264. Schmelzendes Eis und steigende Meere
Die Ozeanografin Kristin Richter spricht über menschgemachte und natürliche Gründe, die dazu geführt haben, dass die weltweiten Meeresspiegel im 20. Jahrhundert im Schnitt um 17 cm gestiegen sind.
Teil 1: Globale Verbindungen
Teil 2: Eisschilde als Wasserspeicher
Teil 3: Die Ursachen der Unterschiede
Teil 4: Kontinuierliche Messungen
Teil 5: Praktische Anwendungen
Inhalt
Teil 1
Beim Meeresspiegel denken wir oft einfach daran, wo trifft das Meer auf das Land. Diese Linie verändert sich durch Gezeiten, durch Sturmfluten, auch durch Klimaveränderungen. Die langfristige Veränderung des Meeresspiegels muss uns lokal nicht unbedingt auffallen, denn durch Gezeiten etc. gibt es große Unterschiede.
Global gleichen sich die kleinräumigen Schwankungen aber aus, wenn man die Meeresspiegel über alle Ozeane mittelt. Das heißt, dass man sehr gut sehen kann, das sich der Meeresspiegel auch global gesehen langfristig ändert, er steigt langsam an.
Zum einen durch die Ausdehnung des Meerwassers. Wenn sich Wasser erwärmt, dehnt es sich aus. Das Zweite ist, dass durch das Abschmelzen der Gletscher und Eisschilde dem Meer zusätzlich Wasser in Form des Schmelzwassers zugeführt wird. Abschmelzende Gletscher und Erwärmung des Wassers sind ungefähr zu gleichen Teilen für den Anstieg verantwortlich.
In den letzten 100 Jahren ist der Meeresspiegel global um etwa 15 cm gestiegen. Zu gleichen Teilen haben die Erwärmung des Meerwassers und Abschmelzen der Gletscher beigetragen. Es gibt aber noch kleinere Beispiele, zum Beispiel, dass der Mensch Dämme baut. Meer, das ins Wasser fließen würde, wird am Land zurückgehalten. Ein kleiner Faktor, der zu einer Absenkung des Meeresspiegels führts. Weitere Prozesse aber, zum Beispiel Entnahme von Grundwasser für Bewässerung oder Trinkwasser etc. Das ist ein positiver Beitrag zum Meeresspiegelanstieg, denn dieses Grundwasser, das eigentlich an Land gespeichert ist, wird letztendlich dem Meer zugeführt. Wir unterbrechen da sozusagen den natürlichen Wasserkreislauf. Das sind relativ kleine Beiträge, die zur Veränderung des Meeresspiegels beitragen.
Ich rede immer vom globalen Meeresspiegelanstieg. Damit kann der Küstenbewohner relativ wenig anfangen. Lokal kann dieser Anstieg sehr unterschiedlich ausfallen. Das hängt damit zusammen, dass sich Windsysteme verändern, Winde können Wasser im Meer hin -und hertransportieren, das ist ein großer Effekt. Beim Abschmelzen von Gletschern, dieses Schmelzwasser verteilt sich nicht gleichmäßig im Ozean, da gibt es große Unterschiede, und da gibt es natürliche Veränderungen im Meeresspiegel, die lokal sehr groß sein können, etwa El Niño, ein natürliches Klimaphänomen, das unter anderem auch mit Veränderung im Meeresspiegel einhergehen kann.
Wenn nun irgendwo sagen wir an der Küste Westamerikas absinkt, dann kann es sein, dass er an der Küste Ostasiens zunimmt. Man kann sich das ein wenig wie in der Badewanne vorstellen, wo das Wasser hin- und herschwappt. Auf der einen Stelle schwappt es nach oben, an der anderen unten. Wenn wir über die ganze Badewanne mitteln, gibt es keinen Unterschied. Wenn wir beim Bild der Badewanne bleiben, ist durch die globale Erwärmung der Wasserhahn immer ein bisschen offen, das heißt, es tröpfelt immer ein klein wenig Wasser in die Badewanne. Wenn nun das Wasser wirklich an beiden Seiten sehr viel hin- und herschwappt, fällt uns das nicht unbedingt sofort auf. Gerade wenn wir uns nur eine Seite der Badewanne anschauen, durch das Schwappen haben wir so große Unterschiede im Wasserstand, dass ein paar Millimeter durch den tropfenden Wasserhahn nicht unbedingt auffallen, wenn wir aber beide Seiten der Badewanne anschauen, mitteln sich diese Schwankungen heraus, aber dieses Tröpfeln kommt dann plötzlich zum Vorschein. Dann sehen wir, oh, der Wasserstand in der Badewanne steigt langsam an. So kann man das auch auf die Weltmeere übertragen.
