Rückgänge des Meeres‑Luft‑CO2‑Flusses im südlichen Pazifik und südlichen Atlantik durch extreme Niederschläge

Warum kräftige Regenstürme für das Klima wichtig sind

Mit der Erwärmung des Planeten werden heftige Platzregen immer häufiger. Diese dramatischen Regenereignisse überfluten nicht nur Straßen und schwellen Flüsse an: sie interagieren auch mit dem Ozean, der stillschweigend etwa ein Viertel des jährlich vom Menschen emittierten Kohlendioxids aufnimmt. Die Studie stellt eine vermeintlich einfache Frage mit großen Folgen für Klimaprognosen: Verändert ein extremer Starkregen über offenem Meer, wie viel Kohlendioxid der Ozean in die Atmosphäre abgibt oder aus ihr aufnimmt?

Verborgener Kohlenstoffverkehr zwischen Meer und Luft

Der Austausch von Kohlendioxid zwischen Ozean und Atmosphäre wird oft als „Fluss“ beschrieben. Nimmt der Ozean mehr Kohlendioxid auf als er abgibt, wirkt er als Kohlenstoffsenke; umgekehrt wird er zur Quelle, wenn er netto Kohlendioxid freisetzt. Dieses Gleichgewicht hängt von vielen Faktoren ab, darunter Wassertemperatur, Wind, Wellen, gelöste Salze, Pflanzenleben und sogar schwimmende Mikroplastikpartikel. Frühere Arbeiten konzentrierten sich meist auf allmähliche Veränderungen dieser Bedingungen. Kurze, starke Regenausbrüche wurden in der Regel als Randerscheinung behandelt und in allgemeine Süßwasserzufuhr eingerechnet, ohne ihre spezifische Rolle zu untersuchen. Mehr als drei Viertel des globalen Niederschlags fallen jedoch über dem Ozean, und Klimamodelle sagen eine Verstärkung der heftigsten Stürme voraus. Die Autor:innen wollten klären, ob extreme eintägige Regenereignisse die Kohlenstoffdynamik des Ozeans messbar verändern.

Aufspüren von Sturm‑Hotspots in den Südmeeren

Anhand von drei Jahrzehnten monatlicher Datensätze von 1990 bis 2023 kombinierten die Forschenden Satellitenbeobachtungen, Klimamodell‑Ergebnisse und fortgeschrittene Machine‑Learning‑Methoden, um die relative Bedeutung vieler überlappender Einflussfaktoren auf den Meeres‑Luft‑CO2‑Fluss zu entwirren. Sie untersuchten zunächst globale Muster und zoomten dann dorthin, wo extremer Regen am einflussreichsten schien. Zwei weiträumige Regionen wurden als Hotspots identifiziert: der südliche Pazifik und der südliche Atlantik, insbesondere Bänder zwischen etwa 45 und 60 Grad südlicher Breite. In diesen sturmgepeitschten Gewässern zählte ein gängiger Index für den stärksten eintägigen Niederschlag eines Monats, bekannt als maximale eintägige Niederschlagssumme, konstant zu den wichtigsten Faktoren, die bestimmen, wie viel Kohlendioxid über die Meeresoberfläche transportiert wurde.

Wie intensiver Regen die Rolle des Ozeans umkehren kann

Im südlichen Pazifik und südlichen Atlantik fanden die Forschenden eine starke Tendenz: stärkere eintägige Regenereignisse korrelierten mit einem geringeren Meeres‑Luft‑CO2‑Fluss. Anders gesagt: Wenn seltene, aber heftige Platzregen auftraten, verschob sich der Ozean in Richtung höherer Aufnahme oder geringerer Freisetzung von Kohlendioxid. Mit steigendem Wert der maximalen eintägigen Niederschlagssumme von nahezu null auf etwa 30 Millimeter wechselten beide Regionen von Nettquellen zu Nettensenken für Kohlendioxid. Im südlichen Pazifik gingen typische Flusswerte von deutlich positiv zu klar negativ zurück, im südlichen Atlantik fiel die Verschiebung von Quelle zu Senke sogar noch stärker aus. In Jahreszeiten und Episoden, die von anhaltend extremen Regenfällen geprägt waren, verstärkte sich die statistische Beziehung weiter, was darauf hindeutet, dass eine Abfolge von Stürmen einen länger anhaltenden Einfluss auf die Kohlenstoffbilanz haben kann.

