Quelle: Dieter Kasang
Kleine Eiszeit
Die Kleine Eiszeit ist eine kühle Klimaepoche zwischen der mittelalterlichen Warmzeit und der warmen Epoche der Gegenwart. Sie dauerte etwa vom Ende des 13. Jahrhunderts bis ins 19. Jahrhundert.
Verlauf
Die Kleine Eiszeit begann mit einer abrupten Abkühlung der Sommer im Zeitraum 1275-1300. Die Temperaturabnahme war verbunden mit erhöhten Niederschlägen und einem Gletscherwachstum in den höheren Breiten und größeren Höhen (Miller 2012, Büntgen 2011). Von 1430-1455 intensivierte sich der Kälteeinbruch weiter und die Temperaturen in ganz Europa gingen zunehmend zurück (Miller 2012, Ljungqvist 2012). Zu dieser Zeit begannen der Frühling später und der Winter früher, sodass die Vegetationsphase um etwa 14 Tage verkürzt war (Glaser 2009). Bis in das 17. Jahrhundert hinein waren die Temperaturen sehr niedrig, und auch auf der Südhemisphäre wurde es mit Ausnahme der Antarktis kälter, sodass dieses Jahrhundert als das kälteste der letzten 2000 Jahre gilt (Christiansen 2012).
Die Abkühlung war regional verschieden. Die Unterschiede sind über den gesamten Zeitraum betrachtet jedoch verhältnismäßig klein. Der Zeitraum von 1580 bis 1720 war nördlich der Tropen etwa 1°C kälter als die Jahre 1880-1960 (Christiansen 2012) und der Zeitraum von 1550-1800 in Europa etwa 2,5°C kälter als heute (Glaser 2009). Im Vergleich zur vorangegangenen mittelalterlichen Warmzeit nahm das globale Mittel der Temperatur um 0,16-0,24°C ab (Mann 2009). Gletscher und Eiskappen erreichten während dieser Zeit ihre größte Ausdehnung und viele Orte in Kanada wurden wieder eisbedeckt (Miller 2012). Das 16. und 17. Jahrhundert ist mit diesen Werten die Zeit maximaler Abkühlung.
Abb. 1: Wintertemperaturen in der Kleinen Eiszeit (1708/09) im Vergleich zu 1971-2000B1
In Europa lagen die Temperaturen im Winter besonders deutlich unter den Wintertemperaturen der Gegenwart, in Osteuropa sogar um -8 °C, in Mitteleuropa um -6 °C, auf den Britischen Inseln dagegen nur um -2 °C darunter (Abb. 1). In ganz Europa aber führten die neuen Umweltbedingungen zu schlechteren Ernten und zu Hungersnöten. Sie trugen zudem sicherlich auch zur Verschlechterung der Gesundheitsbedingungen und der verheerenden Wirkung der Pest im 14. Jahrhundert bei, der etwa 40-60% der europäischen Bevölkerung zum Opfer fielen. Mit den sinkenden Temperaturen wurden die erst in der Mittelalterlichen Warmzeit angelegten Siedlungen auf Grönland aufgegeben (Büntgen 2011).
Ab 1700 fand, außer in Grönland und Osteuropa, wieder eine leichte Erwärmung statt, die allerdings ab etwa 1810 wieder in eine Abkühlung umschlug. Die schlechten Lebensumstände bewogen vom 17. bis zum 19. Jahrhundert viele Menschen in Europa nach Amerika auszuwandern (Büntgen 2011).
Erklärungen
Abb. 2: Temperatur, Sonneneinstrahlung und Vulkanismus in den letzten 1000 JahrenB2
Als Auslöser des plötzlichen Temperaturabfalls Ende des 13. Jahrhunderts werden vor allem Vulkanausbrüche gesehen. Innerhalb von 50 Jahren brachen nach 1250 vier äquatornahe Vulkane aus (Miller 2012). Vor allem in den Tropen ausbrechende Vulkane haben große Auswirkungen, da hier die Konvektion (d.h. in diesem Fall aufsteigende Luftmassen) besonders stark ist und die emittierte Asche bis in die Stratosphäre gelangt (Diaz 2011). Dort wird sie von den Höhenwinden um die ganze Erde verteilt und vermindert über mehrere Jahre hinweg die solare Einstrahlung. Durch die geringere Einstrahlung wurde im Nordatlantik der Wärmetransport nach Norden abgeschwächt, sodass dort vermehrtes Eiswachstum möglich war.
