Eine Schallwelle, die 3.000 km des östlichen Indischen Ozeans durchquerte, genügte, um die Durchschnittstemperatur dieses gesamten Abschnitts mit einem Standardfehler von nur 0,0060 Kelvin festzulegen (Wu et al., Science 2020). Der Schall stammte von kleinen wiederkehrenden Erdbeben, nicht von einem Schiff oder einem Lautsprecher, und das Ergebnis belebte eine Idee, die erstmals 1991 erprobt worden war, als kodierte Signale von Heard Island an 16 Standorten rund um den Globus überwacht wurden (Munk et al., JASA 1994). Der Einsatz ist hoch: Die Ozeanerwärmung machte 91% der Erwärmung des Klimasystems aus (IPCC AR6 WG1, Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger 2021), und die obersten 2.000 m nahmen allein 2025 etwa 23 ± 8 ZJ auf (Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026). Wir haben Daten aus Science, dem Journal of the Acoustical Society of America (JASA), dem Journal of Geophysical Research, den Proceedings of the Royal Society A, von Caltech, dem Argo Program, dem IPCC, NOAA NCEI, der CTBTO und dem Heard-Island-Archiv der University of Washington zusammengetragen. Diese Zusammenstellung behandelt die Temperatur; zu Schiffslärm, Sonar und Meeressäugern siehe unsere gesonderten Statistiken zu Unterwasserakustik und Ozeansonar.
TL;DR
- Der Heard Island Feasibility Test von 1991 wurde an 16 Standorten in sechs Ozeanregionen überwacht (Munk et al., JASA 1994).
- Heard Island sendete mit Quellpegeln von 209-220 dB re 1 µPa aus 175 m Tiefe (Bowles et al., JASA 1994).
- Nur etwa die Hälfte der saisonalen und zwischenjährlichen Meeresspiegeländerung im Nordpazifik ging auf die thermische Ausdehnung zurück (ATOC Consortium, Science 1998).
- Ein Test von 1994 in 3.250 km Entfernung schätzte eine Temperaturänderung über sechs Tage mit einer Unsicherheit von etwa 0,006°C (Worcester et al., JASA 1999).
- Die seismische Ozeanthermometrie löste einen 3.000 km langen Abschnitt mit einem Standardfehler von 0,0060 K über 2005-2016 auf (Wu et al., Science 2020).
- Die Erwärmung in dieser Region schien je nach Vergleichsdatensatz um bis zu 69% größer zu sein als angenommen (Caltech News 2020).
- Die Kuroshio-Extension erwärmte sich von 2008 bis 2021 mit 11,8 ± 5,0 mK pro Jahr (2σ), laut seismischen und In-situ-Daten (Peng und Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025).
- Argo betreibt knapp 4.000 aktive Floats und sammelte im Juli 2024 sein dreimillionstes Profil (Statusseite des Argo Program).
- Die Ozeanerwärmung machte 91% der Erwärmung des Klimasystems aus (IPCC AR6 WG1 SPM 2021).
- Die obersten 2.000 m des Ozeans nahmen 2025 gegenüber 2024 etwa 23 ± 8 ZJ auf (Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026).
- Das hydroakustische Netz der CTBTO hat 11 Stationen: sechs Hydrophonstationen und fünf T-Phasen-Stationen (CTBTO).
1. Die Physik: Warum die Laufzeit als Thermometer taugt
Die akustische Thermometrie beruht auf einer hartnäckigen Tatsache: Eine Änderung der Wassertemperatur um 1°C verändert die Schallgeschwindigkeit um etwa 4 m/s (University of Washington Applied Physics Laboratory, Archiv des Heard Island Feasibility Test). Warmes Wasser leitet Schall schneller, ein Weg, der sich erwärmt, liefert sein Signal also etwas früher. Der Trick ist, dass die Uhr die Mittelung übernimmt. Ein einzelnes Thermometer liest einen Punkt ab, während ein Puls, der Tausende Kilometer durchquert, den Mittelwert von allem meldet, was er durchlaufen hat.
