Meeresspiegelanstieg bei weiterer Erwärmung

Der Anstieg des Meeresspiegels wird aufgrund des Klimawandels weiter zunehmen. Bis ins Jahr 2040 wird das Wasser an fast allen Küsten weltweit um mehr als 20 Zentimeter steigen. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die am Montag, den 07.11.2016, in „PNAS" erschienen ist. Die Autoren berechnen auch die konkret zu erwartenden Veränderungen für viele große Küstenstädte.

• Dr. Ralf Weisse, Leiter der Abteilung Küstenklima, Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material und Küstenforschung (HZG), Geesthacht
• Prof. Dr. Angelika Humbert, Leiterin der Sektion Glaziologie im Fachbereich Geowissenschaften, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven
• Prof. Dr. Mojib Latif, Leiter des Forschungsbereiches Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Kiel
• Dr. Ingo Sasgen, Wissenschaftler in der Sektion Paläoklimadynamik im Fachbereich Klimawissenschaften, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven
• Prof. Dr. Anders Levermann, Professor für die Dynamik des Klimasystems, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Potsdam

Dr. Ralf Weisse

Leiter der Abteilung Küstenklima, Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material und Küstenforschung (HZG), Geesthacht

„In dieser Studie wurde versucht, Meeresspiegeländerungen am oberen Ende der Möglichkeiten abzuschätzen. Prinzipiell stützt sich die Studie dabei auf das gleiche Material wie der 5. Sachstandsbericht des IPCC. Neu sind zum einen die Fokussierung auf das obere Ende der Skala sowie die Einbeziehung und Neubewertung von Expertenwissen in Bezug auf Beiträge durch das Schmelzen der großen Eisschilde von Grönland und der Antarktis.“

„Die Studie ist prinzipiell mit den gleichen methodischen Schwierigkeiten konfrontiert wie ähnliche Studien, insbesondere der Bewertung von Unsicherheiten der einzelnen Komponenten. Ähnlich wie andere Studien versucht diese Studie dieses Problem durch das Anpassen von Wahrscheinlichkeitsfunktionen zu handhaben, was methodisch nicht unumstritten ist. Betrachtet man die gesamte Spannbreite der von den Autoren erzielten Ergebnisse, so sind diese durchaus konsistent mit den Ergebnissen des IPCC. Neu ist hier allerdings die deutliche Betonung auf die Werte am oberen Ende der Skala. Deren Eintreten muss in der Logik der Studie als potentiell möglich, aber nicht notwendig als wahrscheinlich angesehen werden.“

„Die erwähnten Anstiegsraten (des Meeresspiegels, Anm. d Red.) stellen deutliche Beschleunigungen gegenüber den heutigen Anstiegsraten dar. Bisher konnten solche Beschleunigungen nicht nachgewiesen werden.“

„Um den möglichen Folgen solcher rasanten Änderungen begegnen zu können, wären entsprechende Monitoring-Programme sinnvoll, um Änderungen frühzeitig nachzuweisen und entsprechend handeln zu können. Inwieweit und welche konkreten Maßnahmen dann sinnvoll wären, kann nicht pauschal beantwortet werden, sondern hängt von den Gegebenheiten an den jeweiligen Orten ab. Hier sind lokale und regionale Betrachtungsweisen und Lösungen notwendig und sinnvoll.“

„Die Studie erwähnt, dass für einen Temperaturanstieg von zwei Grad im globalen Mittel im Jahr 2040 90 Prozent der weltweiten Küstengebiete einen Anstieg von mehr als 20 Zentimetern zu erwarten haben. Diese Zahlen werden im Text nicht durchweg konsistent verwendet. Insofern sind die betreffenden Aussagen aus dem zur Verfügung stehenden Material nicht vollständig einzuschätzen. Heutige Küstenschutzstrategien an Nord- und Ostsee berücksichtigen Sicherheitsreserven und Zuschläge für den Klimawandel. Wichtig ist auch hier ein umfassendes Monitoring, um auf zukünftige Veränderungen zeitnah reagieren zu können.“

