Im Fluss: Meeres- und Luftströmungen der Erde

Unter Erdsystemwissenschaftler:innen ist die Atlantische Umwälzzirkulation ein rege diskutiertes Thema. Gerade im Jahr 2025 veröffentlichten mehrere Forschungsgruppen neue Erkenntnisse über die mächtige Meeresströmung, der Westeuropa sein beständig moderates Klima verdankt.

Die AMOC (engl.: Atlantic Meridional Overturning Circulation) treibt wärmeres Wasser aus dem Süden entlang der Westküste Afrikas und der östlichen Küsten Mittel- und Nordamerikas. Ein Arm dieser Meeresströmung ist der bekanntere Golfstrom, der warmes Wasser aus dem Golf von Mexiko entlang der Ostküste der USA und in Richtung Europa führt. Von der Wärme, die er transportiert, profitieren Länder wie Großbritannien, Nordfrankreich, die Beneluxstaaten und auch Deutschland. Auch die Monsunwinde und -regenfälle in westafrikanischen Regionen sind je nach Wärmetransport der AMOC unterschiedlich ausgeprägt. 

Hoch im Norden sinkt abkühlendes Wasser in die Tiefe und strömt in Richtung Süden. Beständig wälzt die AMOC das Wasser des gesamten Atlantischen Ozeans um und prägt damit den Wärmehaushalt anliegender Erdgebiete. Angetrieben wird dieser Kreislauf von Unterschieden in Temperatur und Salzgehalt des Wassers von Ort zu Ort. Man spricht deshalb auch von der thermohalinen Zirkulation. Während das Wasser an der Oberfläche in Richtung Norden strömt, kühlt es ab. Weil ein Teil verdunstet, wird das Salzwasser dabei aufkonzentriert. Je höher der Salzgehalt wird und je kühler das Wasser, umso dichter wird es und beginnt abzusinken. 
In der Kälte des Nordatlantik kann sich zudem Eis an der Meeresoberfläche bilden. Beim Gefrieren wird das Salz aus dem Eis ausgeschlossen, so dass besonders salziges Wasser an der Oberfläche zurück bleibt. Im Nordatlantik, insbesondere südlich und westlich von Grönland, sinken große Mengen kaltes, stark salzhaltiges Wasser in tiefe Schichten des Ozeans. Dort strömt es südwärts und vereint sich im Südpolarmeer mit anderen Tiefenströmungen. So sind die globalen Meeresströmungen miteinander verbunden. In einem globalen Netzwerk zirkuliert das Wasser der Ozeane über Zeiträume von Jahrhunderten um die Erde. 

Der von Menschen verursachte Klimawandel beeinflusst die Umwälzung des Atlantiks. Weil die Temperatur an der Oberfläche höher ist, kühlt das Wasser weniger stark ab und sinkt im Nordatlantik weniger schnell in die tieferen Schichten. Außerdem nimmt die wärmere Luft der Atmosphäre mehr Feuchtigkeit auf. Dadurch kommt es regional zu stärkeren Niederschlägen. Sie senken die Salzkonzentration des oberflächennahen Meerwassers. Nahe den Küsten Süd- und Westgrönlands verdünnt Schmelzwasser des grönländischen Eisschildes das Meerwasser. Allerdings ist bisher unklar, wie stark und in welchen Zeiträumen Schmelzwasser die AMOC direkt beeinträchtigt. Das hängt insbesondere davon ab, wie schnell das Eis schmilzt.

