Nach jedem von sechs klimawirksamen Vulkanausbrüchen, vom Krakatau 1883 bis zum Pinatubo 1991, verstärkte sich extreme Kälte im Ozean, eine sogenannte marine Kältewelle (marine cold spell), weltweit betrachtet für kurze Zeit, wenn man natürliche Schwankungen und langfristige Trends herausrechnet und mit dem Zustand vor jedem Ausbruch vergleicht. Forschende der Fachhochschule Südwestfalen und der Universität zu Köln werteten tägliche Meeresoberflächentemperaturen von 1850 bis 2024 aus und veröffentlichten die Studie am 6. November 2026 in Ocean-Land-Atmosphere Research. Extreme Kälte im Ozean hat in den vergangenen 175 Jahren insgesamt abgenommen, doch nach Einschätzung des Teams können große Ausbrüche diesen Trend vorübergehend unterbrechen.
Was ist eine marine Kältewelle (marine cold spell)?
Eine marine Kältewelle (marine cold spell, MCS) ist eine Phase von mindestens fünf aufeinanderfolgenden Tagen, in der die Meeresoberflächentemperatur im Vergleich zu den üblichen jahreszeitlichen Bedingungen am Ort ungewöhnlich niedrig bleibt. Dieser Beitrag verwendet im Folgenden den deutschen Ausdruck.
Die Pressemitteilung nennt vier Faktoren, die Stärke und Häufigkeit solcher Ereignisse bestimmen:
- das örtliche jahreszeitliche Klima und seine Schwankungen
- wie beständig die Kälte ist
- regionale Meeresströmungen
- die Verteilung der Meeresoberflächentemperatur
Das Team vermutete, dass Vulkanausbrüche als äußerer Einfluss hinzukommen könnten.
Kalte Phasen nach großen Ausbrüchen heißen vulkanische Winter, und die Geschichte kennt mehrere. Das Jahr 1816, nach dem großen Ausbruch des Tambora in Indonesien 1815, ging als „Jahr ohne Sommer“ ein, und der Ausbruch des Pinatubo 1991 senkte die globalen Temperaturen um etwa 0,5 °C. In die Atmosphäre geschleuderte schwefelhaltige Verbindungen bilden Sulfataerosole, einen dünnen Schleier um die Erde, der einen Teil des Sonnenlichts zurückwirft und die Oberfläche abkühlt.
Was ließ sich mit 175 Jahren Meerestemperaturen vergleichen?
Das Team nutzte COBE-SST3, einen Datensatz, der die Temperaturen der obersten Schicht des Weltozeans für 1850 bis 2024 Tag für Tag rekonstruiert. Damit untersuchte es, wie sich die Stärke mariner Kältewellen nach sechs klimawirksamen Ausbrüchen im Vergleich zum Zustand vor jedem Ausbruch veränderte.
| Vulkan | Jahr des Ausbruchs |
|---|---|
| Krakatau | 1883 |
| Santa Maria | 1902 |
| Novarupta | 1912 |
| Agung | 1963 |
| El Chichón | 1982 |
| Pinatubo | 1991 |
Laut Zusammenfassung entfernte das Team einen Teil der natürlichen Klimaschwankungen wie die El Niño–Südliche Oszillation (ENSO) sowie langfristige Temperaturtrends und verglich dann jede Phase nach einem Ausbruch mit einem für diesen Ausbruch festgelegten Zustand davor. Gemessen wurde die Stärke als „kumulierte Intensität“ (cumulative intensity), deren genaue Definition jedoch weder in der Zusammenfassung noch in der Pressemitteilung steht, die wir lesen konnten.
Raven Quilestino-Olario, in der Promotion am Institut für Geologie und Mineralogie der Universität zu Köln und an der Studie beteiligt, erklärt den Anlass der Arbeit:
„Uns fiel auf, dass die abkühlende Wirkung großer Vulkanausbrüche zwar umfassend untersucht ist, aber vergleichsweise wenig Aufmerksamkeit darauf gerichtet wurde, wie diese vulkanischen Winter extreme Kälteereignisse im Ozean beeinflussen.“
— Raven Quilestino-Olario (Universität zu Köln, Mitautorschaft)
Wie stark veränderte sich die Meereskälte nach den Ausbrüchen?
Im größten Teil des Weltozeans haben kumulierte Intensität und Häufigkeit mariner Kältewellen seit 1850 insgesamt abgenommen. Vor diesem Hintergrund lag die globale kumulierte Intensität nach jedem der sechs Ausbrüche für kurze Zeit über dem Wert davor. Laut Zusammenfassung deutet das darauf hin, dass vulkanischer Antrieb die langfristige Abschwächung vorübergehend unterbrechen kann.
