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Wednesday, May 8, 2024
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Der Klimawandel verändert die Farbe der Ozeane!

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Mehr als die Hälfte der Weltmeere sehen aufgrund der globalen Erwärmung viel grüner aus als noch vor 20 Jahren. „Wir beeinflussen das Ökosystem auf eine Weise wie nie zuvor“, sagt der Meeres- und Klimaforscher B. B. Cael vom National Oceanographic Centre in Southampton, England. erklärt in Worten.

Tatsächlich können sich die Farben der Ozeane aus vielen Gründen ändern. Die häufigste und häufigste Ursache für diese Farbveränderung ist Phytoplankton. Durch die Untersuchung der Wellenlängen des von der Meeresoberfläche reflektierten Sonnenlichts können Wissenschaftler herausfinden, wie viel Chlorophyll das Ökosystem enthält und wie viele Organismen wie Phytoplankton und Algen es daher beheimatet. Theoretisch werden sich die biologischen Produktivitätsraten ändern, wenn sich das Meerwasser aufgrund des Klimawandels erwärmt.

Doch hier stoßen wir auf ein Phänomen, das verwirren kann: Die Menge an Chlorophyll in Oberflächengewässern kann von Jahr zu Jahr erheblich schwanken. Dies macht es schwierig, durch den Klimawandel verursachte Veränderungen von natürlichen Schwankungen zu unterscheiden.

Eine weitere Situation, die die Forschung erschwert, besteht darin, dass viele Satelliten die Farbe der Ozeane im Laufe der Zeit mit unterschiedlichen Methoden gemessen haben. Daten verschiedener Satelliten können nicht kombiniert werden, da sie unterschiedliche Methoden verwenden.

Trotz dieser Schwierigkeiten beschlossen Cael und sein Team, Daten von MODIS zu analysieren, einem Sensor des NASA-Satelliten AQUA, der 2002 gestartet wurde und noch heute die Erde umkreist, obwohl er nur eine Lebensdauer von sechs Jahren hatte.

Um nicht bei der einen Wellenlänge zur Messung von Chlorophyll hängen zu bleiben, untersuchten die Forscher Trends bei sieben verschiedenen Wellenlängen des Lichts aus dem Ozean. Cael sagt Folgendes über die von ihnen verwendete Methode:

Ich dachte lange, dass wir es besser machen könnten, wenn wir das gesamte Farbspektrum betrachten.
Durch die Untersuchung von MODIS-Daten aus zwei Jahrzehnten konnten Wissenschaftler langfristige Veränderungen in der Farbe der Ozeane erkennen. Während auf den Oberflächen der Ozeane der Erde eine Farbveränderung von 56 % festgestellt wurde, wurden die meisten dieser Veränderungen in den Gewässern zwischen 40° südlicher und 40° nördlicher Breite beobachtet. Cael sagt dazu Folgendes:

Tropische und subtropische Gewässer verändern ihre Farbe im Allgemeinen das ganze Jahr über nicht, da in diesen Regionen keine rauen saisonalen Bedingungen herrschen. Daher können selbst kleine langfristige Veränderungen in diesen Regionen leicht bemerkt werden.

Theoretisch hängt die Intensität der Farbänderung von der Wellenlänge des gemessenen Lichts ab. Das bedeutet, dass die Ozeane im Allgemeinen mit der Zeit grüner werden.

Um herauszufinden, ob diese Ökologisierung mit dem Klimawandel zusammenhängt, verglichen die Forscher die Ergebnisse, indem sie eine Simulation durchführten, um zu verstehen, wie das Meeresökosystem auf die zunehmenden Auswirkungen von Treibhausgasen in der Atmosphäre reagieren würde. Die beobachteten Veränderungen stimmten mit den Ergebnissen der Simulation überein.

Die Grüntöne
Aber die eigentliche Frage war, was die Ozeane grün macht. Cael sagt, dass der Temperaturanstieg der Meeresoberflächen möglicherweise keinen direkten Einfluss auf die Begrünung hat, da die Bereiche, in denen die Farbveränderung beobachtet wird, nicht mit den Orten übereinstimmen, an denen die Temperatur im Allgemeinen steigt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Temperaturänderung die Verteilung der Nährstoffe im Ozean beeinflussen könnte. Wenn sich das Oberflächenwasser erwärmt, werden die oberen Schichten des Ozeans schichtförmiger, wodurch es für Nährstoffe schwieriger wird, an die Oberfläche zu gelangen.

Wenn in der Umwelt weniger Nahrung vorhanden ist, wird kleineres Phytoplankton besser ernährt als größeres Phytoplankton. Daher können Veränderungen im Nährstoffgehalt zu Veränderungen im Ökosystem führen, die sich auf die Gesamtfarbe des Wassers auswirken.

Wir berücksichtigen die Farbe des Wassers, weil die Farbe uns eine Vorstellung davon gibt, was im Ökosystem passiert.

Diese Entdeckung weckt unsere Hoffnungen auf das, was der NASA-Satellit PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) leisten kann, die nächste große Mission zur Verfolgung der Meeresfarbe. PACE, das im Januar 2024 starten wird, wird die Farben der Ozeane bei einer viel größeren Wellengröße messen als jeder bisherige Satellit, eine Funktion, die auch als hyperspektrale Bildgebung bezeichnet wird.

Ivona Cetinić, Ozeanographin am Goddard Space Flight Center der NASA, die an PACE gearbeitet hat, sagte über die Forschung:

All dies bestätigt die absolute Notwendigkeit hyperspektraler Aufgaben wie PACE.

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