Diese Mittelung ist der ganze Sinn, denn das gesuchte Signal ist winzig und das lokale Rauschen riesig. Das Heard-Island-Archiv beziffert das nominelle Klimasignal auf etwa 0,005°C pro Jahr in 1.000 m Tiefe, während die Temperaturen an einem einzelnen Punkt von einem Monat zum nächsten um 1-2°C schwanken können. Nach diesen Zahlen ist ein Monat lokalen “Ozeanwetters” (Wirbel und interne Wellen, das ozeanische Gegenstück vorüberziehender Stürme) 200- bis 400-mal größer als ein ganzes Jahr des Klimatrends (1 / 0,005 = 200; 2 / 0,005 = 400). Punktsensoren müssen dieses Rauschen statistisch wegmitteln; ein langer akustischer Weg mittelt es physikalisch.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Änderung der Schallgeschwindigkeit bei 1°C Änderung der Wassertemperatur | Etwa 4 m/s | University of Washington APL, Heard-Island-Archiv |
| Nominelles Klimaerwärmungssignal in 1.000 m Tiefe | Etwa 0,005°C pro Jahr | University of Washington APL, Heard-Island-Archiv |
| Tiefe des Schallgeschwindigkeitsminimums (Achse des SOFAR-Kanals) im tiefen Ozean mittlerer Breiten | Etwa 800 bis 1.000 m | DOSITS (University of Rhode Island), Schallausbreitung im SOFAR-Kanal 2023 |
| Abstrahlwinkel, unterhalb dessen Strahlen im tiefen Schallkanal gefangen bleiben | Weniger als etwa 12° zur Horizontalen | DOSITS (University of Rhode Island) 2023 |
| Laufzeitstörung durch mesoskalige Wirbel | Etwa 100 ms | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Laufzeitänderung durch einen Mäander des Golfstroms oder des Kuroshio | Etwa 1 Sekunde | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Für die Tomographie nötige Zeit- und Positionsgenauigkeit des Empfängers | 1 ms und 1 m | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
Kontext: Der SOFAR-Kanal (englisch für Schallortung und Entfernungsmessung) ist ein Tiefenband, in dem die Schallgeschwindigkeit am niedrigsten ist, sodass sich Schall von oben und unten zu ihm hin krümmt, statt zu entweichen. DOSITS verortet seine Achse im tiefen Ozean mittlerer Breiten bei etwa 800 bis 1.000 m. Aktuellste verfügbare Daten für die Zeit- und Wirbelwerte: Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019.
2. Der Heard Island Feasibility Test (1991)
Heard Island war ein Machbarkeitsnachweis, und die Ausfallstatistik ist ebenso aufschlussreich wie die Erfolge. Der Test umfasste 35 Aussendungen, und seine 10 akustischen Quellen fielen mit einer Halbwertszeit von 1,2 Tagen aus (University of Washington APL, Heard-Island-Archiv, Das Experiment). Als 25 Aussendungen erfolgt waren, arbeiteten nur noch drei Quellen, und die letzte Aussendung nutzte die beiden letzten. Die Frage, die er beantwortete, lautete nicht “wie warm ist der Ozean”, sondern “kann ein kodiertes Signal eine Reise um den Planeten überstehen und dennoch präzise zeitlich erfasst werden”.
Es konnte. Der Überblick von Munk et al. (1994) im JASA berichtet, dass die Aussendungen an 16 Standorten überwacht wurden, verteilt über Nordatlantik, Südatlantik, Nordpazifik, Südpazifik, Indischen Ozean und Südpolarmeer. Eine gesonderte Erhebung zu Meeressäugern fand keinen Rückgang der Dichte von Wal- und Delfingruppen nahe der Quelle während der Aussendungen, obwohl Pottwale, die während 23% der Basis-Hörzeit zu hören waren, während der Aussendungen nicht zu hören waren (Bowles et al., JASA 1994). ATOC führte später neben seiner Thermometrie eigene Forschung zu Meeressäugern durch (siehe Abschnitt 3).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Startdatum, durchgeführte Aussendungen, eingesetzte Quellen und Ausfall-Halbwertszeit der Quellen | 26. Januar 1991 (für 10 Tage geplant); 35 Aussendungen; 10 Quellen; Halbwertszeit von 1,2 Tagen | University of Washington APL, Heard-Island-Archiv |
| Zahl der Standorte, die die Aussendungen überwachten | 16 | Munk et al., JASA 1994 |
| Mittenfrequenz der Quelle, maximale Bandbreite und Quelltiefe | 57 Hz, 30 Hz, 175 m | Bowles et al., JASA 1994 |
| Quellpegel der Aussendungen | 209-220 dB re 1 µPa | Bowles et al., JASA 1994 |
| Dichte von Walgruppen vor gegenüber während der Aussendungen | 0,0157 gegenüber 0,0166 Gruppen pro km² | Bowles et al., JASA 1994 |
| Gehörte Pottwale: Anteil an 1.181 Basisminuten gegenüber 1.939 Aussendungsminuten | 23% gegenüber keine gehört | Bowles et al., JASA 1994 |
Hinweis zum Ausreißer: Die Idee war älter als der Test. Ein Vorläufer von 1960 zündete Sprengladungen vor Perth und horchte nahe den Bermudas, etwa 19.820 km entfernt (University of Washington APL, Heard-Island-Archiv). Die Aussendungen liefen eine Stunde von je drei (Bowles et al., JASA 1994). Aktuellste verfügbare Daten: Experiment von 1991, veröffentlicht 1994.
