturen einher. Bisher traten Korallenbleichen nur während einer neutralen oder in einem El Niño-Jahr auf, wenn es untypisch geringe Bedeckung, wenig Niederschläge und viel Einstrahlung gab, sodass sich das Oberflächenwasser schnell erwärmen konnte. Die Wissenschaftler schlossen daraus, dass eine Korallenbleiche eher von der lokalen Meteorologie als von der ENSO-Phase abhängt.
Die analysierten Zusammenhänge beziehen sich nur auf eine marine Hitzewelle mit Korallenbleiche an einem Ort im Great Barrier Reef. Ob die Erkenntnisse allgemeingültig sind, muss in weiteren Studien untersucht werden.
Dipl.-Met. Julia Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 17.01.2025
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