Ostspitzbergenstrom

Der Ostspitzbergenstrom (East Spitsbergen Current, ESC) ist eine küstennahe, kalte und salzarme Meeresströmung an der Ostküste Spitzbergens.

Der Ostspitzbergenstrom transportiert arktisches Wasser entlang der Ostküste Spitzbergens südwärts. Er ist Teil des arktischen Abflusssystems und trägt kaltes, salzarmes polares Wasser sowie Meereis.^[1] Der Strom entspringt aus dem Arktischen Ozean und fließt durch die Gewässer östlich von Spitzbergen (Svalbard), wobei er durch die Lücken und Rinnen im nördlichen Barentssee-Gebiet eintritt.

An der Westküste Spitzbergens setzt sich der Ostspitzbergenstrom als Spitzbergen-Polarstrom (Spitsbergen Polar Current, SPC) fort. Dieser Küstenstrom transportiert kaltes arktisches Wasser (Θ < 1 °C, 34,5 < SA < 35 g/kg), Schmelzwasser von Gletschern, Meereis und Flussabflüssen entlang des Westspitzbergen-Schelfs südwärts.^[2] Der Spitzbergen-Polarstrom wird auch als Westspitzbergen-Küstenstrom (West Spitsbergen Coastal Current) bezeichnet und stellt die Quelle des Auftriebs für die relativ weniger dichten Gewässer auf dem Schelf dar.^[3]

Der Ostspitzbergenstrom und der daraus resultierende Spitzbergen-Polarstrom sind durch sehr kalte Temperaturen und niedrigen Salzgehalt charakterisiert. Sie transportieren arktisches Wasser, das einen starken Kontrast zum warmen Atlantikwasser des Westspitzbergenstroms bildet. Das Zusammenspiel zwischen dem warmen Westspitzbergenstrom und dem kalten Spitzbergen-Polarstrom schafft eine ausgeprägte Front entlang der Westküste Spitzbergens.

Die relative Stärke dieser beiden Strömungen bestimmt die ozeanographischen Bedingungen in den Fjorden Westspitzbergens. In Fjorden wie dem Isfjord spiegelt das Auftreten von arktischem versus atlantischem Wasser die geostrophische Kontrolle wider, die vom Spitzbergen-Polarstrom (der arktisches Wasser transportiert) im Vergleich zur Stärke des Spitzbergen-Rinnen-Stroms (der Atlantikwasser transportiert) ausgeübt wird.^[4]

Der Ostspitzbergenstrom spielt eine wichtige Rolle beim Transport von Meereis. Das Eis schmilzt langsam in wärmeren Gewässern und ist Teil eines wichtigen Kreislaufs, der Ozeantemperatur und Salzgehalt beeinflusst. Während der maximalen Eisausdehnung (März/April) umgibt Meereis den gesamten Spitzbergen-Archipel. Gegen Ende des Sommers zeigt sich jedoch ein erheblicher Unterschied zwischen der West- und Ostküste: Im Westen ist das Meer oft bis zur Nordspitze Spitzbergens eisfrei, während im Osten Meereis vom Norden heranfließt und nach Passieren des Sørkapp weit entlang der Westküste Spitzbergens in nördlicher Richtung getrieben wird. Dies geschieht durch den Sørkapp-Strom (Sørkapp Current), der ein Teil des Ostspitzbergenstroms ist und um die Südspitze Spitzbergens herumfließt und dann nordwärts entlang der Westküste zieht. Das kalte Wasser und Eis vom Ostspitzbergenstrom biegt also um Sørkapp herum und kann eine beträchtliche Strecke nordwärts entlang der Westküste getrieben werden, bevor es sich mit dem warmen Westspitzbergenstrom vermischt und schmilzt.^[5]

In den letzten Jahrzehnten wurden in der Barentssee und im Bereich um Svalbard großräumige Umweltveränderungen beobachtet.^[6] Ein Prozess, der als Atlantifizierung bezeichnet wird, beschreibt die verstärkte Präsenz und den zunehmenden Einfluss warmen Atlantikwassers auf Regionen, die traditionell von arktischem Wasser dominiert wurden. Die Atlantifizierung wird nicht nur durch erhöhte Temperatur, Salzgehalt und Transport von Atlantikwasser verursacht, sondern auch durch geringeren Wärmeverlust an die Atmosphäre.^[7]

Der Isfjord, ein breiter arktischer Fjord in Westspitzbergen, hat in den letzten Jahrzehnten signifikante Veränderungen in der Hydrographie und im Zufluss von Atlantikwasser erlebt. Im Jahr 2006 erlebte der Isfjord einen Wechsel in der sommerlichen Ozeanstruktur: Atlantikwasser, das zuvor generell in der Bodenschicht vorkam, fand sich nun höher in der Wassersäule.^[4] Der Fjord hat sich von einem arktischen Fjordtyp, der von winterlicher Tiefen- und Zwischenschicht-Konvektion dominiert wurde, zu einem Fjord gewandelt, der von tiefer thermischer Konvektion atlantischen Wassers dominiert wird.