3. ATOC und ein Jahrzehnt Nordpazifik-Thermometrie (1994-2006)
ATOC machte aus der Heard-Island-Demonstration ein Beobachtungssystem, und seine Schlüsselzahl ist eine Präzisionsangabe. Akustische Laufzeiten wurden bei Entfernungen von 3.000-5.000 km mit einer Präzision von etwa 20-30 Millisekunden gemessen, was etwa 0,006°C gemittelt über Entfernung und Tiefe entspricht; bei 5.000 km braucht das Signal fast eine Stunde bis zum Eintreffen (University of Washington APL, ATOC-Epilog). Das ist eine Zeitmessung auf etwa ein Hunderttausendstel der Laufzeit genau (0,03 s / 3.600 s sind etwa 0,0008%).
Der wissenschaftliche Ertrag war eine Korrektur dessen, wie der Meeresspiegel gedeutet wurde. Beim Vergleich des wirbelskaligen Wärmeinhalts aus der Tomographie mit Satellitenaltimetrie und einem Zirkulationsmodell stellte das ATOC Consortium (Science 1998) fest, dass nur etwa die Hälfte der saisonalen und zwischenjährlichen Meeresspiegeländerung auf die thermische Ausdehnung zurückging. Von 1996 bis 2006 lieferte das Programm vier unabhängige Schätzungen des Temperaturfelds im Nordpazifik (Dushaw et al., JGR Oceans 2009). Dazu kamen eigene Studien zum Meeresleben: Junge Nördliche See-Elefanten, die der Quelle ausgesetzt waren, zeigten nur subtile Änderungen im Tauchverhalten, die als wahrscheinlich von minimaler biologischer Bedeutung beurteilt wurden (Costa et al., JASA 2003). Chronischer Schiffslärm ist eine gesonderte Expositionsfrage, die unsere Statistiken zum Kavitationslärm von Schiffspropellern behandeln.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| ATOC-Partner zum Start | 11 Institutionen aus 7 Ländern, 2 Quellen, 18 Empfänger | MIT News 1994 |
| ATOC-Quellfrequenz | 75 Hz | MIT News 1994 |
| Entfernung und Empfänger des Tests von 1994 | 3.250 km, 700 m vertikales Array | Worcester et al., JASA 1999 |
| Unsicherheit einer Temperaturänderung über sechs Tage bei 3.250 km | Etwa 0,006°C | Worcester et al., JASA 1999 |
| Unsicherheit der entlang des Weges gemittelten Schallgeschwindigkeit bei 3.250 km | Etwa 0,05 m/s | Worcester et al., JASA 1999 |
| Jahreszyklus des Wärmeflusses (Spitze-Spitze) im wirbelskaligen Nordpazifik | 150 ± 25 W/m², ein 0,2°C-Zyklus in der vertikal gemittelten Temperatur | ATOC Consortium, Science 1998 |
| Studie an See-Elefanten: Tiefe und Pegel der ATOC-Quelle | 939 m, 195 dB re 1 µPa bei 1 m | Costa et al., JASA 2003 |
| See-Elefanten, deren Abtauchrate während der Exposition um mehr als eine Standardabweichung von der Kontrolle abwich | 9 von 14 | Costa et al., JASA 2003 |
Kontext: Die an den Tieren empfangenen Schallpegel lagen im Mittel bei 128 dB, mit einer Spanne von 118 bis 137 dB re 1 µPa im Band von 60-90 Hz, gegenüber Umgebungspegeln von 87-107 dB (Costa et al., JASA 2003). Aktuellste verfügbare Daten: ATOC endete 2006; für das ganze Jahrzehnt siehe Dushaw et al., JGR Oceans 2009.