Weil die Forschung hierzu sehr aktuell und von öffentlichem Interesse ist, finden sich in den Medien immer wieder Titelzeilen der Art: „AMOC: Kollabiert sie, oder kollabiert sie nicht?“. Auf den ersten Blick können Forschungsergebnisse widersprüchlich erscheinen, insbesondere wenn sie auf Schlagzeilen reduziert werden. Klimaforschende diskutieren unterdessen rege, ob die vorhandenen Daten bereits Anzeichen einer durch menschliche Aktivitäten hervorgerufenen AMOC-Schwächung anzeigen – oder ob nicht. 
Direkte Beobachtungen der Strömungsstärke gibt es erst seit etwa 20 Jahren – zu kurz um sichere Aussagen über die langfristigen natürlichen Schwankungen zu erlauben (ein Umlauf der AMOC kann, je nach Route, mehrere Jahrzehnte bis Jahrhunderte dauern). Unser heutiges Verständnis der Strömungsdynamik stützt sich deshalb zusätzlich auf geologische und paläontologische Befunde sowie auf Computermodelle der Meeresströmungen und ihrer Treiber. Eine Schwierigkeit dabei liegt in der Vielfalt von Faktoren, welche die Dichte des Meerwassers bestimmen: vom Süßwassereintrag aus Niederschlägen und Eisschmelze über die Erwärmung der Meeresoberfläche bis hin zu Luftströmungen, die die Verdunstung beeinflussen. Diese Einflüsse interagieren miteinander. Und wenn die AMOC sich verändert, treten Rückkopplungen auf, die die Änderung verstärken oder hemmen können. Viele Schlüsselfaktoren sind noch immer unzureichend bekannt und wichtige Regionen der AMOC wenig erforscht; bisherige Messungen ergeben ein unvollständiges Bild. Hinzu kommt, dass – trotz Superrechnern – Computermodelle nicht alle Prozesse simulieren können.

Im Jahr 2025 wurden mehrere Studien veröffentlicht, in denen Forschende anhand von Computermodellen des Erdsystems und der Ozeane abzuschätzen versuchten, wie die AMOC sich zukünftig entwickeln wird. Eine der Studien beschreibt den drohenden Abbruch der Winterkonvektion im Nordatlantik: Wenn im Winter das Wasser nicht mehr hinreichend abkühlt, um in die Tiefe zu sinken, könnte die Umwälzung des Atlantiks innerhalb weniger Jahrzehnte zum Erliegen kommen. Andere Studien heben eher die Stabilität der AMOC hervor. Bestimmte windgetriebene Anteile der Zirkulation könnten beispielsweise aufrechterhalten bleiben, selbst wenn der Antrieb durch Temperatur und Salzgehalt deutlich abnimmt. „Diese Studien sind wichtig, um das grundsätzliche Verhalten der AMOC unter sich ändernden Klimabedingungen zu erforschen“, sagt Arne Biastoch, physikalischer Ozeanograph am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung. „Eine direkte Vorhersage über die Änderungen der AMOC in den nächsten Jahrzehnten ist aber auf ihrer Grundlage nicht möglich.“ Biastoch ist Mitautor einer Bewertung der Stabilität der AMOC, den die europäische Joint Programming Initiative (JPI) ‘Oceans’ und JPI ‘Climate’ im kommenden Jahr veröffentlichen werden. 

Weitgehende Einigkeit herrscht darüber, dass der Wärmetransport entlang des Atlantiks bis zum Ende dieses Jahrhunderts spürbar schwächer werden wird. Das würden Menschen in weiten Teilen der westlichen Welt deutlich zu spüren bekommen. Europa und die Arktis könnten merklich abkühlen und häufiger extreme Kälteeinbrüche erleben. Landwirtschaftlich nutzbare Flächen würden knapper, mit drastischen Folgen für die Welternährung. Ob die AMOC tatsächlich vollständig zum Erliegen kommen wird, bleibt aber unklar. Der Weltklimarat erwartet laut aktuellem Sachstandbericht (IPCC AR6), dass die AMOC schrittweise abnimmt, sofern die Treibhausgasemissionen weiter so stark steigen. Einen vollständigen Zusammenbruch in den kommenden Jahrzehnten schätzen die Autor:innen als wenig wahrscheinlich ein. 
Manche Forschende stellen auf Basis der bisherigen Erkenntnisse Schätzungen darüber an, bei welcher globalen Durchschnittstemperatur ein kritischer Schwellenwert erreicht wäre. Diese recht unsicheren Schätzungen ergeben eine Erderwärmung von 1,4° bis 8° gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter. Ist sie überschritten, könnte die AMOC innerhalb einiger Jahrzehnte bis weniger Jahrhunderte einen neuen Verlauf annehmen oder zum Erliegen kommen. Die oben erwähnte Studie der europäischen JPI’s ‘Ocean’ und ‘Climate’ wird die Risiken anhand der aktuell verfügbaren Daten neu bewerten.

