E3 Southern Energy Transportation

Topic

Der meridionale Energietransport ist die Reaktion des Klimasystems auf die latitudinale Strahlungsbilanz: Die Tropen absorbieren mehr Energie als sie abgeben, während die Pole mehr Energie abgeben als sie absorbieren. Um das Gleichgewicht des Klimasystems trotz dieses Ungleichgewichts aufrechtzuerhalten, transportiert der meridionale Energietransport Energie von den Tropen zu den Polen, sowohl durch die Atmosphäre als auch durch den Ozean.

Der meridionale Energietransport wird für jeden Breitengrad aus der Differenz zwischen der in die Atmosphäre und den Ozean ein- und austretenden Energie berechnet: Je größer diese Differenz ist, desto mehr Energie muss der meridionale Energietransport über diesen Breitengrad transportieren, um die latitudinale Strahlungsbilanz zu gewährleisten. Über alle Breitengrade summiert, liegt der gesamte für die latitudinale Strahlungsbilanz erforderliche meridionale Energietransport in den mittleren Breiten, wo das akkumulierte Ungleichgewicht zwischen Tropen und Polen seinen Höchstwert erreicht, in der Größenordnung von fünf bis sechs Petawatt.

Dieser meridionale Energietransport teilt sich in atmosphärischen und ozeanischen Transport auf, wobei sich diese Verteilung mit dem Breitengrad ändert: In den Tropen überwiegt der ozeanische Transport, während in den mittleren Breiten der atmosphärische Transport dominiert. Zusammen sind sie für etwa 80 Prozent des gesamten meridionalen Energietransports weltweit verantwortlich.

Innerhalb des atmosphärischen Transports gibt es zwei unterschiedliche Mechanismen, die Energie zu den Polen befördern. Der erste ist die mittlere Zirkulation, gebildet von der Hadley-Zelle und der Ferrel-Zelle, die Energie über die Zeit geordnet und relativ stabil transportiert. Der zweite Mechanismus sind außertropische Wirbel, die außertropischen Zyklonen, die sich in den mittleren Breiten ständig bilden und auflösen und die Energie viel variabler, Wirbel für Wirbel, transportieren, anstatt durch eine stabile mittlere Zirkulation wie die Hadley- oder Ferrel-Zelle.

Der meridionale Energietransport bleibt bei Erwärmung des Klimasystems nicht konstant: Verringert sich der meridionale Temperaturgradient zwischen den Tropen und den Polen, ändert sich die Intensität der außertropischen Wirbel, deren Entstehung von eben diesem Gradienten abhängt. Dadurch ändert sich auch die Effizienz des atmosphärischen Energietransports zu den Polen. Diese veränderte Effizienz des meridionalen Energietransports unter Erwärmung ist ein wesentlicher Faktor zur Erklärung der eingangs erwähnten polaren Verstärkung: Derselbe meridionale Energietransport, der ursprünglich den Breitengradunterschied zwischen den Tropen und den Polen ausgleichen sollte, reagiert unter Erwärmung nun auf einen Breitengradunterschied, den er selbst mitverursacht.

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