4. Seismische Ozeanthermometrie: Der Durchbruch von 2020
Eigene Schallquellen brauchen Schiffe, Verankerungen und Umweltgenehmigungen. Die Idee von 2020 war, keine Quellen mehr zu bauen und die zu nutzen, die der Planet ohnehin liefert. Wu et al. nutzten 2.047 Paare wiederkehrender Erdbeben vor Sumatra, um die Temperatur über einen 3.000 km langen Abschnitt des äquatorialen östlichen Indischen Ozeans von 2005 bis 2016 zu verfolgen, mit einem Standardfehler von 0,0060 Kelvin (Wu et al., Science 2020; Paarzahl laut Bericht des Smithsonian Magazine 2020). Wiederkehrende Erdbeben sind Beben, die immer wieder denselben Abschnitt einer Verwerfung aufbrechen, sodass jedes Paar zwei nahezu identische Schallquellen im Abstand von Jahren liefert.
Die Schlagzeile, die um die Welt ging, war ein Erwärmungstrend, der größer ausfiel als frühere Schätzungen: Caltech berichtete, die Ozeanerwärmung in der Region scheine je nach verwendetem Datensatz um bis zu 69% größer zu sein als angenommen. Dieselbe Mitteilung enthielt den Vorbehalt, dass vor Schlussfolgerungen mehr Daten nötig seien. Zur T-Welle: Sie ist der Teil der Energie eines Erdbebens, der sich in Schall umwandelt und durch das Wasser läuft, keine Welle im festen Gestein.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Länge des gemittelten Ozeanabschnitts und untersuchter Zeitraum | 3.000 km (äquatorialer östlicher Indischer Ozean), 2005-2016 | Wu et al., Science 2020 |
| Standardfehler der abschnittsgemittelten Temperaturanomalie | 0,0060 Kelvin | Wu et al., Science 2020 |
| Zeitskalen der erfassten Schwankungen | 12 Monate, 6 Monate und etwa 10 Tage | Wu et al., Science 2020 |
| Verwendete Paare wiederkehrender Erdbeben | 2.047 | Smithsonian Magazine 2020, berichtet über die Science-Arbeit |
| Schalllaufzeit gegenüber dem durch die Wassertemperatur verursachten Anteil | Etwa eine halbe Stunde gegenüber etwa einer Zehntelsekunde | Caltech News 2020 |
| Erwärmung in der Region gegenüber früheren Schätzungen | Bis zu 69% größer, je nach Vergleichsdatensatz | Caltech News 2020 |
| Von den Erdbeben-Schallwellen abgetastete Tiefen | Unterhalb von 2.000 m, wo es nur wenige konventionelle Messungen gibt | Caltech News 2020 |
Kontext: Bis Oktober 2026 hatte die Arbeit in OpenAlex 78 zitierende Werke. Der Wert von 69% ist ein regionaler, vom Datensatz abhängiger Vergleich, keine globale Revision der Ozeanerwärmung (siehe Daten-Hinweis in der Methodik).
5. Seismische Thermometrie 2023-2025: Hydrophone, Glasfaserkabel und echte Trends
Die Folgearbeiten machten aus einer einzelnen Demonstration einen Werkzeugkasten, und die folgenreichste Zahl ist ein Trend mit einer ehrlichen Fehlerspanne. Seismische und In-situ-Daten zusammen zeigen eine stetige Erwärmung unterhalb der Oberfläche von 11,8 ± 5,0 mK pro Jahr (2σ-Unsicherheit) in der Kuroshio-Extension von 2008 bis 2021, ohne wesentlichen Trend zwischen 1997 und 2008 (Peng und Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025). In die in Klimaberichten üblichen Einheiten umgerechnet, sind 11,8 mK pro Jahr 0,118 K pro Jahrzehnt (11,8 × 10 / 1.000).