Wenig wissen wir bisher darüber wie sich der Transport von Sauerstoff, Kohlenstoff und anderen Nährstoffen im Wasser verändert, wenn die AMOC schwächer wird. Dennoch ist es wichtig zu beachten, dass Änderungen von Meeresströmungen und die Erwärmung des Ozeans Auswirkungen auf Phytoplankton, Fisch- und Säugetierbestände haben. Sie können Menschen in vielen Anrainerregionen der Ozeane betreffen.

Der Nordatlantische Subpolarwirbel führt Wasser vom Westen Großbritanniens und Irlands, entlang der Südspitze Grönlands und der kanadischen Küsten Labradors und Neufundlands. In dem gigantischen Strudel sinken kalte, salzhaltige Wassermassen in tiefe Ozeanschichten. Sie bilden Tiefenwasser, das hunderte oder tausende Meter unter der Oberfläche südwärts strömt und so zur Atlantischen Umwälzzirkulation beiträgt. Das als Konvektion bezeichnete Absinken findet insbesondere in der Labrador- und Irminger-See um die Südspitze Grönlands statt. Als möglicher Klima-Kipppunkt wird deshalb auch der ‘Kollaps der Labrador- und Irminger See - Konvektion’ aufgeführt. Eine Abschwächung oder gar ein Aussetzen der Konvektion vor Südgrönland würde den gesamten Subpolarwirbel verändern. 

Der Subpolarwirbel reguliert Wasser- und Lufttemperaturen im Nordatlantik und stabilisiert das Klima Westeuropas. Wissenschaftler:innen haben Hinweise darauf gefunden, dass der Wirbel in den letzten Jahrzehnten schwächer geworden ist. Dafür beobachten sie unter anderem die Dichte des Meerwassers in verschiedenen Tiefen. Wie für die AMOC beschrieben, nimmt die Dichte mit der Menge an Süßwasser ab, das ins Meer gelangt. Niederschlag oder Schmelzwasser verdünnen das Salzwasser. Je stärker verdünnt es ist, desto langsamer sinkt es ab. Die Bildung von Tiefenwasser im Nordatlantischen Subpolarwirbel ist Teil des gesamtatlantischen Strömungssystems und trägt zur AMOC bei. Wissenschaftler:innen beobachten aber Veränderungen der Konvektion in dem Wirbel, die schneller voranschreiten könnten, als die der AMOC. 

Veränderungen am arktischen Subpolarwirbel haben weitreichende Folgen. Wird der Wirbel schwächer, könnte sich der polare Jetstream nach Norden verschieben und Europa wäre mehr Wetterextremen ausgesetzt. Auch Luftströmungen und Niederschläge im südlichen Atlantik bis an den Äquator hängen mit den Meeresströmungen zusammen und könnten sich spürbar verändern. 
Forschende diskutieren außerdem Auswirkungen auf die Lufttemperaturen in der Region um die Südspitze Grönlands. Ausgerechnet hier messen sie nämlich auffällig niedrige Temperaturen. Wie dieses als Cold Blob oder Warming Hole bezeichnete Phänomen mit den Meeresströmungen zusammenhängt, wird noch untersucht.

Der zweite entscheidende Antrieb der weltweiten Umwälzung der Ozeane liegt in der Antarktis. Hier entsteht besonders kaltes und salziges Wasser, das in großen Tiefen rund um den Kontinent das Antarktische Bodenwasser bildet. 

Die Bildung von Bodenwasser beginnt damit, dass in der frostigen Kälte der Antarktis Wasser an der Meeresoberfläche gefriert. Dabei bleibt das Salz zurück. So entsteht unter dem Eis extrem salziges, sehr kaltes Wasser. Es sinkt entlang der Abhänge des Kontinentalschelfs bis in mehrere Kilometer Tiefe. Auf dem Meeresgrund breitet es sich in den Pazifischen, Atlantischen und Indischen Ozean aus. In verschiedenen Regionen steigt es wieder in höhere Meeresschichten. Zu diesem sogenannten Upwelling kommt es zum Beispiel an Orten, wo intensive Luftströmungen das Wasser an der Oberfläche auseinandertreiben, so dass ein Sog nach oben entsteht. Auch Vermischungsprozesse über Wellen und Ozeanwirbel spielen eine Rolle für das Aufsteigen von Tiefenwasser. In der Antarktis treiben unterdessen starke ablandige Winde das Eis an der Wasseroberfläche weiter aufs Meer hinaus. So entstehen neue eisfreie Oberflächen, an denen Wasser gefriert, das Salz zurücklässt und die Bildung von Tiefenwasser weiter antreibt. 

