Anstieg der Meeresspiegel stärker als gedacht. Schutzmaßnahmen alternativlos

Der globale Meeresspiegel steigt nicht gleichmäßig an. Die Wachstumsrate nimmt jedes Jahr zu. Dies geht aus einer neuen Bewertung hervor, die auf Satellitendaten aus 25 Jahren basiert. Wenn sich die Ozeane in diesem Tempo weiter verändern, wird der Meeresspiegel bis 2100 um 65 cm ansteigen – genug, um Küstenstädten erhebliche Probleme zu bereiten, heißt es unter Bezugnahme auf einer Veröffentlichung der NASA. Hinzu kommt, dass sich mit dem Anstieg der Meeresspiegel die Anzahl der Fluten verdoppeln werden. Die Folgen sind kaum abschätzbar, aber viele maritimen Metropolen und Inseln dürften massiv betroffen werden und müssen schon heute geschützt werden. 

Anstieg der Meeresspiegel wird zunehmend beschleunigt

Forscher der Universität von Colorado in Boulder in den USA berechnen, dass die Rate um etwa 0,08 Millimeter pro Jahr (mm/Jahr) steigt – was eine jährliche Rate des Meeresspiegelanstiegs von 10 mm /Jahr oder sogar mehr bis 2100 bedeuten könnte. „Diese Beschleunigung, die hauptsächlich durch beschleunigtes Schmelzen in Grönland und der Antarktis verursacht wird, hat das Potenzial, den Anstieg des Meeresspiegels bis 2100 im Vergleich zu Projektionen, die eine konstante Rate annehmen, auf mehr als 60 statt auf etwa 30 zu verdoppeln“, sagte Steve Nerem, ein Professor an der Universität von Colorado Boulder. „Und das ist mit ziemlicher Sicherheit eine konservative Schätzung“, sagte Nerem. „Unsere Hochrechnung geht davon aus, dass sich der Meeresspiegel in den kommenden 25 Jahren weiter verändern wird. Angesichts der großen Veränderungen, die wir heute in den Eisschilden sehen, ist das unwahrscheinlich „, fügte er hinzu.

Warme Luft läßt Meeresspiegel ansteigen

Steigende Konzentrationen von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre erhöhen die Temperatur von Luft und Wasser, wodurch der Meeresspiegel auf zwei Arten ansteigt. Erstens dehnt sich wärmeres Wasser aus, und diese „thermische Ausdehnung“ der Ozeane hat etwa die Hälfte des globalen Meeresspiegelanstiegs von 7 cm beigetragen, den wir in den letzten 25 Jahren gesehen haben, sagte Nerem. Zweitens fließt schmelzendes Landeis in den Ozean und erhöht auch den Meeresspiegel auf der ganzen Welt, sagte er. El Ninos und La Ninas (die gegensätzlichen Phasen der El Nino Southern Oscillation oder ENSO) beeinflussen die Meerestemperatur und die globalen Niederschlagsmuster.

Nerem und sein Team verwendeten Klimamodelle, um die vulkanischen Effekte und andere Daten zu erklären, um die ENSO-Effekte zu bestimmen und so die zugrunde liegende Meeresspiegelrate und -beschleunigung im letzten Vierteljahrhundert zu ermitteln. Sie nutzten auch Daten der GRACE-Satelliten-Gravitationsmission, um zu ermitteln, dass die Beschleunigung hauptsächlich durch schmelzendes Eis in Grönland und der Antarktis verursacht wird.

Küstenfluten werden sich verdoppeln 

Der globale Klimawandel treibt den Meeresspiegelanstieg an und erhöht die Häufigkeit von Küstenfluten, berichtet das Magazin NATURE. In den meisten Küstenregionen ist der Anstieg des Meeresspiegels über Jahre bis Jahrzehnte signifikant kleiner als normale Meeresspiegelschwankungen durch Gezeiten, Wellen und Sturmfluten. Aber selbst ein allmählicher Anstieg des Meeresspiegels kann die Häufigkeit und Schwere der Küstenfluten schnell erhöhen. Bislang haben Schätzungen des globalen Küstenwasserhochwassers aufgrund des Meeresspiegelanstiegs erhöhte Wasserstände aufgrund von Wellen nicht berücksichtigt und somit die möglichen Auswirkungen unterschätzt. Hier verwenden wir die Extremwerttheorie, um Meeresspiegelprojektionen mit Wellen-, Gezeiten- und Sturmflutmodellen zu kombinieren, um die Zunahme von Küstenfluten auf einer kontinuierlichen globalen Skala zu schätzen. Wir finden, dass Regionen mit begrenzter Wasserstandvariabilität, d. H. Kurz-tailed Flood-Level-Verteilungen, die hauptsächlich in den Tropen liegen, den größten Anstieg der Flutungsfrequenz erfahren werden. Der bis 2050 erwartete Anstieg des Meeresspiegels um 10 bis 20 cm wird die Häufigkeit extremer Wasserstandsereignisse in den Tropen mehr als verdoppeln, was die Entwicklungsländer äquatorialer Küstenstädte und die Bewohnbarkeit niedrig liegender pazifischer Inselstaaten beeinträchtigen wird.