Klimavergleiche zwischen der Sommerklimatologie des letzten Jahrhunderts und der von 2000 bis 2019 zeigen eine Erwärmung in der Storfjord-Rinne und entlang zweier flacher Bänke innerhalb des Svalbard-Archipels. Sie deuten auch auf ein Aufsteigen von Atlantikwasser hin, das weiter in den „Kanal“ zwischen den Inseln Edgeøya und Hopen vordringt.^[8] Diese Region entwickelt sich zu einem Pfad, der es Atlantikwasser ermöglicht, in die nordwestliche Barentssee einzutreten.

Die Veränderungen in West- und Ostspitzbergenstrom haben weitreichende ökologische Konsequenzen. Die verstärkte Präsenz von Atlantikwasser auf dem Schelf südwestlich von Spitzbergen hat Auswirkungen auf die Wassermassen im Hornsund gezeigt. Die größere Rolle von Atlantikwasser wird Veränderungen der Wassereigenschaften (Volumen und Temperatur) der oberen Wasserschicht dort zugeschrieben.^[9]

Die Temperaturen in den Fjorden Westspitzbergens werden sowohl vom Westspitzbergenstrom als auch vom Spitzbergen-Polarstrom beeinflusst. Fjorde wie Kongsfjord und Adventfjorden, die stark vom Atlantikwasser beeinflusst werden, sind durch relativ milde Temperaturen im Vergleich zu anderen Orten auf ähnlichen Breitengraden charakterisiert. Hornsund hingegen wird hauptsächlich vom Polarstrom aus der Barentssee beeinflusst und zeigt arktischere Bedingungen.^[9]

Die verstärkte Atlantifizierung kann weitere Rückkopplungsschleifen antreiben und erheblich zur Gesamterwärmung und zum Rückgang des Meereises beitragen. Die erhöhte Häufigkeit extremer Ereignisse ist eine weitere Manifestation der verstärkten Erwärmung in West-Spitzbergen.

1. ↑ Detlef Quadfasel, Alexander Sy, Bert Rudels (1993): A ship of opportunity section to the North Pole: upper ocean temperature observations. In: Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Band 40, Ausgabe 4, S. 777–789. DOI:10.1016/0967-0637(93)90071-A.
2. ↑ Frank Nilsen, Eli Anne Ersdal, Ragnheid Skogseth (2021): Wind‐Driven Variability in the Spitsbergen Polar Current and the Svalbard Branch Across the Yermak Plateau. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 126. DOI:10.1029/2020JC016734.
3. ↑ Eivind Kolås, Ilker Fer (2018): Hydrography, transport and mixing of the West Spitsbergen Current: the Svalbard Branch in summer 2015. In: Ocean Science, Band 14, S. 1603–1618. DOI:10.5194/os-14-1603-2018.
4. ↑ ^{a b} R. Skogseth, L.L.A. Olivier, F. Nilsen, E. Falck, N. Fraser, V. Tverberg, A.B. Ledang, A. Vader, M.O. Jonassen, J. Søreide, F. Cottier, J. Berge, B.V. Ivanov, S. Falk-Petersen (2020): Variability and decadal trends in the Isfjorden (Svalbard) ocean climate and circulation – An indicator for climate change in the European Arctic. In: Progress in Oceanography, Band 187, 102394. DOI:10.1016/j.pocean.2020.102394. (Cottier et al. 2020).
5. ↑ Rajmund Przybylak, Andrzej Araźny (2012): Introduction. In: Rajmund Przybylak, Andrzej Araźny, Marek Kejna (Hrsg.): Topoclimatic Diversity in the Forlandsundet Region (NW Spitsbergen) in Global Warming Conditions. Nicolaus Copernicus University, Toruń, Polen, S. 7–25. ISBN 978-83-89743-06-0
6. ↑ Øystein Skagseth, Tor Eldevik, Marius Årthun, Helene Asbjørnsen, Vidar S. Lien, Lars H. Smedsrud (2020): Reduced efficiency of the Barents Sea cooling machine. In: Nature Climate Change, Band 10, S. 661–666. DOI:10.1038/s41558-020-0772-6.
7. ↑ M. Årthun, T. Eldevik, L. H. Smedsrud, Ø. Skagseth, R. B. Ingvaldsen (2012): Quantifying the influence of Atlantic heat on Barents Sea ice variability and retreat. In: Journal of Climate, Band 25, S. 4736–4743. DOI:10.1175/JCLI-D-11-00466.1.
8. ↑ Kjersti Kalhagen, Ragnheid Skogseth, Till M. Baumann, Eva Falck, Ilker Fer (2023): An emerging pathway of Atlantic Water to the Barents Sea through the Svalbard Archipelago: drivers and variability. In: Ocean Science, Band 19, S. 981–1002. DOI:10.5194/os-20-981-2024.
9. ↑ ^{a b} Agnieszka Strzelewicz, Anna Przyborska, Waldemar Walczowski (2022): Increased presence of Atlantic Water on the shelf south-west of Spitsbergen with implications for the Arctic fjord Hornsund. In: Progress in Oceanography, Band 155, S. 10–29. DOI:10.1016/j.pocean.2021.102714.