„Auswirkungen des Klimawandels sind auch immer regional zu sehen. Ein Bewohner in Bayern wird diese Frage sicher anders beantworten, als ein Norddeutscher mit Grundstück hinterm Deich.“

Prof. Dr. Angelika Humbert

Leiterin der Sektion Glaziologie im Fachbereich Geowissenschaften, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven

„Modelle für den Massenverlust der Eisschilde versuchen (anders als diese Studie, Anm. d. Red.) die Dynamik in den Modellen deterministisch abzubilden. Das heißt, jeder Prozess basiert auf einer physikalischen Beschreibung. Ungenauigkeiten kommen zustande durch ungenügende Kenntnis und Beschreibung der Prozesse im Modell (Beispiel: das Kalben von Eisbergen, wie auch in der Studie erwähnt), Ungenauigkeiten in den Parametern und der Auflösung der Modelle.“

„Diese Studie hingegen nutzt einen probabilistischen Ansatz, der auf den heutigen Beiträgen der einzelnen Komponenten (Antarktis, Grönland etc.) zum Meeresspiegel beruht und diese anhand von Wahrscheinlichkeitsdichtenverteilungen für zukünftige Temperaturen skaliert. Das ist neben den deterministischen Modellen eine plausible und legitime Möglichkeit, Projektionen zu berechnen und schlicht ein anderer Umgang mit Unsicherheit. Ich gehe mit meiner Gruppe den Weg, deterministische Modelle zu verbessern und so die Unsicherheiten zu reduzieren. Durch die Komplexität des Problems sind Unsicherheiten der Projektionen des zukünftigen Verlusts von Eismassen in deterministischen Eismodellen heute noch relativ hoch, wenn sie sich auch im vergangenen Jahrzehnt verbessert haben. Daher ist diese zweite Methode der Abschätzung der regionalen Meeresspiegeländerungen eine weitere wichtige Quelle.“

„Konkrete Projektionen machen immer nur in Verbindung mit der Betrachtung der Basis der Modelle Sinn: Mit heutigem Kenntnisstand der Eismodelle können wir diese Projektionen geben, mit dieser Unsicherheit. Dessen muss man sich immer bewusst sein.“

„Die Wahl des RCP8.5-Szenarios (RCP: Representative Concentration Pathway; vier für den 5.IPCC-Bericht vorgestellte Szenarien zur künftigen Entwicklung des Treibhauseffektes, Anm. d. Red.) ist der eigentliche Kernpunkt für die Bewertung der Ergebnisse. Die Autoren argumentieren damit, dass die aktuellen Emissionen RCP8.5 entsprechen. Ihre Studie zeigt daher eine weitere Abschätzung der Auswirkung in diesem Worst-Case-Szenario. Mit COP21 (UN-Klimakonferenz in Paris 2015, Anm. d. Red.) hat sich die Weltgemeinschaft auf ein Ziel geeinigt, das explizit nicht dem Pfad von RCP8.5 folgen wird – wenn dieses Ziel denn erreicht wird. Diese Studie zeigt daher vor allem eines: wenn die Klimaschutzziele nicht umgesetzt werden und daraus resultierend RCP8.5 eintritt, dann sind die von den Autoren projizierten Meeresspiegel- und Temperaturänderungen mit der entsprechenden Wahrscheinlichkeit zu erwarten. Die Einschätzung dieser Studie geht daher anhand der Frage ‚Wie wahrscheinlich ist RCP8.5?’ und das geht einher mit dem Weg, den die Gesellschaft einschlägt.“

Prof. Dr. Mojib Latif

Leiter des Forschungsbereiches Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Kiel