Die Antarktische Umwälzzirkulation ist eng verknüpft mit den Dynamiken des regionalen und des weltweiten Klimas. Das absinkende Bodenwasser transportiert Kohlenstoff aus der Atmosphäre in die Tiefen der Ozeane und lindert so die Folgen des Ausstoßes von CO₂ durch menschliche Aktivitäten. Viele Nahrungsketten und Nährstoffkreisläufe weltweit hängen von der Zirkulation der Ozeane ab, deren zentraler Motor hier in der Antarktis liegt. Forschende sehen in der Antarktischen Umwälzzirkulation deshalb ein Schlüsselelement weltweiter Klima- und Ökosysteme. 

Verschiedene Klimamodelle sagen eine Schwächung der Antarktischen Umwälzzirkulation im Zuge der Erderwärmung vorher. Forschende beobachten Veränderungen in den Wassertemperaturen und der Bildung von Eis auf der Oberfläche. Manche vermuten, dass ein bestimmter Schwellenwert erreicht werden könnte, ab dem sich alternative Strömungsmuster etablieren. Allerdings sind die Mechanismen hinter den bisher beobachteten Veränderungen nur zum Teil aufgeklärt. Ob und wieviel Wasser an der Oberfläche gefriert, hängt beispielsweise von verschiedenen Faktoren ab. Die wiederum interagieren miteinander – und verändern sich im Zuge des Klimawandels: Er beeinflusst Richtung und Stärke von Winden, die für die Meereisbildung entscheidend sind; er hat Auswirkungen auf den Salzgehalt und auf die Temperatur des Meerwassers um die Antarktis. 

Lange beobachteten Forschende eine relativ große Ausdehnung des Meereises, die sie interessanterweise mit den weltweit steigenden Temperaturen erklären konnten. Die Wärme bringt Eis in der Antarktis zum Schmelzen. Schmelzwasser des antarktischen Eisschildes und des Schelfeises fließt in das umliegende Meerwasser. Weil das Schmelzwasser so kalt und sein Salzgehalt niedrig ist, bleibt es an der Oberfläche. Es erschwert den Austausch mit wärmerem Wasser des tiefen Ozeans und begünstigt so die Meereisbildung.

Etwa seit der Mitte der 2010er Jahre hat die jährliche Meereisausdehnung aber auffällig abgenommen gegenüber den vorigen Jahrzehnten. Kürzlich wiesen Forschende einen unerklärten Anstieg des Salzgehaltes im antarktischen Meerwasser nach. Dadurch verringert sich die Stabilität der Wassersäule, so dass wärmeres Wasser aus dem tiefen Ozean an die Meeresoberfläche treten kann. Das könnte der Grund dafür sein, warum weniger Meereis entsteht. Die Forschung geht nun weiteren Fragen nach: Wie wirkt sich diese Entwicklung auf die Bildung von Bodenwasser und damit auf die Umwälzung im Südpolarmeer aus?

Weil die Auswirkungen der Erderwärmung auf die antarktischen und damit verbundenen weltweiten Strömungssysteme mit vielen Unbekannten versehen sind, bleiben Vorhersagen darüber unsicher, ob die Bildung von Bodenwasser in der Antarktis sich bei bestimmten globalen Durchschnittstemperaturen unumkehrbar abschwächen oder gar zum Erliegen kommen könnte. 