Frischwasser‑Deckel und verzögerte Schockwellen

Warum sollte ein einziger Tag starken Regens eine derart ausgeprägte Wirkung haben? Entscheidend ist, wie frisches Regenwasser die salzige Meeresoberfläche verdünnt und schichtet. Intensiver Niederschlag bildet eine leichte, wenig salzhaltige „Linse“ auf dichteren, salzreicheren Wasserschichten darunter. Diese Linse wirkt wie ein physischer Deckel und erschwert es tieferen, kohlenstoffreichen Wasserschichten, an die Oberfläche zu gelangen und ihr Gas an die Luft abzugeben. Die Studie nutzte kausale Analysen und sogenannte „Schockübertragungs“-Techniken, entlehnt aus der Ökonometrie, um nachzuverfolgen, wie ein plötzlicher Niederschlagsstoß durch das System läuft. Sie zeigten, dass extremer Regen zuerst die Oberflächensalinität und die Alkalinität — chemische Eigenschaften, die mit der Fähigkeit des Wassers, gelösten Kohlenstoff zu halten, zusammenhängen — senkt, und dass diese Änderungen nach einer Verzögerung von ein paar Monaten zu einem deutlichen Rückgang des aus dem Ozean entweichenden Kohlendioxids führen.

Blick in eine sturmigere Zukunft

Klimaprojektionen deuten darauf hin, dass die seltensten und stärksten Niederschlagsereignisse über dem südlichen Pazifik und südlichen Atlantik gegen Ende dieses Jahrhunderts wahrscheinlich um 10–20 Prozent oder mehr intensiver werden. Setzen die Autor:innen diese Veränderungen in ihre Modelle ein, schätzen sie, dass extremer Regen die kohlenstoffaufnehmende Stärke dieser Ozeane in einigen Gebieten im Vergleich zu den Bedingungen von 2023 um bis zu etwa ein Viertel steigern könnte. Sie zeigen außerdem, dass viele gegenwärtige Modelle des ozeanischen Kohlenstoffhaushalts, die explizite Effekte von Niederschlagsextremen weitgehend vernachlässigen, den Meeres‑Luft‑CO2‑Fluss in diesen Regionen um rund 20 Prozent überschätzen könnten.

Was das für unser Klimaverständnis bedeutet

Für Nicht‑Spezialist:innen ist die Erkenntnis klar: außergewöhnliche Meeresregenstürme sind nicht nur dramatisches Wetter; sie tragen subtil, aber signifikant dazu bei, dass der Ozean in Teilen der südlichen Meere mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnimmt. Durch das Auffrischen und Stabilisieren der Oberfläche können extreme Platzregen diese Meere von Kohlenstoffquellen in Kohlenstoffsenken verwandeln. Das löst die globale Erwärmung nicht — die menschlichen Emissionen übersteigen immer noch bei Weitem, was Stürme ausgleichen können — aber es bedeutet, dass Forscher:innen diese kräftigen Regenausbrüche in die Bilanz des ozeanischen Kohlenstoffhaushalts einbeziehen müssen, um die zukünftige Klimadynamik genau vorherzusagen.

Zitation: Li, Z., Liu, H., Dong, X. et al. Decreases in South Pacific and South Atlantic sea-air CO₂ fluxes caused by extreme precipitation. Nat Commun 17, 3011 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69847-6

Schlüsselwörter: extreme Niederschläge, ozeanische Kohlenstoffsenke, südlicher Pazifik, südlicher Atlantik, Meeres‑Luft‑CO2‑Fluss