„Es handelt sich um eine detaillierte Analyse der einzelnen Beiträge (Wärmeausdehnung, Meeresströmungen, Gletscherschmelze, Gravitationseffekte, etc.) zum regionalen Meeresspiegelanstieg und deren Unsicherheiten. Die Autoren verfolgen einen Wahrscheinlichkeitsansatz, um das Risiko für einen bestimmten Anstieg an einer bestimmten Küste zu berechnen. Die Kommunikation der Ergebnisse ist meiner Meinung nach etwas irreführend, Begriffe wie „95th percentile upper limit“ verstehen nur Fachleute. Im Klartext: Die Zahlen für Anstiege um zwei Meter, die am Ende des Abstracts stehen, sind sehr unwahrscheinlich aber auch nicht komplett auszuschließen.“

„Die Methodik der Studie ist in der Wissenschaft nicht neu, sie wurde aber bisher nicht für den Meeresspiegel angewendet. Insgesamt muss man sagen, dass es sich bei den regionalen Unterschieden in Sachen Meeresspiegelanstieg um eine Art ‚Wildcard’ handelt. Es gibt einfach zu viele Faktoren, die hier eine Rolle spielen, und jeder einzelne Faktor ist im höchsten Maße unsicher. Das betrifft insbesondere die Rate, mit der die kontinentalen Eisschilde Grönlands und der Antarktis schmelzen werden.“

„Es gibt heute bereits Regionen, in denen der Meeresspiegel um zehn Millimeter pro Jahr steigt, dreimal schneller als im weltweiten Durchschnitt mit etwa 3,4 Millimetern pro Jahr. Hier wäre zum Beispiel der westliche tropische Pazifik zu nennen, der in der Tat seit Beginn der Satellitenmessungen Anfang der 1990er Jahre einen derart schnellen Anstieg zu verzeichnen hatte. Die Ursache ist jedoch unklar. Es könnte sich sowohl um eine natürliche Schwankung handeln als auch um eine Folge des Klimawandels. Der Meeresspiegelanstieg führt schon heute zu massiven Problemen an vielen Küsten. Miami beispielsweise leidet bereits unter den Folgen und ist die Stadt in den USA, die am stärksten vom Meeresspiegelanstieg betroffen sein wird.“

„Der in der Studie prognostizierte Anstieg von mehr als 20 Zentimetern für 90 Prozent der weltweiten Küstengebiete bis ins Jahr 2040 bezieht sich auf das Niveau im Jahr 1880. Im weltweiten Durchschnitt ist der Meeresspiegel bereits um 20 Zentimeter gestiegen. Nimmt man die gegenwärtige Rate von ca. 3,4 Millimetern pro Jahr und berücksichtigt die Beschleunigung während der beiden vergangenen Jahrzehnte, verwundert die Aussage nicht.“

„Der Meeresspiegelanstieg wird in vielen Ländern zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führen und vermutlich Migrationsbewegungen auslösen. Das allein wäre ein Desaster. Aber auch die anderen Folgen des Klimawandels wie mehr Hitzewellen, Dürreperioden oder Starkniederschlagsereignisse wären kaum beherrschbar. Es gibt Grenzen der Anpassung. Ein ungebremster Klimawandel wäre in vielerlei Hinsicht katastrophal und würde darüber hinaus die Sicherheitsstruktur auf der Erde komplett verändern. Gewinner wird es keine geben.“

Dr. Ingo Sasgen

Wissenschaftler in der Sektion Paläoklimadynamik im Fachbereich Klimawissenschaften, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven

„In der Studie wurden die Unsicherheiten des Meeresspiegelanstiegs durch die schrumpfenden Eisschilde entsprechend neuester Erkenntnisse neu bewertet. Es ist bekannt, dass der Meeresspiegel in der vergangenen Warmzeit vor ca. 120.000 Jahren mehrere Meter höher war als er heute ist - sehr wahrscheinlich durch weniger Eis in der Antarktis. Erst kürzlich konnte dieses Minimum numerisch simuliert werden. Dabei reagierte das antarktische Eisschild empfindlicher und schneller auch auf zukünftige Erwärmungen als bisher angenommen [1]. So ein plötzlicher Eisrückgang muss nicht eintreten. Aber die Möglichkeit verursacht eine große Unsicherheit in den Meeresspiegelprojektionen, gerade zu höheren Werten hin, was die neue Studie nun abbildet.“