Ein Monsun ist eine Luftzirkulation, geprägt von Winden, die im Wechsel der Jahreszeiten ihre Richtung ändern. Angetrieben wird die großflächige Zirkulation durch jahreszeitliche Veränderungen in der Sonneneinstrahlung. Die Winde und damit einhergehende charakteristische Regenfälle entstehen in Äquatornähe, wo die meiste Sonnenstrahlung auf die Erde trifft. Diese Zone, in der Winde von der Nord- und Südhalbkugel aufeinandertreffen, wird ‘Innertropische Konvergenzzone’ oder auch ‘äquatoriale Tiefdruckrinne’ genannt. Sie verlagert sich regelmäßig im Jahresverlauf zwischen Breitengraden südlich und nördlich des Äquators. Das liegt daran, dass die Erdachse relativ zur Sonne geneigt ist und die eintreffende Sonnenenergie mit dem Einstrahlwinkel variiert. Die saisonale Wanderung der Innertropischen Konvergenzzone teilt das Jahr in äquatornahen Erdregionen in Trocken- und Regenzeiten.

Ein System, zwei Zustände 

Spontan assoziieren wir den Begriff Monsun häufig mit Bildern der starken sommerlichen Regenfälle in Indien. Monsunwinde und die charakteristischen saisonalen Niederschläge gibt es aber rund um die Erde in Äquatornähe, zum Beispiel auch in Südamerika und Westafrika. Sie bestimmen das Klima in vielen tropischen und subtropischen Gebieten der Erde und sind ein wichtiger Teil des globalen Wasserhaushalts. Etwa ein Drittel aller Niederschläge auf der Erde sind Monsunregenfälle. Sie sind lebenswichtig für Menschen in landwirtschaftlich geprägten Regionen Südasiens, Südamerikas und Westafrikas. Veränderten sich die Dynamik der Monsune, könnten die Auswirkungen bis zu zwei Drittel der gesamten Weltbevölkerung betreffen.

Heute betrachtet die Forschung die weltweiten Monsune als Teile eines einzigen weltweiten Systems. Seine Dynamik unterliegt deutlichen natürlichen Schwankungen auf verschiedenen zeitlichen Skalen. Regenfälle können innerhalb weniger Jahre oder auch über Jahrzehnte sehr unterschiedlich ausfallen. Und erdgeschichtlich betrachtet ist es noch nicht lange her, dass der 
Afrikanische Monsun deutlich stärker war. Die Sahara war damals eine Landschaft mit Gräsern, Bäumen und Seen. Das Monsunsystem hat also in der Erdgeschichte teils dramatische und schnelle Veränderungen durchlaufen, die man auch als ‘Kippen’ im Sinne der derzeitigen Kipppunkte-Diskussion interpretieren könnte. 

Auf der Basis von Simulationen der aktuellsten Klimamodelle betrachten Forschende das Monsunsystem an sich als ‘bistabil': Es kann zwei stabile Zustände einnehmen, zwischen denen es im Jahresrhythmus alterniert. Auch das deuten manche Forschende als Hinweis darauf, dass die charakteristischen Monsun-Luftströmungen einen Kipppunkt überschreiten könnten, wenn sich natürliche oder durch Menschen geprägte Einflussfaktoren ändern. Das System würde dann dauerhaft in einen neuen Zustand übergehen. Ob die derzeitigen Monsunsysteme tatsächlich gefährdet sind, plötzlich stillzustehen oder in deutlich andere Zustände umzuschlagen, ist bisher unklar. 

Neben natürlichen externen Einflüssen und internen Schwankungen beeinflussen menschliche Aktivitäten die Monsundynamik regional und weltweit. Die wichtigsten anthropogenen Einflussfaktoren sind die Konzentration von Treibhausgasen und von Aerosolen in der Atmosphäre. 