Zusammenfassend kann man sagen, es tröpfelt, und wenn es vielleicht auch lokal nicht so sehr auffällt, steigt der globale Meeresspiegel. Und dann kann es dazu kommen, dass es in der Badewanne auf der einen Seite plötzlich überschwappt, was vorher nicht passiert ist, und das wäre schon eine Auswirkung des Meeresspiegelanstiegs, dass gerade extreme Wasserstände dann einfach häufiger auftreten und vielleicht auch zu größeren Schäden führen.
Teil 2
Ein wichtiger Beitrag zum Anstieg der Meere ist das Abschmelzen von Eis. Es gibt im Klimasystem verschiedene Arten von Eis. Zum einen das Meereis in der Arktis, der Nordpol. Man muss aber aufpassen, dass das Meereis schon im Wasser schmilzt im Ozean. Das heißt, wenn das Meereis schmilzt, und das tut es, trägt es nicht zum Meeresspiegelanteil bei. Es schwimmt bereits im Wasser, ob es das in fester oder flüssiger Form tut, ist nicht so wichtig.
Es gibt aber auch Eis in Form von Gletschern, besonders in den Alpen, es gibt aber auch wirklich sehr große Gletscher auch in Alaska, Kanada, Sibirien, im Himalaya und so weiter. Und dann gibt es die großen Eisschilde. Und der Unterschied ist, das sind kilometerdicke Eispanzer, die sich zum einen auf Grönland befinden, auf der Insel Grönland, und in der Antarktis, auf der antarktischen Insel.
Wie viel Wasser ist jetzt in diesem Landeis gespeichert? Da haben wir zum einen die Gletscher. Wenn man alle Gletscher der Welt schmelzen würde, würde der Meeresspiegel um weniger als einen halben Meter steigen. Das ist jetzt nicht wenig. Die österreichischen Gletscher sind für die Alpen als Ökosystem sehr wichtig, für den Tourismus, zum Meeresspiegelanstieg tragen sie weniger als 1 mm bei. Für den Meeresspiegel sind sie völlig unwichtig, dafür sind sie einfach zu klein.
Würde der grönländische Eisschild schmelzen, würde der Meeresspiegel 5-6 m steigen.
Wenn man das ganze antarktische Eisschild schmelzen würde, würde der Meeresspiegel um 60 m steigen. Das ist unglaublich viel Eis, das auf den Eisschilden auf Grönland und auf Antarktis gespeichert ist, in den Gletschern relativ wenig.
Im letzten Jahrhundert haben aber hauptsächlich die Gletscher zum Meeresspiegelanstieg beitragen. Man darf sie auf keinen Fall vernachlässigen, da sie kleiner sind können sie schneller auf Klimaveränderungen reagieren. Den gesamten grönländischen Eispanzer kann man jetzt nicht in 100, 200 und 300 Jahren schmelzen können, das dauert tausende von Jahren, auch in der Antarktis Trotzdem kann in den nächsten Jahrzehnten, Jahrhundert, kann der Verlust von Eis sehr stark zum Meeresspiegelanstieg beitragen.
Das Spezielle daran, das Eis schmilzt, dass es die Massenverteilung ändert. Das heißt, zunächst haben wir, nehmen wir das Beispiel Grönland. Wir haben unglaublich viel Eis, damit haben wir Masse auf den grönländischen Inseln. Das ist ein Eispanzer, der mehrere Kilometer dick ist. Die Verteilung der Masse auf der Erde beeinflusst auch das Schwerefeld, das Gravitationsfeld der Erde. Dadurch dass Masse verloren geht von Grönland, ändert sich auch das Schwerefeld der Erde. Grönland hat eine große Masse, deshalb auch eine große Anziehungskraft auf alles drumherum, auch auf die Wasseroberfläche, die sich frei bewegen kann, das Land kann das nicht. Durch die größere Anziehungskraft von Grönland bewegt sich das Wasser leicht auf Grönland zu. Es wird durch Grönland angezogen. Dadurch, dass Grönland an Masse verliert, sinkt die Anziehungskraft. Es zieht weniger Wasser an, es bewegt sich in entferntere Gegenden von Grönland weg. Das heißt, es ist nicht intuitiv, wenn Grönland an Masse verliert, wenn Eis schmilzt in Grönland, sinkt auch der Meeresspiegel um Grönland herum, denn durch die verminderte Anziehungskraft bewegt sich das Wasser in andere Gegenden.