Dieselbe Arbeit zeigt, warum seismische Daten eine Ergänzung und kein Rivale der Floats sind. Gegenüber dem A-priori-Wert sank die wirbelbedingte Fehlervarianz in der flächengemittelten Temperatur um 30% mit In-situ-Daten, um 39% mit seismischen Daten und um 50% mit beiden; für wegmittelnde Schätzungen betrug die kombinierte Reduktion 83% gegenüber 45% allein durch In-situ-Daten. Gleichzeitig werden die Sensoren immer empfindlicher: CTBTO-Hydrophone erlauben die Nutzung kleinerer Erdbeben (Magnitude unter 4,0) (Wu et al., JGR Solid Earth 2023), und ein Glasfaserkabel am Meeresboden erfasste in vier Tagen 92 ozeanische Erdbeben, von denen die meisten in bestehenden Katalogen fehlten (Shen und Wu, JGR Solid Earth 2024).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Erwärmungsrate der Kuroshio-Extension unterhalb der Oberfläche, 2008-2021 | 11,8 ± 5,0 mK pro Jahr (2σ) | Peng und Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Reduktion der wirbelbedingten Fehlervarianz in der flächengemittelten Temperatur: nur In-situ gegenüber nur seismisch gegenüber beides | 30% gegenüber 39% gegenüber 50% | Peng und Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Reduktion der Fehlervarianz des Wegmittels: seismisch plus In-situ gegenüber nur In-situ | 83% gegenüber 45% | Peng und Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Beginn des digitalen Aufzeichnungsbestands der Station Wake Island für die Kuroshio-Arbeit | 1997 | Peng et al., JGR Oceans 2024 |
| Mit CTBTO-Hydrophonen nutzbare Erdbebenmagnitude | Unter 4,0 | Wu et al., JGR Solid Earth 2023 |
| Von einem Glasfaserkabel am Meeresboden erfasste ozeanische Erdbeben in einem 4-tägigen Experiment vor Oregon | 92 | Shen und Wu, JGR Solid Earth 2024 |
| Kleinste mit dem Glasfaserkabel nutzbare wiederkehrende Erdbeben | M 3,5 | Shen und Wu, JGR Solid Earth 2024 |
| Frequenzbänder in einem veröffentlichten Schritt-für-Schritt-Arbeitsablauf für die passive Tiefsee-Thermometrie | 3-6 Hz und 6-12 Hz | Smets et al., JGR Oceans 2022 |
Kontext: Distributed Acoustic Sensing (DAS) macht aus einem gewöhnlichen Glasfaserkabel am Meeresboden Tausende Vibrationssensoren entlang seiner Länge. Die Methode greift auch auf die Ozeandynamik über: Die seismische Tomographie im östlichen Indischen Ozean erfasste zweiwöchentliche Temperatursignale, die von Yanai-Wellen (einer Wellenart, die entlang des Äquators gefangen ist) getragen werden, und die Varianz in diesem Band unterschied sich zwischen Ozeanmodellen um bis zu einen Faktor 2 (Peng et al., Journal of Physical Oceanography 2025).
6. Argo und der Wärmeinhalt des Ozeans: Der Maßstab, an dem akustische Methoden geprüft werden
Jedes akustische Ergebnis wird letztlich mit Argo verglichen, daher bestimmt dessen Abdeckung, was die Akustik beitragen kann. Argo betreibt knapp 4.000 aktive Floats und sammelte im Juli 2024 sein dreimillionstes Profil (Argo Program, Status), bei etwa 13.000 Profilen pro Monat aus 30 Ländern (Argo Program, Über Argo). Aber ein Standard-Float taucht bis 2 km und nicht tiefer. Der tiefe Ozean darunter ist genau das, was der Erdbebenschall abtastet (siehe Abschnitt 4), und dort arbeitet die Deep-Argo-Mission auf ein dauerhaftes Netz von 1.228 Floats hin (Argo Program, Deep-Argo-Mission).
Die gemessene Wärme ist enorm und nimmt zu. Die Ozeanerwärmung machte 91% der Erwärmung des Klimasystems aus, und die beobachtete Erwärmungsrate stieg von 0,50 [0,32 bis 0,69] W m⁻² in 1971-2006 auf 0,79 [0,52 bis 1,06] W m⁻² in 2006-2018 (IPCC AR6 WG1, Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger 2021). 2025 nahmen die obersten 2.000 m gegenüber 2024 nach der IAP/CAS-Schätzung etwa 23 ± 8 ZJ auf, wobei etwa 33% der Ozeanfläche in ihren drei wärmsten je verzeichneten Zuständen lagen (Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Aktive Argo-Floats | Knapp 4.000 | Statusseite des Argo Program |
| Meilensteine der Argo-Profile | 1 Million im November 2012, 2 Millionen im November 2018, 3 Millionen im Juli 2024 | Statusseite des Argo Program |
| Zielgröße des Deep-Argo-Netzes und maximale Float-Tiefe | 1.228 Floats; einige Modelle bis 6.000 m geeignet | Argo Program, Deep-Argo-Mission |
| Anteil der Erwärmung des Klimasystems, der in den Ozean ging | 91% | IPCC AR6 WG1 SPM 2021 |
| Anstieg des globalen Wärmeinhalts des Ozeans, 1971-2018 | 0,396 [0,329 bis 0,463] Yottajoule (wahrscheinlicher Bereich) | IPCC AR6 WG1, Kapitel 9, 2021 |
| Wärmegewinn der obersten 2.000 m des Ozeans 2025 gegenüber 2024 (IAP/CAS-Schätzung) | Etwa 23 ± 8 ZJ | Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026 |
| Anteil der globalen Ozeanfläche in ihren drei (und fünf) wärmsten je verzeichneten Zuständen im Jahr 2025 | Etwa 33% (etwa 57%) | Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026 |
Kontext: NOAA NCEI veröffentlicht seine Wärmeinhaltsreihen für 0-700 m und 0-2.000 m von 1955 bis zur Gegenwart, vierteljährlich aktualisiert (NOAA NCEI, Globaler Wärmeinhalt des Ozeans). Die globale Meeresoberflächentemperatur lag 2025 um 0,49°C über dem Basiswert von 1981-2010 (Pan et al. 2026).
