Die Ursachen für den Anstieg des Meeresspiegels

Das EU-geförderte Projekt SEACHANGE wurde ins Leben gerufen, um einige der Unsicherheiten zu quantifizieren und einzugrenzen, welche die Modellierung von Vorhersagen zum klimawandelbedingten Anstieg des Meeresspiegels betreffen.

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Sämtliche Klimamodelle, die im Rahmen des „Coupled Model Intercomparison Project“ (CMIP) miteinander verglichen wurden, sagen für das 21. Jahrhundert einen Anstieg des mittleren Meeresspiegels voraus. Die Prognosen fallen jedoch von Modell zu Modell verschieden und sogar für einzelne Regionen unterschiedlich aus. Auf Emissionsszenarien basierende Vorhersagen für das 21. Jahrhundert variieren um bis zu das Doppelte, für die kommenden Jahrhunderte sogar noch stärker.

Angesichts der potentiellen Folgen des Meeresspiegelanstiegs für Bevölkerungen und Ökosysteme an Küsten ist dieser Mangel an Wissen besorgniserregend. Da die Interpretation komplexer Daten zu Erdsystemen über variierende Zeiträume hinweg mit Schwierigkeiten verbunden ist, sind sich Wissenschaftler oft uneinig. Um diese Unsicherheit bei prädiktiven Modellen zu vermindern, wurde im EU-geförderten Projekt SEACHANGE untersucht, wie sich Veränderungen bei Temperatur, Salzgehalt und Zirkulation der Ozeane über Jahrzehnte und Jahrhunderte hinweg auf den Meeresspiegel auswirken. Diese Effekte sind ähnlich bedeutend wie das Abschmelzen von Festlandeis (Gletschern und Eisschilden).

Akkuratere Modellierung ist erforderlich

Durch die globale Erwärmung dehnt sich das Meerwasser aus, und der mittlere Meeresspiegel steigt. Regionale Änderungen der Wassertemperatur bewirken, zusammen mit Wind und Salzgehalt, eine lokale Veränderung des Meeresspiegels, die erheblich vom globalen Mittel des Anstiegs abweichen kann. Laut Prof. Jonathan Gregory, dem Projektkoordinator von SEACHANGE, sei der weltweite Durchschnitt des Meeresspiegelanstiegs zwar ein guter Indikator für die Auswirkungen des Klimawandels insgesamt, doch eine der großen Herausforderungen der Klimawissenschaft bestehe darin, insbesondere für bestimmte Gebiete genauere und sicherere Vorhersagen zu treffen.

SEACHANGE wurde ins Leben gerufen, um die simulierten physikalischen Vorgänge genau zu untersuchen, die bei der globalen mittleren Erwärmung der Ozeane eine Rolle spielen. Auch die prognostizierten regionalen Anstiege des Meeresspiegels sollen anhand der dreidimensionalen Atmosphären-Ozean-Klimamodelle, die vom Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) eingesetzt werden, genauer erforscht werden. Die Projektforscher untersuchten, wie Änderungen des Meeresspiegels von verschiedenen Faktoren wie der Windgeschwindigkeit beeinflusst werden. Auch die Feinheiten im Aufbau von Modellen waren Forschungsgegenstand.

Vor allem im Südpolarmeer und im Nordatlantik – also in Regionen, für die ein besonders starker Meeresspiegelanstieg vorhergesagt wird – wichen die prädiktiven Modelle voneinander ab. Prof. Gregory führt aus: „Wir haben erwartet, dass die Modelle nicht perfekt sein würden, doch um sie zu verbessern, müssen wir alle zum Tragen kommenden Faktoren erforschen, um zu ermitteln, was geändert werden muss oder was nicht berücksichtigt wurde.“

Die Forscher stellten fest, dass der Spiegel des Südpolarmeers am meisten durch Erwärmung der Wasseroberfläche und Veränderung der Windgeschwindigkeit beeinflusst wird, wohingegen im Nordatlantik vor allem die Oberflächenerwärmung und, in geringerem Maße, die schwächer werdende meridonale Zirkulation im Atlantik eine Rolle spielen. Es wurde belegt, dass Faktoren wie Niederschlag, Verdunstung und ins Meer mündende Flüsse sich weniger stark auf den Meeresspiegel auswirken. Das geografische Muster des durch den Menschen verursachten Meeresspiegelanstiegs soll voraussichtlich innerhalb der nächsten zehn Jahre sichtbar werden.