„Die Studie verfolgt einen statischen Ansatz für die Projektion des Meeresspiegels, wobei die einzelnen Beiträge der Meeresspiegeländerung auf der Kompilation verschiedenster Modellergebnisse basieren (Ozeanerwärmung, Eisverluste in den Polarregionen, usw.). Viele dieser Beiträge sind für die heutige Zeit gut bekannt und numerisch nachvollzogen. Sie sind aber sehr unsicher in Zukunftsszenarios. Beispielsweise die Entwicklung der großen Eisschilde durch das komplexe Wechselspiel zwischen Eis, Atmosphäre, Ozean und Felsuntergrund. Die Studie bemüht sich nun um eine breite Basis an eingehenden Modellsimulationen und berechnet daraus den Bereich, in dem der Meeresspiegelanstieg wahrscheinlich liegen wird. Basierend auf Modellergebnissen und heutigen Daten ist das eine sinnvolle und aussagekräftige Methode.“

„Die in der Studie genannte Beschleunigung des Meeresspiegelanstiegs unter RCP8.5 (RCP: Representative Concentration Pathway; vier für den 5.IPCC-Bericht vorgestellte Szenarien zur künftigen Entwicklung des Treibhauseffektes, Anm. d. Red.) entspricht den Ergebnissen des 5. Sachstandsberichts des IPCC [2]. Das neue an dieser Studie ist, dass sie, basierend auf neuen Modellergebnissen und einem besseren Prozessverständnis, einen weiteren Bereich des Möglichen berücksichtigt und regional auswertet. Ob man der Entwicklung vor Ort begegnen kann, kann sehr unterschiedlich sein – regionale Klimaeffekte und Küstenschutz sind Gegenstand der Forschung. Entscheidend wird die Häufigkeit von Sturmfluten und das damit verbundene Schadensrisiko sein. Auf jeden Fall muss über Kosten und Nutzen von Gegenmaßnahmen lokal entschieden werden.“

„Die Autoren schätzen für die Nordsee (hier: Mittel Amsterdam, Hamburg, Cuxhaven) einen Anstieg von ca. 25 Zentimetern bis zum Jahr 2048, 66 Zentimeter bis zum Jahr 2080) und 91 Zentimeter bis ins Jahr 2100 im Szenario RCP8.5. Allerdings sind diese Werte zunehmend unsicher. Für die genannten Jahre im Mittel ±10 Zentimeter, ±40 Zentimeter und ±70 Zentimeter. Die wachsende Unsicherheit gründet vor allem auf der bisher schwer zu vorherzusagenden Entwicklung des Antarktischen Eisschilds. Hinzu kommt, dass der antarktische Beitrag vor allem in den dicht besiedelten Küsten der mittleren Breiten zum Tragen kommt. Das liegt daran, dass in der Nähe der schrumpfenden Eisschilde in Grönland und der Antarktis die Schwerkraft sinkt. Das Wasser wird dort weniger angezogen als in anderen Erdteilen, wo der Meeresspiegelanstieg daher über dem globalen Mittelwert liegt.“

„Die Bedeutung des Meeresspiegelanstiegs im Vergleich zu den anderen Auswirkungen des Klimawandels wird regional sehr unterschiedlich zu bewerten sein. Darum ist es wichtig die globalen RCPs regional und lokal abzubilden. Und möglichst alle Einflüsse, von Extremwetterereignissen, über die Stadtplanung bis zur gesellschaftlichen Entwicklung mit zu berücksichtigen.“

