Zehn Grad wärmer als gewöhnlich im Dezember, das löst bei vielen Menschen ein spontanes Glücksgefühl aus: ein Lichtblick im grauen Frühwinter, Mantel ausziehen, Mütze runter, Gesicht zur Sonne wenden. Doch die zehn Grad Celsius, welche die weitgehend menschenleere Arktis zurzeit wärmer ist als gewöhnlich, erfreuen niemanden. Sie entsetzen im Gegenteil viele Wissenschaftler. "2016 war ein Jahr wie kein anderes. Bisher hat die Arktis den Wandel nur geflüstert. Jetzt schreit sie Wandel", sagte Donald Perovich vom Dartmouth College bei der Vorstellung der Arctic Report Card, dem Zeugnis für die Polarregion, das Wissenschaftler regelmäßig im Dezember ausstellen. Sein Koautor James Mathis von der amerikanischen Ozeanbehörde NOAA ergänzte: "Es gibt ein stärkeres und ausgeprägteres Signal einer fortgesetzten Erwärmung als in jedem früheren Jahr der Aufzeichnungen." Was genau in der Arktis gerade passiert, das beschreibt vielleicht ein Wort aus der Inuit-Sprache Inuktitut am besten: "Nalunaktuq." Es bedeutet unvorhersagbar und schwer zu verstehen.

Seit drei Monaten zeigen rund um den Nordpol die Thermometer deutlich höhere Temperaturen an, als anhand der langjährigen Mittelwerte zu erwarten war. An manchen Tagen waren es 5, an anderen 20 Grad Celsius zu viel. An der Station Ambarchik an der ostsibirischen Polarmeerküste, berichtete der Polarforscher Richard James auf seinem Blog, war es am 8. Dezember sogar 27 Grad Celsius wärmer als erwartet, dort gab es Tauwetter statt eisiger Kälte. Wo nach Messungen des dänischen Meteorologischen Dienstes nördlich des 80. Breitengrads unter dem dunklen Himmel der Polarnacht schon mindestens minus 25 Grad herrschen sollten, da waren es teilweise gerade einmal minus 5, und zurzeit sind es etwa minus 15 Grad Celsius.

Global sea ice extent extremely low. Mimimum records seen both in the Arctic and Antarctica. Red line nov.18 show someting is very wrong. pic.twitter.com/KYBHauqeR7

Diese vergleichsweise milden Temperaturen im Spätherbst knüpfen da an, wo Jahresanfang und Frühling aufgehört hatten. 2016 begann mit einem Sturm, der die Temperaturen bis an den Schmelzpunkt steigen ließ. Das war dann sogar Fox News, dem Haussender der wenig klimabewegten amerikanischen Tea Party, eine verwunderte Meldung wert. Es blieb dann drei Monate lang deutlich zu warm, bis die Temperaturen wie üblich zum Junibeginn hin auf leichte Plusgrade kletterten. Und seit der Sommer vorbei ist, ist es wiederum zu warm. "Die Arktis gerät aus den Fugen", hatte der Polarforscher Rafe Pomerance von der National Academy of Sciences schon 2015 gesagt; dieses Jahr hatte er Anlass, die Warnung zu wiederholen.

Woher kommt die Wärme?

Experten erkennen in der Erwärmung ein klares Zeichen des Klimawandels, ausgelöst durch den massiven Ausstoß von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan. Der unmittelbare Auslöser der merkwürdigen Wärme ist jedoch eine Veränderung im Polarwirbel, einem Band von Höhenwinden rund um die Arktis. Es geleitet normalerweise Tiefdruckgebiete von Island über Norwegen in die westsibirische Barentssee. Doch in diesem Herbst hat sich der Wirbel so verbogen, dass er die Tiefs über der Framstraße in die Arktis zieht, also den Meeresarm zwischen Spitzbergen und Grönland. Dahinter, so hat es vor Kurzem der amerikanische National Snow and Ice Data Center beschrieben, fließt seit Oktober viel warme Luft aus südlicheren Breiten Richtung Nordpol – und heizt die Region auf. Dieses Phänomen hält gegenwärtig noch an, zeigen Wetterkarten.

Darum ist besonders auf der Atlantikseite noch sehr viel mehr Polarmeer eisfrei als sonst zu dieser Jahreszeit üblich. "Eine derart geringe Fläche hat es von Mitte Oktober bis Mitte Dezember seit Beginn der Aufzeichnungen noch nie gegeben", sagt Lars Kaleschke von der Universität Hamburg, der mit seiner Arbeitsgruppe Daten von Fernerkundungssatelliten auswertet und zum Beispiel Verfahren entwickelt, die Dicke des Eises zu bestimmen. "Im November gab es sogar eine kurze Phase, da ist die Eisfläche geschrumpft", staunt Kaleschke, "obwohl die Temperaturen schon unter null Grad Celsius lagen."