Das Katastrophen-Risiko verdoppelt sich

„Die NASA-Studie unterstreicht die wichtige Rolle, die Satellitendaten bei der Validieren von Klimamodellprojektionen spielen können“, sagte John Fasullo, ein Klimawissenschaftler am National Center for Atmospheric Research. „Es zeigt auch, wie wichtig Klimamodelle für die Interpretation von Satellitenaufzeichnungen sind, etwa bei unseren Arbeiten, mit denen wir die Hintergrundeffekte des Ausbruchs des Mount Pinatubo im Jahr 1991 auf dem globalen Meeresspiegel abschätzen können“, sagte Fasullo.

Schon der Anstieg von 5 bis 10 cm, der wahrscheinlich in ein paar Jahrzehnten auftreten wird, würde bedeuten, dass Großstädte wie San Francisco in den USA, Mumbai in Indien, Ho Chi Minh in Vietnam und Abidjan in der Elfenbeinküste einem doppelten Risiko von Küstenfluten gegenüberstehen. „Die Karten des erhöhten Überschwemmungspotenzials deuten auf eine schlimme Zukunft hin“, schreiben die Wissenschaftler. Küstenstädte müssen werden ihr Hochwassermanagement, einschließlich besserer Verteidigungsmöglichkeiten, zu geschätzten Kosten von jährlich 50 Mrd. USD für die 136 Städte verbessern müssen. Die geschätzten Anpassungskosten liegen weit unter den Schätzungen der jährlichen Gesamtschäden, sollten keine Schutzmaßnahmen getroffen werden.

„Diese Studie zeigt, wie schon kleine Veränderungen des Meeresspiegels die Häufigkeit, mit der kritische Schwellenwerte überschritten werden, signifikant erhöhen können“, sagte Thomas Wahl, Professor für Küstenrisiken an der University of Central Florida, der nicht zum Forschungsteam gehörte. „Für Küstenregionen bedeutet das, dass sie sich anpassen müssen, um Hochwasserereignisse zu vermeiden“, sagte Wahl. „Am Ende bedarf es jedoch noch mehr lokalisierter Studien, damit die Küstenmanager wichtige Entscheidungen vor Ort treffen können.“

 

3 Gedanken zu “Anstieg der Meeresspiegel stärker als gedacht. Schutzmaßnahmen alternativlos

  1. Bis 2100 steigt der Meeresspiegel nicht um schlappe 65 cm, sondern um satte 16,5 m an!
    Über die Analyse von gescannten Satellitendaten wollen die Wissenschaftler der amerikanischen Universität of Colorado in Boulder um den Geophysiker Steve Nerem herausgefunden haben, dass der weltweite Meeresspiegel bis 2100 auf rund 65 cm ansteigen wird. Dies stimmt einfach nicht! Bereits von 1960 bis zur Gegenwart ist der weltweite Meeresspiegel um rund 77 cm angestiegen, wie mathematisch-physikalische Berechnungen ergaben! Was zu beweisen wäre! Das veränderte Volumen bei einem Temperaturanstieg von ∆t errechnet sich zu
    V= Vo (1+γ*∆t), (1)
    wobei es sich bei Vo um das ursprüngliche Volumen, bei V um das veränderte Volumen und bei λ um den Volumenausdehnungskoeffizienten handelt. Den Meeresspiegelanstieg kann man nun aus der Differenz des Volumens V und des Volumens Vo, dividiert durch die Oberfläche O der Weltmeere errechnen. Es gilt also ganz allgemein für die Berechnung des Anstieges der Weltmeere
    H= ∆V: O. (2)
    Da
    ∆V= V-Vo = Vo (1+λ*∆t) – Vo (3)
    gilt für
    ∆V= Vo*λ*∆t. (4)
    Damit ergibt sich für den Meeresanstieg ganz allgemein
    H= Vo λ*∆t: O. (5)
    Der durchschnittliche globale Temperaturanstieg hat sich seit 1960 bis in die Gegenwart weltweit durchschnittlich um ca. 1 K erhöht. Damit ergibt sich bei einem Volumen der Weltmeere von 1,332 Milliarden km³, einer Oberfläche der Weltmeere von 362 Millionen km² und einem Volumenausdehnungskoeffizienten von γ= 0,21*10-³K-1 ein Anstieg der Weltmeere von 1960 bis in die Gegenwart von
    H=1,33*109*0,21*10-³ km³: 362*108 km² ≈ 0,28*106 km³: 0,362*109 km² =
    0,00077 km = 0,77 m=77 cm (6)
    und nicht von 65 cm in erst 80 Jahren! Da sich der Temperaturanstieg bis 2040 um weitere 1,4 erhöht, wird sich bereits bis 2040 der weltweite Meeresspiegel auf weitere
    H=0,77 m*1,4 ≈ 1,1 m
    erhöhen und nicht erst 2100 um lediglich 65 cm. Da der globale durchschnittliche Temperaturanstieg bis 2100 nach dem mathematischen Modell
    y= 0,13 *e0,0366*x (wobei x für die Zeit steht) (7)
    das auf der Basis der Datenlage des Deutschen Wetterdienstes (wetter-online.de) 2017 abgeleitet werden konnte, um weitere überdimensionale
    y=0,13*e(0,0366*140) = 0,13*e5,1= 0,13*2,725,1=0,13*164,55=21,4 K (8)
    ansteigt, wird sich der Meeresspiegel bis 2100 nicht um magere 65 cm erhöhen, sondern um satte
    H =0,77 m*21,4 ≈ 16,5 m! (9)

    Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen

  2. Der Anstieg des Meeresspiegels durch die Eisschmelze
    Um es vorwegzunehmen: Von der Arktis geht keine allzu große Gefahr für den Anstieg der Weltmeere aus! Lediglich um 12 cm wird der Meeresspiegel ansteigen, wenn der Eispanzer der Arktis abgeschmolzen ist. Denn: Die Fläche der Arktis umfasst ca. 14 Millionen km² (von der Jahreszeit abhängig) und der Eispanzer ist lediglich im Durchschnitt D=3 m mächtig. Damit ergibt sich ein maximaler Anstieg ∆H von
    ∆H=V: A ≈ V: 0,71*4*π*6375² km² =14*106 km² *0,003 km : 3,6 *108 km²≈
    42*10³km³: 3,6*108 km² ≈ 12*10-5 km= 12* 10-²m=0,12 m= 12 cm. (1)
    Dies ist natürlich keine relevante Dimension für das Überleben der Menschheit, obwohl anderseits schon für das Ökosystem Arktis schon. Bei Grönland sieht es schon ganz anders und dramatischer aus: Durch das Abschmelzen der Gesamtfläche von A=1,7 Millionen km² des Eispanzers mit einer Mächtigkeit von D= 3 km, wird der Meeresspiegel bis auf
    ∆H=V:A= 1,7*106 km²*3 km: 0,71*4*π*6375²km² ≈ 5,1*106km³: 3.6*108 km² ≈
    1,4 *10-² km = 14 m (2)
    ansteigen. Diese Dimension von 14 m ist dann natürlich äußerst relevant für den Fortbestand der Menschheit bis in die fernen Küstenregionen. Und für die Antarktis ergibt sich ein Anstieg des Meeresspiegel bei einer Fläche von ebenfalls 14 Millionen km² wie die Arktis und einer Tiefe/Höhe des Eispanzer von durchschnittlich 2,3 km von
    H=V:A ≈ 14*106km²*2,3 km: 0,71*4*π*6375²km² ≈ 32*106 km³: 3,6*108 km² ≈
    9* 10-² km ≈ 90 m. (3)
    Die Frage lautet nun, wann der Eispanzer von Grönland abgeschmolzen sein wird? Um diese Frage zu beantworten, muss man sich der physikalischen Formel zur Berechnung der Wärmeleitung bedienen! Diese Formel lautet
    t=Q*D: (γ*A*∆T), (4)
    wobei Q die Wärmemenge (in Joule), D die Stärke des Materials (in m), γ die Wärmeleitfähigkeit (in W/m*K*h= J/m*K*h), A die Fläche (in m²) und ∆T die Temperaturdifferenz (in K) darstellt. Es sollen folgende Dimensionen gelten: Q=1021 J; D=3 km; γ= 2 J/m*K*h (Wasser); A=1,7*106 km² und ∆T=20 K. Damit errechnet sich die Zeit t bis zum vollständigen Abschmelzen des Eispanzers von Grönland zu
    t= 1021 J*h*3 km : (2 kJ/m*k*h *1,7*106 km²*20 K) = 1021*3 h: (68*106*10³*10³) =
    3*1021 h : 6,8*1013 ≈ 4,4*107 h ≈ 5023 Jahre. (5)
    Damit wird bis 2100 proportional berechnet der Meeresspiegel durch das Abschmelzen des Eispanzers bis 2100 von Grönland um
    ∆H=(80 a :5023 a)*14 m= 0,22 m=22 cm (6)
    ansteigen. Der Eispanzer der Antarktis wird vollständig bis
    t= 1021*h*2,3 km: (2*14*106*20 km²)=2,3*1021h: 560*1012=2,3*1021h: 5,6 1013 =
    4 *107 h = 4384 Jahre (7)
    Abgeschmolzen sein. Damit ergibt sich bis 2100 proportional ein Anstieg der Weltmeere um
    ∆H= (80:4384)*90 m = 1,64 m. (8)
    In Summa ergibt sich somit durch die Eisschmelze bis 2100 ein Anstieg des Meeresspiegels um
    H∑= 1,64 m+0,22 m= 1,86 m ≈ 2 m. (9)
    Die größte Gefahr geht also von der Ausdehnung der Weltmeere für den Anstieg des Meeresspiegels aus!
    P.S.: Dies war eine ganz konservative und vorsichtige mathematische Schätzung – es kann aber alles viel schneller vonstattengehen.
    Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen

    • Es geht natürlich auch einfacher, indem man Konrad Lorenz folgt, der von exponentiellen Anstieg ausgeht. Ich denke, damit kommt man sehr gut hin,

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