7. Arktis-Thermometrie und die globalen Hörnetze
In der Arktis hat die akustische Thermometrie einige ihrer klarsten Klimasignale geliefert, in einem Ozean, in dem Meereis die meisten anderen Instrumente behindert. 1994 zeigten 19,6-Hz-Signale, die etwa 2.630 km durch die Arktis gesendet wurden, dass die Atlantikschicht etwa 0,4°C wärmer war als erwartet, und eine Folgemessung 1999 fand etwa 0,5°C weitere Erwärmung (Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019). Die Atlantikschicht ist das warme, salzige Wasser aus dem Atlantik, das unterhalb der kälteren Oberflächenschicht in die Arktis strömt.
Die neuesten Daten stammen von CAATEX, einer US-norwegischen Kampagne, deren Ergebnisse 2026 veröffentlicht wurden. Sechs Verankerungen sendeten und zeichneten während 2019-2020 alle drei Tage auf, und die Signale legten mehr als 2.600 km zurück (AIP Scilights 2026). Die Arbeit kommt zu dem Schluss, dass Langstreckenaussendungen präzise ganzjährige Messungen unter dem Eis liefern können, auch wenn die große Laufzeitunsicherheit der Mode 2 einen abschließenden Vergleich mit den Daten von 1994 verhinderte (Dzieciuch et al., JASA 2026). Niedrigere Breiten sind auf Infrastruktur angewiesen, die aus anderen Gründen gebaut wurde, vor allem auf das hydroakustische Netz der CTBTO, dieselbe Art ständigen Mithörens, die heute auch genutzt wird, um den Zustand der Klangkulisse von Korallenriffen zu bewerten.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Signalfrequenz und Weglänge des Transarktis-Experiments (TAP) von 1994 | 19,6 Hz über etwa 2.630 km | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Temperatur der Atlantikschicht 1994 gegenüber der Erwartung und weitere Erwärmung bis April 1999 | Etwa 0,4°C wärmer; etwa 0,5°C weitere Erwärmung | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| CAATEX-Verankerungen, Mittenfrequenz und Bandbreite (2019-2020) | 6 Verankerungen; 35 Hz; etwa 4 Hz volle Bandbreite | Dzieciuch et al., JASA 2026 |
| CAATEX-Sendeintervall und abgedeckte Entfernung | Alle drei Tage; mehr als 2.600 km | AIP Scilights 2026 |
| Hydroakustische Stationen der CTBTO | 11 (6 Hydrophonstationen, 5 T-Phasen-Stationen) | CTBTO, Hydroakustische Überwachung |
| Tiefe der CTBTO-Hydrophone und Auslegungslebensdauer | 600 bis 1.200 m; 20 bis 25 Jahre | CTBTO, Hydroakustische Überwachung |
| Tomographie-Array im Nordatlantik | 2 Quellen und 7 Empfänger | Dushaw, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 2018 |
| Temperaturunsicherheit im Nordatlantik: eine Datenart gegenüber akustischen plus anderen Daten | Etwa 50% des A-priori-Werts gegenüber etwa 25% des A-priori-Werts (94% der Varianz aufgelöst) | Dushaw, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 2018 |
Kontext: Eine T-Phasen-Station ist ein Seismometer auf einer steilen Ozeaninsel, das Schallwellen aufnimmt, die sich an der Küste in Bodenbewegung umwandeln. Die CTBTO-Aufzeichnung hat neben der Überwachung auch historischen Wert: Forschende verweisen auf eine fast 20 Jahre lange Aufzeichnung von Vertragsmessungen als Grundlage für eine historische Ozeanthermometrie (Dall’Osto und Heyburn, JASA 2019). Zum Nordatlantik-Array siehe Dushaw, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 2018.