Die täglich aktuellen Werte kann man auch auf dem Meereisportal des Alfred-Wegener-Instituts und der Universität Bremen verfolgen. Demnach waren am 17. Dezember insgesamt 11,66 Millionen Quadratkilometer der Arktis zu mindestens 15 Prozent mit schwimmendem Eis bedeckt, das ist das Kriterium für die Zählung. Es sind 370 000 weniger als im bisherigen Minusrekordjahr 2012 und etwa 1,37 Millionen Quadratkilometer weniger als im Durchschnitt von 1981 bis 2010 – fast die vierfache Fläche Deutschlands. Immerhin: Der Abstand schrumpft inzwischen von Tag zu Tag, 2016 holt sozusagen auf. Auf der Karte der Eisbedeckung zeigt sich deutlich das Defizit auf der Atlantikseite. So ist die Inselgruppe Spitzbergen noch rundherum frei von Meereis. Das ist in den vergangenen 15 Jahren vorher nur dreimal vorgekommen, sonst hatte das Eis die Inseln an diesem Tag stets mindestens von Osten her längst erreicht.

Auf dem Weg zu neuem Minusrekord?

Wissenschaftler spekulieren bereits, dass die laufende Frostsaison in der Arktis nach diesem langsamen Start empfindlich gebremst verlaufen wird. Der britische Polarforscher James Screen von der University of Exeter etwa schätzt die Chance mittlerweile auf fast zwei Drittel, dass im kommenden März ein neuer Negativrekord erzielt wird, wenn in der Arktis die zugefrorene Fläche ihren jährlichen Höhepunkt erreicht. Es wäre der dritte Rekord in Folge, auch 2015 und 2016 war die Fläche jeweils kleiner als je zuvor geblieben.

But below is a back-of-the-envelope calculation, based on past relationship between sea-ice extent in Oct-Nov and in following Sep (3/3) pic.twitter.com/uN6h2GkL7e

— James Screen (@polar_james) 9. Dezember 2016

Was das alles bedeutet, dafür kann wiederum das Wort Nalunaktuq stehen. Die Inuit verbinden damit laut der kanadischen Schriftstellerin Rachel Qitsualik die Vorstellung, dass die großen Trends in ihrer Heimat wenig über die konkrete Reaktion der Natur aussagen. Das heißt auch, es kann noch schlimmer kommen, als es ohnehin schon aussieht. In der Wissenschaftssprache würde man solche Zusammenhänge als "nichtlinear" bezeichnen.

So gibt es inzwischen sehr starke Belege dafür, dass die Veränderungen in der Polarregion sich selbst verstärken. Positive Rückkopplungen treten etwa auf, wenn sich weniger Eis als früher bildet. Dann zeigt sich die Landschaft dem Sonnenlicht im dunklen Blau des Meerwassers statt im leuchtenden Weiß von Eis und Schnee. Die Folge: Das Wasser absorbiert mehr Wärme, und das beschleunigt den Rückgang des Eises weiter. Die Arktis erwärmt sich darum im Mittel mindestens doppelt so schnell wie die mittleren Breiten. Die eisfreien Flächen könnten zudem dazu führen, dass mitten im Winter warme Luft über das verbleibende Eis gen Nordpol strömt, so wie es am Jahreswechsel 2015/16 passierte. Dann würde womöglich Regen auf das Eis fallen, was eine enorme Belastung für die gefrorenen Fläche und die spärliche Infrastruktur der Region darstelle, argumentierte der Physiker Kent Moore von der University of Toronto in "Scientific Reports".

Die Macht der Rückkopplung

Inzwischen gibt es auch Hinweise auf eine Wechselwirkung zwischen verschiedenen Komponenten der Kryosphäre genannten Eislandschaft. So könnte das vermehrt eisfreie Polarmeer zu Wetterlagen über Grönland führen, die wie eine Blockade wirken und Tiefs wie Hochs auf beiden Seiten über viele Tage oder gar Wochen festhalten. So entwickeln sich dann Extremwettergebiete, einfach weil das Hoch oder Tief auf der einen oder anderen Seite nicht weiterziehen kann. Ausgedehnte Regenfälle über Großbritannien im Jahr 2007 sind womöglich so entstanden, sagte Edward Hanna von der University of Sheffield im April 2016 der Zeitung "Independent". Von insgesamt elf solchen Blockaden in den vergangenen 165 Jahren seien sieben in den Jahren seit 2007 registriert worden.