Erstautor Jan Kempert von der Fachhochschule Südwestfalen in Hagen fasst das Ergebnis zusammen:
„Unsere Studie zeigt, dass Kälteextreme im Ozean in den vergangenen 175 Jahren zwar insgesamt seltener und schwächer geworden sind, große Vulkanausbrüche dieses langfristige Muster aber vorübergehend unterbrechen könnten.“
— Jan Kempert (Fachhochschule Südwestfalen, Erstautor)
Wie stark die Verstärkung war und wie viele Jahre sie anhielt, beziffern weder die Zusammenfassung noch die Pressemitteilung. Den vollständigen Artikel konnten wir nicht prüfen, daher kann dieser Beitrag nicht mehr sagen als „kurzzeitig verstärkt“.
Warum reagierten die Meeresregionen so unterschiedlich?
Auch wenn das globale Signal stärker wurde, war die Wirkung der Ausbrüche im Weltozean nicht einheitlich. Laut Pressemitteilung traten in manchen Regionen starke Kälteextreme auf, in anderen schwächere oder sogar gegenläufige Reaktionen. Wie die Zusammenfassung zeigt, war die Reaktion in einigen Bändern der mittleren Breiten am stärksten, und die vulkanische Spur blieb auch erhalten, wenn der tropische Pazifik aus der Berechnung herausgenommen wurde.
Warum sich die Regionen so stark unterscheiden, erklären Zusammenfassung und Pressemitteilung nicht. Die genannten Faktoren für marine Kältewellen, etwa Strömungen und jahreszeitliches Klima, unterscheiden sich ebenfalls von Region zu Region, doch wie sie mit den unterschiedlichen vulkanischen Wirkungen zusammenhängen, geht aus dem, was wir lesen konnten, nicht hervor.
Für den Pinatubo-Ausbruch 1991 verglich das Team zudem die langfristige Rekonstruktion über 175 Jahre mit einem unabhängigen Datensatz aus der Satellitenära und fand eine enge Übereinstimmung.
Die Daten stammen von Forschenden des japanischen Wetterdienstes
Die Pressemitteilung nennt COBE-SST3 einen „neu verfügbaren Datensatz“, sagt aber nicht, wer ihn erstellt hat. COBE-SST3 ist eine tägliche Analyse der Meeresoberflächentemperatur, die 2025 im Journal of the Meteorological Society of Japan von Masayoshi Ishii vom Meteorologischen Forschungsinstitut des japanischen Wetterdienstes (JMA) und weiteren JMA-Forschenden veröffentlicht wurde. Der Titel des Artikels enthält die Wörter „hochaufgelöst“ und „täglich“.
COBE ist der Name der Daten zu Meeresoberflächentemperatur und Meeresmeteorologie, die die JMA entwickelt hat; den Teil zur Meeresoberflächentemperatur nennt man COBE-SST. Laut Website der JMA deckt COBE den Zeitraum von 1891 bis heute auf einem 1-Grad-Gitter ab. Grundlage waren unter anderem ICOADS, zusammengestellt von der US-Wetter- und Ozeanbehörde NOAA, und die „Kobe-Sammlung“. Die Kobe-Sammlung umfasst historische meeresmeteorologische Daten, die das Meeresobservatorium Kobe (heute das örtliche Wetteramt Kobe) gesammelt hat und die die JMA zusammen mit der Japan Weather Association digitalisiert hat.
| Datensatz | Merkmale (Quelle) |
|---|---|
| COBE-SST | 1891 bis heute, 1-Grad-Gitter (Website der JMA) |
| COBE-SST2 | Verbesserte Version von COBE-SST (Artikel von 2014); seit Februar 2023 von der JMA für das langfristige globale Mittel genutzt (ebd.) |
| COBE-SST3 | Täglich; 1850–2024 in dieser Studie ausgewertet (Pressemitteilung, Zusammenfassung) |
COBE-SST3, in der Reihe der von JMA-Forschenden entwickelten COBE-SST-Datensätze, bildete also die Grundlage einer deutschen Studie über Vulkane und den Ozean. Das Team möchte mit denselben Daten untersuchen, wie sich marine Hitzewellen in den vergangenen 175 Jahren verändert haben, und dabei stärker auf die Unsicherheiten historischer Beobachtungen achten.
Unter den Studien zu Klima und Zirkulation des Ozeans haben wir auch eine Studie über das gelöste organische Material im Wasser, das in die antarktische Tiefsee absinkt, vorgestellt.