Zusammenfassung: Akustische Ozeantomographie und -thermometrie in Zahlen
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Änderung der Schallgeschwindigkeit pro 1°C Wassertemperatur | Etwa 4 m/s | University of Washington APL, Heard-Island-Archiv |
| Heard Island 1991: Standorte, die die Aussendungen überwachten | 16 | Munk et al., JASA 1994 |
| Quellpegel von Heard Island | 209-220 dB re 1 µPa | Bowles et al., JASA 1994 |
| Unsicherheit der Temperaturänderung über sechs Tage bei 3.250 km | Etwa 0,006°C | Worcester et al., JASA 1999 |
| Anteil der saisonalen und zwischenjährlichen Meeresspiegeländerung im Nordpazifik durch thermische Ausdehnung | Nur etwa die Hälfte | ATOC Consortium, Science 1998 |
| Standardfehler der seismischen Thermometrie über einen 3.000 km langen Abschnitt | 0,0060 Kelvin | Wu et al., Science 2020 |
| Paare wiederkehrender Erdbeben in der ersten Studie | 2.047 | Smithsonian Magazine 2020, berichtet über die Science-Arbeit |
| Regionale Erwärmung gegenüber früheren Schätzungen | Bis zu 69% größer | Caltech News 2020 |
| Erwärmung der Kuroshio-Extension, 2008-2021 | 11,8 ± 5,0 mK pro Jahr (2σ) | Peng und Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Reduktion der Fehlervarianz des Wegmittels, seismisch plus In-situ gegenüber nur In-situ | 83% gegenüber 45% | Peng und Callies, Proceedings of the Royal Society A 2025 |
| Von einem Glasfaserkabel am Meeresboden in 4 Tagen gefundene ozeanische Erdbeben | 92 | Shen und Wu, JGR Solid Earth 2024 |
| Aktive Argo-Floats | Knapp 4.000 | Statusseite des Argo Program |
| Anteil der Erwärmung des Klimasystems, der vom Ozean aufgenommen wurde | 91% | IPCC AR6 WG1 SPM 2021 |
| Wärmegewinn der obersten 2.000 m des Ozeans, 2025 gegenüber 2024 | Etwa 23 ± 8 ZJ (IAP/CAS) | Pan et al., Advances in Atmospheric Sciences 2026 |
| Atlantikschicht der Arktis, akustische Messung 1994 gegenüber der Erwartung | Etwa 0,4°C wärmer | Howe et al., Frontiers in Marine Science 2019 |
| Hydroakustische Stationen der CTBTO | 11 | CTBTO, Hydroakustische Überwachung |
Methodik und Quellen
Wir haben rund 75 Rohdatenpunkte aus begutachteten Fachartikeln, Behördenseiten und institutionellen Pressemitteilungen gesammelt, die mehr als 60 behalten, die sich auf ein Primärdokument zurückführen ließen, und Zahlen verworfen, die wir nur in Suchauszügen sahen (darunter eine oft wiederholte Empfangsentfernung für Heard Island, die wir auf keiner Primärseite bestätigen konnten). Zahlen auf Abstract-Ebene von Arbeiten hinter Bezahlschranken wurden aus ihren indexierten Abstracts gelesen.
- University of Washington Applied Physics Laboratory (B. Dushaw), Archiv des Heard Island Feasibility Test: Seiten zu Thermometrie, Experiment und ATOC-Epilog
- Munk, Spindel, Baggeroer und Birdsall, Der Heard Island Feasibility Test, JASA 1994
- Bowles et al., Relative Häufigkeit und Verhalten von Meeressäugern, die den Aussendungen des Heard Island Feasibility Test ausgesetzt waren, JASA 1994
- MIT News, Artikel über Schall- und Klimaexperimente, 18. Mai 1994
- Worcester et al., Ein Test der akustischen Thermometrie im Beckenmaßstab in 3250 km Entfernung, JASA 1999
- ATOC Consortium, Klimawandel im Ozean: Vergleich von akustischer Tomographie, Satellitenaltimetrie und Modellierung, Science 1998
- Dushaw et al., Ein Jahrzehnt akustischer Thermometrie im Nordpazifik, JGR Oceans 2009
- Costa et al., ATOC-Schallquelle und das Tauchverhalten junger Nördlicher See-Elefanten, JASA 2003
- Howe et al., Die Ozeane akustisch beobachten, Frontiers in Marine Science 2019
- DOSITS (University of Rhode Island), Schallausbreitung im SOFAR-Kanal
- Wu, Zhan, Peng, Ni und Callies, Seismische Ozeanthermometrie, Science 2020