Die Ausschläge im Polarwirbel können auch dazu führen, dass kalte Polarluft weit in den Süden geführt wird. "Es ist unvorstellbar, dass diese lächerlich warme Arktis keinen Einfluss auf die Muster des Wetters in den mittleren Breiten haben sollte, wo so viele Menschen leben", sagte Jennifer Francis, die an der Rutgers University in Brunswick, New Jersey, das Klima der Polarregion erforscht, zum "Guardian". So zirkuliert unter Wetterforschern schon seit Längerem die These, dass eisfreie Flächen im Herbst in der Barentssee, also vor Westsibirien, das Entstehen besonders strenger Winter in Mitteleuropa begünstigen. Dann würde die Erwärmung zu größerer Kälte führen – eine der zunächst weniger naheliegenden Folgen des Klimawandels. Die Vermutung findet etliche Unterstützer, dafür widerspricht ihr ein Team von Forschern.

Kaum jemand jedoch bezweifelt noch, dass in diesem Jahrhundert, vermutlich schon in wenigen Jahrzehnten, das ganze Polarmeer im Sommer eisfrei sein wird. "Dabei wird es viele Fälle geben, wo sich die bisherige Ordnung drastisch verändert, und sie werden sowohl Wissenschaftler als auch die ganze Welt überraschen", stellen die Autoren des "Arctic Resilience Report" fest, den der Arktische Rat vor wenigen Tagen in Stockholm vorgestellt hat. Zu den 19 Bereichen, die der Bericht nennt, gehören neben dem Meereis auch die Wälder der Tundra und die Mobilität der Bewohner der Region, die darauf angewiesen sind, über das Eis zu reisen und das womöglich bald nicht mehr wie gewohnt können.

Veränderung auch im Kleinsten?

Außerdem könnten die Lebensgemeinschaften von Tieren auf und unter dem Eis aus der Balance geraten, heißt es in dem Bericht. Augenfällig ist das beim Eisbären, der quasi zum Symboltier des Klimawandels geworden ist. Da er auf dem Eis jagt, ist sein Habitat in akuter Gefahr. Doch inzwischen nehmen Wissenschaftler auch vermehrt die kleinsten Bewohner des Meereises in den Blick, Mikroben und Algen. "Es heißt ja oft, dass ein Rückgang des Eises die Produktivität des Ökosystems nur verbessern kann", sagt Antje Boetius vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen. "Die Lebewesen bekommen mehr Wärme und mehr Licht. Aber vermutlich wird es weniger Nährstoffe geben und das Nahrungsnetz sich ändern."

Boetius hat zum Beispiel die Lebensgemeinschaften der Mikroben untersucht, die im Meereis leben. Viele von ihnen leisten wichtige Hilfsdienste für alle Lebewesen der Region, weil sie Nährstoffe aus den Ausscheidungen anderer Organismen zurückgewinnen oder Stickstoff aus der Luft fixieren. Etliche der Bakterien haben sich überdies darauf spezialisiert, in mehrjährigem Eis zu überleben, von dem es immer weniger gibt. "Wir haben aber noch nicht genügend Daten, um zu sagen, welche Mikroben wir mit dem mehrjährigen Eis verlieren", sagt Boetius. Es könnten also auch sehr wichtige sein. "Und wenn wir mit der Forschung zu lange warten, finden wir auch nicht mehr heraus, wie dieses Ökosystem einmal funktioniert hat."

Eine weit unterschätzte Funktion haben offenbar auch die Algen, die an der Unterseite des Eises leben. "Sie liefern nicht nur eine sehr große Menge der Energie, die Flohkrebse aufnehmen", sagt Hauke Flores vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven. Diese Tierchen leben ebenfalls auf der Unterseite des Eises und grasen dort die Algen ab. "Auch die Ruderfußkrebse weiter unten im Wasser bekommen einen viel größeren Anteil ihrer Nahrung von den Eisalgen als angenommen, sicherlich 30 bis 50 Prozent." Diese zweite Gruppe der zum Zooplankton zählenden Kleinlebewesen wiederum ist die Lebensgrundlage vieler Fische. Durch die ganze Kette von Fressen und Gefressenwerden werden Moleküle weitergegeben, die zu den Omega-III-Fettsäuren gehören, also auch für die menschliche Ernährung wichtig sind. Um festzustellen, welchen Beitrag die Eisalgen in diesem Nahrungsnetz leisten, hat Flores' Team unter Leitung seiner Kollegin Doreen Kohlbach die Herkunft der Fettsäuren in den verschiedenen kleinen Krebsen untersucht. Solche Substanzen werden auch von Algen hergestellt, die im Wasser schwimmen, doch die Produkte der am Eis haftenden Hersteller haben einen erhöhten Anteil des schwereren Kohlenstoffisotops C-13.

"Bevor man sich ausrechnet, wie die Produktivität einer wärmeren, eisfreien Arktis steigen könnte, muss man doch erst einmal wissen, was man vorher verliert", mahnt Flores. Mit dem Eis verschwinden schließlich auch die Eisalgen, und es ist fraglich, ob sich die Organismen auf den höheren Etagen des Nahrungsnetzes schnell genug anpassen können. Auch das ist wohl Nalunaktuq.