Prof. Dr. Anders Levermann

Professor für die Dynamik des Klimasystems, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Potsdam

„Die Studie konzentriert sich auf den Meeresspiegelanstieg bei zwei Grad Erwärmung und damit um die Küstenschutzmaßnahmen, die wir selbst bei Einhaltung des Paris Abkommens zu bewältigen haben.“

„Die Studie liefert nicht nur den wahrscheinlichen globalen Meeresspiegelanstieg, sondern gibt die Informationen, die für den Küstenschutz von besonderer Bedeutung sind.“

„Die Studie liefert die Wahrscheinlichkeitsverteilung des regionalen Meeresspiegelanstiegs weltweit bei Einhaltung des Pariser Klimaabkommens.“

„Die Studie liefert die Grundlage für eine regionale Risikoabschätzung und damit die Grundlage für die notwendigen weltweiten Anpassungsmaßnahmen an den Küsten der Welt.“

„Die verwendeten Projektionen liegen im Rahmen bisheriger Projektionen, auch unserer eigenen. Es ist nicht auszuschließen, dass wir, vor allem aus der Antarktis, in der Zukunft noch Überraschungen zu erwarten haben. Aber derzeit sind die Projektionen, die hier verwendet werden, konsistent mit unserem derzeitigen Wissensstand.“

„Wir haben im 5.Sachstandsbericht des IPCC bereits beschrieben, dass der Meeresspiegelanstieg dieses Jahrhunderts wesentlich schneller sein wird als der des vergangenen Jahrhunderts. Die Anpassungsmaßnahmen werden kostspielig, sind aber in weiten Teilen technisch machbar. Entscheidend ist, dass die regionalen und nationalen Regierungen und Verwaltungen den Meeresspiegelanstieg kennen und ernst nehmen, wenn Schaden von der Bevölkerung abgewendet werden soll.“

„An der Nordseeküste ist der beobachtete Meeresspiegelanstieg derzeit etwa doppelt so groß wie im globalen Mittel. Das liegt an einem Absinken großer Teile der Küsten in Folge der vergangenen Eiszeit. Daher ist für die Nordseeküste auch in der Zukunft ein stärkerer Anstieg zu erwarten als im globalen Mittel. In den vergangenen 100 Jahren ist der Meeresspiegel weltweit um etwa 19 Zentimeter angestiegen. Die Studie sagt, dass 90 Prozent der Küstengebiete den gleichen Anstieg jetzt mehr als doppelt so schnell erfahren werden. Entsprechende globale Anpassungsmaßnahmen sind notwendig.“

„Bis zum Jahr 2040 erreicht die globale Erwärmung zwei Grad. Wenn wir mit dem Ausstoß von Treibhausgasen so weitermachen wie bisher, wird die Erwärmung bis zum Jahr 2100 auf fünf Grad ansteigen. Wenn wir das Pariser Abkommen einhalten und eine Dekarbonisierung in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts erreichen, können wir die Zwei-Grad-Grenze auch auf lange Sicht einhalten.“

"Bei ungebremstem Ausstoß von Treibhausgasen erwarten wir Klimafolgen, die weit über die Probleme, die der Anstieg des Meeresspiegels darstellt, hinausgehen."

Mögliche Interessenkonflikte

Alle: Keine angegeben.

Primärquelle

Jevrejeva, S. et. al. (2016): Coastal sea level rise with warming above 2 °C. PNAS. DOI: 10.1073/pnas.1605312113

Literaturstellen, die von den Experten zitiert wurden

[1] DeConto, R. M., Pollard, D. (2016): Contribution of Antarctica to past and future sea-level rise. Nature; 531(7596), 591-597. DOI:10.1038/nature17145

[2] Stocker, T. et al. (2013): IPCC, 2013: climate change 2013: the physical science basis. Contribution of working group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Chapter 13, Abb. 13.11 b