Schwächung der AMOC beeinflusst Monsun

Der weltweite Monsun ist an die Stärke der Atlantischen Umwälzströmung (AMOC) gekoppelt, die das Wasser des Atlantiks durchmischt und dadurch Wärme im Ozean und in der Atmosphäre umverteilt. In der erdgeschichtlichen Vergangenheit ging eine schwächere AMOC zum Beispiel einher mit einer Verschiebung der äquatorialen Tiefdruckrinne in südlichere Breiten, so dass auch die Monsunregenfälle sich verlagerten. Die derzeit beobachtete Abschwächung der AMOC führt dazu, dass weniger warmes Wasser von Süden nachströmt und das Oberflächenwasser des Nordatlantik kühler wird. Ob die AMOC sich weiter abschwächt oder gar zum Erliegen kommen könnte, ist Gegenstand aktueller Forschung. Anhand verschiedener Modelle sagen einige Forschende vorher, dass eine zukünftige Abkühlung im Nordatlantik sich bis in tropische Breiten fortpflanzen könnte. Die Folge könnten drastische Abnahmen der saisonalen Regenfällen der betroffenen Regionen sein. Das erhöhte Risiko, extreme Dürren zu erleiden, träfe tropische Regionen in Zentralamerika, der Amazonasregion oder Indonesien.

Häufigere Extremwetter in bestimmten Monsunregionen 

In unregelmäßigen Abständen von einigen Jahren erwärmt sich der östliche und Zentralpazifik an der Meeresoberfläche deutlich über die durchschnittlichen Temperaturen. Die als ‘El Niño’ bekannte Erwärmung führt zu weitreichenden klimatischen Veränderungen, die über Monate anhalten können. El Niño ist ein Teil der El Niño Southern Oscillation (ENSO), eines Musters wiederkehrender Klimaschwankungen. In den zentralen Monsungebieten Indiens beobachten Forschende, dass extreme Starkregenereignisse in El Niño-Jahren häufiger als in anderen Jahren auftreten. Solche kurzfristigen extrem starken Niederschläge können verheerende Auswirkungen für die Menschen in den betroffenen Regionen haben. Sie haben das Potential, Bau- und Verkehrsinfrastruktur sowie landwirtschaftliche Flächen zu schädigen oder zu zerstören. Im Zuge des Klimawandels erwarten Forschende eine höhere Variabilität der ENSO-Verläufe; das heißt sie rechnen damit, dass El Niño und das Gegenstück, die kalte La Niña, häufiger in extremen Ausprägungen auftreten. Damit stiege auch das Risiko extremer Starkregen während der sommerlichen Monsunsaison in Zentralindien.

In dem Maß, wie sich die Atmosphäre durch den Treibhauseffekt erwärmt, steigt an vielen Stellen die Oberflächentemperatur der Meere. Da an wärmeren Oberflächen mehr Wasser verdunstet, und weil eine wärmere Atmosphäre mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann, rechnen Forschende grundsätzlich weltweit mit größeren Niederschlagsmengen. Wo und in welcher Form sie niedergehen, ob als nutzbringender Dauerregen oder als zerstörerischer Starkregen, ist allerdings extrem schwierig vorherzusagen. 

Gleichzeitig können Temperaturen an der Meeresoberfläche im Zuge des Klimawandels stellenweise auch sinken, etwa durch den Eintrag von Schmelzwasser von den Eisschilden oder die oben beschriebene Schwächung der AMOC. Vermutlich beeinflusst die Oberflächentemperatur der Meere die Ausprägung der Monsune. Das legen geologische Befunde zur Stärke des Monsuns in verschiedenen Erdregionen sowie modernste Klimamodelle nahe. Die Zusammenhänge sind jedoch komplex und bisher nicht hinreichend erforscht, um regionale Veränderungen in der Monsundynamik in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur der Meere verlässlich und detailliert vorhersagen zu können. 

Auch Emissionen von Feinstaub und anderen Aerosolen sowie veränderte Oberflächenbeschaffenheit durch Landnutzung wirken sich auf die Dynamik der Monsune aus. Emissionsausstoß und Landnutzungsänderung spielen dabei mit den jeweiligen regionalen klimatischen und geologischen Gegebenheiten zusammen. 

Aerosole in der Atmosphäre absorbieren oder reflektieren Sonnenlicht und verändern dadurch den Wärmehaushalt der Atmosphäre. Der bestimmt die Wind- und Niederschlagsdynamik, Wolkenbildung und auch die Vegetation. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts nahmen daher zum Beispiel die Monsunniederschläge in Indien eher ab: Eine kühlende Schicht von Aerosolen aus Industrieabgasen wirkte den Folgen der globalen Erwärmung entgegen. Wie sich die Aerosolkonzentrationen künftig entwickeln, wird maßgeblich durch politische Entscheidungen und wirtschaftliche Entwicklungen bestimmt. 