Entscheidend ist, so argumentieren die Forscher, dass beim Setzen der CO2-Emissionsziele zur Begrenzung des Meeresspiegelanstiegs nicht nur die kumulativen CO2-Emissionen berücksichtigt werden, sondern auch der Zeitpunkt der Emissionen und die anschließende Ausbreitung des CO2. „Je früher wir unsere Emissionen senken, desto besser können wir den zukünftigen Anstieg des Meeresspiegels begrenzen“, erklärt Prof. Gregory. Doch die anthropogene thermische Ausdehnung ist ein sehr träger Prozess, und der Meeresspiegel wird – selbst wenn die CO2-Konzentration stabilisiert und sich die globale mittlere Oberflächentemperatur innerhalb von Jahrzehnten einpendeln würde – noch Jahrhunderte lang weiter ansteigen. Das bedeutet allerdings auch, dass in naher Zukunft ergriffene Maßnahmen noch sehr lange Zeit spürbar bleiben werden.

Innovation und Inspiration

Für diese sechsjährige Studie entwickelten die SEACHANGE-Wissenschaftler einige innovative Forschungsansätze. In dieser Forschungsarbeit wurden erstmals die physikalischen Prozesse der Meereserwärmung und der internen Temperaturveränderung verglichen, die mit einer Reihe von Modellen simuliert wurden. Zudem war diese Studie die erste, in der die Auswirkungen von Einflüssen auf die Wasseroberfläche auf das geografische Muster des Meeresspiegelanstiegs beziffert und der globale Meeresspiegelanstieg im 20. Jahrhundert ausreichend berücksichtigt wurde.

Die Studienergebnisse unterstützten die Prognosen zum Meeresspiegelanstieg des IPCC und wurden in dessen „Fifth Assessment Report“ (2013) zitiert, der wiederum auf den politischen Prozess Einfluss nahm, der im Jahr 2015 auf der UN-Klimakonferenz (COP21) zum Übereinkommen von Paris führte.

Darüber hinaus regte SEACHANGE zu einem neuen internationalen Vergleich der globalen und regionalen Modellierung der physikalischen Vorgänge an, welche die Erwärmung der Ozeane und den regionalen Meeresspiegelanstieg bestimmen, der unter Schirmherrschaft des CMIP durchgeführt wird.

Abschwächung des Klimawandels und Anpassungsmaßnahmen werden gefördert

Da der Klimawandel alle EU-Mitgliedstaaten betrifft, einigten sich EU-Institutionen, die Abschwächung des Klimawandels und Anpassungsmaßnahmen mit 180 Milliarden Euro (20 % des Budgets für den Zeitraum 2014–2020) zu fördern. Darüber hinaus werden 564 Millionen Euro aus LIFE, dem Umweltfonds der EU, für diese Zwecke zur Verfügung gestellt.

Mit so beachtlichen Ressourcen wie diesen kann genauer prognostiziert werden, wie erfolgreich Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels sein werden, um Entscheidungsträger erheblich zu unterstützen. Prof. Gregory merkt an, dass weitere Arbeit erforderlich ist, um bestimmte Modelle zu verbessern: „Wir haben unsere Ziele zwar noch nicht erreicht, unsere Prognosen werden jedoch stetig quantitativ präziser, und wir setzen immer mehr Vertrauen in sie.“

Weitere Informationen finden Sie auf:
Projektwebseite auf CORDIS

Länder

Vereinigtes Königreich