Diese Entwicklung setzte einen Eis-Albedo-Rückkopplungsprozess in Gang: Die durch das neu gebildete Eis und erweiterte Schneeflächen erhöhte Albedo führte zu einer weiteren Abkühlung und diese wiederum zu neuer Eisbildung. Ein vermehrter Transport von Meereis nach Süden bringt mehr Süßwasser mit sich, sodass sich im Ozean Schichten ausbilden, die die Konvektion im offenen Ozean verringern, sodass die meridionale Umwälzzirkulation im Nordatlantik geschwächt wird und die Wassertemperatur im Norden weiter sinkt. Auch dies führte zu geringerem Meereisschmelzen. Eine erneute Kälteperiode verstärkte diesen Prozess noch weiter. Der Eis-Albedo-Rückkopplungsprozess sorgte dafür, dass die Kälteperiode auch noch lange Zeit nach den Vulkanausbrüchen Einfluss auf das System hat (Miller 2012).
Auch die Abnahme der Sonneneinstrahlung spielte für den Beginn und Verlauf der Kleinen Eiszeit eine wichtige Rolle. Die solare Einstrahlung hatte seit etwa 1200 durch Änderungen der Umlaufbahn der Erde um die Sonne kontinuierlich abgenommen (PAGES 2k Consortium 2013). Ab etwa 1550 nahm die Einstrahlung zwar wieder zu, von 1645-1715 brachte das Maunder Sonnenfleckenminimum jedoch erneut eine Verringerung der solaren Strahlung um etwa 0,2-0,4 % mit sich (Glaser 2009). Die Frühjahre waren dabei um ca. 2°C kälter als heute (Pfister 2008).
Quellen:
Büntgen, U., et al. (2011): 2500 Years of European Climate Variability and Human Susceptibility. Science 331, 578-582, DOI:10.1126/science.1197175.
Christiansen, B., Ljungqvist, F. C. (2012): The extra-tropical Northern Hemisphere temperature in the last two millennia: reconstructions of low-frequency variability. Climate of the Past 8, 765-786. doi: 10.5194/cp-8-765-2012.
Diaz, H. F., et al. (2011): Spatial and temporal characteristics of climate in medieval times revisited. American Meteorological Society. DOI:10.1175/BAMS-D-10-05003.1.
Glaser, R., Riemann, D. (2009): A thousand-year record of temperature variations for Germany and Central Europe based on documentary data. Journal of Quaternary Science 24, 437-449
Ljungqvist, F. C., et al. (2012): Northern Hemisphere temperature patterns in the last 12 centuries. Climate of the Past, 8, 227-249. doi: 10.5194/cp-8-227-2012.
Mann, M. E., et al. (2009): Global Signatures and Dynamical Origins of the Little Ice Age and Medieval Climate Anomaly, Science 326, 1256-1260, DOI: 10.1126/science.1177303
Miller, G. H., et al. (2012): Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks, Geophysical Research Letters 39, doi:10.1029/2011GL050168
PAGES 2k Consortium: (2013): Continental-scale temperature variability during the past two millennia. Nature Geoscience. DOI: 10.1038/NGEO1797
Pfister, Christian (2008):Von der Hexenjagd zur Risikoprävention. Reaktionen auf Klimaveränderungen seit 1500. Das Wetter, der Mensch und sein Klima. Ausstellung des Deutschen Hygiene-Museums Dresden.
Swingedouw, D., et al. (2011): Natural forcing of climate during the last millennium: fingerprint of solar variability. Clim Dyn 36: 1349-1364. DOI: 10.1007/s00382-010-0803-5
Bildquellen:
B1. Wikimedia: 1708/1709 Winter Temperature Anomaly; Lizenz: CC BY-SA
B2. Eigene Darstellung nach IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Figure 6.10 und 6.13