Menschliche Eingriffe in die Erdoberfläche wie Bebauung oder landwirtschaftliche Nutzung verändern die Rückstrahlkraft (Albedo). Weil die Albedo entscheidend für Wärmeentwicklung am Boden und für die Verdunstung ist, kann sich eine Änderung auf die Intensität der Monsunregen auswirken. Dabei können Rückkopplungseffekte auftreten. Nehmen beispielsweise Niederschläge in einer Region ab, kann das zu Bodentrockenheit führen; Vegetation schwindet und die Albedo steigt; es entsteht weniger Wärme an der Erdoberfläche, so dass weniger Feuchtigkeit in die Höhe steigt und noch weniger Niederschläge entstehen. 

Die Ausprägung des Monsuns ist an die Intensität der Sonneneinstrahlung gekoppelt. Die variiert mit der Umlaufbahn der Erde um die Sonne, sowohl im Jahresverlauf als auch in langfristigen Zyklen von zehntausenden von Jahren. „Aus paläontologischen Funden wissen wir allerdings, dass mehrere tausend Jahre vergehen können, bis eine Änderung in der Sonneneinstrahlung sich in der Monsunzirkulation niederschlägt“, erklärt Edmund Hathorne, Geochemiker und Paläo-Ozeanograph am GEOMAR. „Das weist uns auf das komplexe Zusammenspiel und die Rückkopplungen zwischen internen Mechanismen des weltweiten Klimasystems hin – zum Beispiel die Reaktion der Eisschilde auf eine Erwärmung, Änderungen in der Oberflächentemperatur und Zirkulation der Ozeane oder den Wandel von Vegetation.“ Verändern sich die Luft- und Wasserzirkulationen, die den Monsun ausmachen, können die Änderungen aber vergleichsweise schnell erfolgen und die Folgen dramatisch ausfallen. „Vor nicht allzu langer Zeit – erdhistorisch betrachtet – sah das System ganz anders aus“, sagt Hathorne. Eine Schwächung des westafrikanischen Monsuns vor etwa 8000 bis 5000 Jahren löste den Wandel der damals grünen Sahara in die Wüstenlandschaft aus, die wir heute kennen. Vermutlich beschleunigten Prozesse wie die oben beschriebene Rückkopplung zwischen Trockenheit, Vegetation und Albedo die Wüstenbildung. 

Das Monsunsystem ist also an eine Vielzahl von Elementen im weltweiten Klimasystem gekoppelt und Veränderungen können unerwartet stark ausfallen. Ob Erdregionen dabei eher von Mangel an Niederschlag bedroht sind oder ob die Regenmenge eher zunimmt, hängt von ihrer geografischen Lage, der Jahreszeit und verschiedenen regionalen und globalen Klimaelementen ab. 

Auch die kurzfristigen Dynamiken der Niederschläge verändern sich. So kann innerhalb eines Tages zwar die gleiche Menge an Regen fallen. Fällt er aber innerhalb kürzester Zeit als Starkregen, hat das eher zerstörerische Wirkung. Verteilt der Niederschlag sich dagegen über den Tag, kann das der Landwirtschaft zuträglich sein. Deshalb sind die Ausprägung von Monsunregen und ihre möglicherweise dramatischen Veränderungen im Zuge des Klimawandels gesellschaftlich hoch relevant. Um Entwicklungen des Monsuns vorhersagen zu können, ist es wichtig, seine Dynamiken und Abhängigkeiten von anderen Klimaelementen besser zu verstehen. Derzeit sei es kaum möglich, eindeutige Aussagen über zukünftige Trends zu machen, sagt Edmund Hathorne. „Bisherige Klimamodelle zeigen zwar übereinstimmend die Richtung der Veränderungen an – das heißt, ob es mehr oder weniger Niederschläge in den Monsunregionen der Erde geben wird“, erklärt er, warnt aber vor Verallgemeinerungen. „Die Vorhersagen darüber, wie stark die Veränderungen sein werden und in welchen Zeiträumen sie sich entfalten werden, unterscheiden sich deutlich auch zwischen den jüngsten state-of-the-art Klimamodellen.“