- Caltech News, Unterseeische Erdbeben erschüttern die Klimawissenschaft, 18. September 2020
- Smithsonian Magazine, Unterseeische Erdbeben könnten helfen, die Temperatur des Ozeans zu messen, 2020 (nur für die Zahl von 2.047 Paaren aus der Science-Arbeit verwendet)
- Wu et al., Seismische Ozeanthermometrie mit CTBTO-Hydrophonen, JGR Solid Earth 2023
- Shen und Wu, Verteilte akustische Messung am Meeresboden zur Erfassung ozeanischer Seismizität und für die seismische Ozeanthermometrie, JGR Solid Earth 2024
- Peng, Callies, Wu und Zhan, Seismische Ozeanthermometrie der Kuroshio-Extension-Region, JGR Oceans 2024
- Peng und Callies, Schätzung von Temperaturvariabilität und -trends aus einer Kombination seismischer und In-situ-Daten, Proceedings of the Royal Society A 2025
- Peng, Callies, Nagura und McPhaden, Yanai-Wellen im tiefen östlichen Indischen Ozean, beobachtet mit seismischer Ozeantomographie, Journal of Physical Oceanography 2025
- Smets, Weemstra und Evers, Hydroakustische Laufzeitvariationen als Proxy für die passive Tiefsee-Thermometrie, JGR Oceans 2022
- Dall’Osto und Heyburn, Gelegenheits-Schallquellen im hydroakustischen CTBT-Netz für die historische Ozeanthermometrie, JASA 2019
- Argo Program: Statusseite, Über Argo und Deep-Argo-Mission
- IPCC AR6 WG1, Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger 2021 und IPCC AR6 WG1, Kapitel 9: Ozean, Kryosphäre und Meeresspiegeländerung
- Pan, Cheng, Abraham et al., Der Wärmeinhalt des Ozeans stellt 2025 einen weiteren Rekord auf, Advances in Atmospheric Sciences 2026
- NOAA NCEI, Globaler Wärme- und Salzgehalt des Ozeans
- Dzieciuch et al., Transarktische akustische Aussendungen während des koordinierten arktischen Experiments zur akustischen Thermometrie 2019-2020, JASA 2026 und Zusammenfassung von AIP Scilights 2026
- Dushaw, Akustische Ozeantomographie im Nordatlantik, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 2018
- CTBTO, Hydroakustische Überwachung
- Daten-Hinweis: (1) Der Anteil der überschüssigen Wärme, den der Ozean aufnimmt, variiert je nach Quelle: 91% (IPCC AR6, Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger), mehr als 90% (Abstract von Wu et al., Science 2020) und bis zu 95% (Caltech News 2020); wir verwenden die IPCC-Zahl. (2) Der Wärmegewinn des oberen Ozeans 2025 unterscheidet sich innerhalb derselben Arbeit stark je nach Produkt: etwa 23 ± 8 ZJ (IAP/CAS), 13 ± 5 ZJ (NOAA NCEI, Daten nur bis Juni 2025) und 70 ± 39 ZJ (Copernicus Marine, Beinahe-Echtzeitdaten); wir stellen den IAP/CAS-Wert heraus, den die Arbeit selbst verwendet. (3) Der Wert von 69% ist regional (östlicher Indischer Ozean, 2005-2016) und hängt vom Vergleichsdatensatz ab; die Autoren warnten vor voreiligen Schlüssen. (4) Die ATOC-Daten weichen zwischen den Quellen leicht ab: Das UW-Archiv nennt Aussendungen von Pioneer Seamount von Ende 1995 bis Ende 1998 und von Kauai von Ende 1997 bis Oktober 1999, während Dushaw et al. 2009 ein Jahrzehnt 1996-2006 beschreiben, mit Aussendungen aus Kalifornien 1996-1999 und von Kauai 1997-1999 und 2002-2006. (5) Der TAP-Weg von 1994 wird von Howe et al. 2019 mit etwa 2.630 km bei 19,6 Hz und von MIT News 1994 mit 2.610 km bei 20 Hz angegeben. (6) Die Zahlen zu Heard Island, ATOC und TAP sind ihrer Natur nach historisch (aktuellste verfügbare Daten: 1991-2009); die CAATEX-Temperaturschätzungen entlang der akustischen Wege stehen noch aus, und die Zahl der Argo-Floats ändert sich monatlich.
Zuletzt aktualisiert: 25. Oktober 2026. Wir aktualisieren diese Zusammenstellung vierteljährlich, und die nächste Aktualisierung wird erwartet, wenn die von IAP/CAS geleitete jährliche Aktualisierung des Wärmeinhalts des Ozeans für 2026 im Januar 2027 in Advances in Atmospheric Sciences erscheint.