Norwegen ist zum Beispiel nicht weit weg von Grönland. Nehmen wir an, das Eis in Grönland würde komplett schmelzen, was nicht so schnell passieren wird, aber nehmen wir an, der globale Meeresspiegel steigt um 5 m, weil Grönland schmilzt, würde man in Norwegen nichts mitbekommen, weil sich die Meeresoberfläche dem Schwerefeld anpasst, das bedeutet einfach, dass der Meeresspiegel in den Tropen, also weit weg von Grönland ansteigt, tropische Inseln wie zum Beispiel die Malediven würden mit einem Meeresspiegelanstieg von 5 m fertig werden müssen, und das geht einfach nicht, weil die Inseln nicht mehr als 1 Meter aus dem Meer hervor ragen.
Teil 3
Man hört nun oft, das Klima hat sich schon verändert, der Meeresspiegel hat sich oft verändert. Die Erde kann sich relativ zum Ozean anheben oder absinken. Das ist eine Sache, die hat aber nichts mit Klimaveränderung zu tun. Dann gibt es auch Vulkanausbrüche. Ein starker Vulkanausbruch kann feine Teilchen bis in die höhere Atmosphäre ausstoßen und dort agieren diese Teilchen für ein paar Jahre wie ein Sonnenschirm. Sonnenstrahlung wird reflektiert und kommt nicht auf der Erde an.
Es kann auch sein, und das ist wahrscheinlich auch so, dass durch diese kühleren Temperaturen auch Gletscher weniger stark abschmelzen und anwachsen.
Dann gibt es Klimaphänomene wie El Niño, die lokal, gerade im Pazifik, den Meeresspiegel beeinflussen können, aber global eine relativ geringe Auswirkung haben. Und dann gibt es den menschgemachten Meeresspiegelanstieg. Dadurch, dass wir immer mehr Treibhausgase in die Atmosphäre emittieren, steigt die globale Mitteltemperatur. Treibhausgase sind zum Beispiel CO2, Kohlendioxid, Methan oder auch Wasserdampf. Bei CO2 kann man wirklich eindeutig feststellen, dass der CO2-Gehalt in der Atmosphäre durch den Menschen durch Treibhausgasemissionen, durch das Verbrennen von fossilen Brennstoffen ansteigt.
Das Wasser wird wärmer, Gletscher schmelzen, der Meeresspiegel steigt. Dieser Prozess läuft langsam ab, aber stetig. Es addieren sich diese Beiträge auf. Auf kurzen Zeiträumen merkt man das nicht besonders, wenn man aber länger wartet, 50, 60 Jahre, dann merkt man schon, dass das Meer ansteigt. Das Sturmfluten stärker ausfallen, dass auch schwächere Stürme Sturmfluten hervorrufen können. Gerade schwächere Stürme treten häufiger auf, es gibt öfter größere Schäden durch den langfristigen Prozess des Meeresspiegelanstiegs.
Wie kann man den natürlichen Einfluss vom menschgemachten Einfluss unterscheiden. Unser Labor, das sind Klimamodelle, Computermodelle, die auf physikalischen Gesetzen basieren. In diesen Computermodellen können wir uns verschiedene Welten erschaffen. Was haben wir gemacht, wir haben uns Modellsimulationen angeschaut, in denen wir die vergangenen 150 Jahre reproduziert haben, wir wissen ungefähr, wie viele Treibhausgase haben wir ausgestoßen, wie viel Vulkanausbrüche gab es. Wir konnten damit den Meeresspiegelanstieg sehr gut rekonstruieren. Dann haben wir uns eine Welt angeschaut, in denen es den Menschen nicht gibt, wir haben simuliert, wie würde der Meeresspiegel sich verändern in dieser Welt. Und wir haben gesehen, dass dieser Meeresspiegel nicht mit dem beobachteten Meeresspiegel übereinstimmt.
Das heißt, wir brauchen wirklich den menschgemachten Treibhausgasausstoß und die Aerosole, um den beobachteten Anstieg zu erklären. Den ersten Teil des 20. Jahrhunderts können wir den Meeresspiegelanstieg noch relativ mit natürlichen Ursachen erklären, allerdings die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts, speziell ab 1970 haben wir gezeigt, dass 2/3 des Meeresspiegelanstiegs menschgemacht ist.
Wir können also wirklich sagen, dass wir in den letzten 30, 40 Jahren für einen großen Teil des Meeresspiegelanteils verantwortlich sind. Wenn man noch einen weiteren Schritt weitergehen würden, könnten wir noch die direkten Verursacher identifizieren. Das wäre ein Schritt in Richtung sozialer Gerechtigkeit. Denn die Verursacher, die Industrienationen, haben Mittel und Wege sich anzupassen, sie sind auch nicht jene, die von den Auswirkungen betroffen sind. Das sind hauptsächlich kleinere Inselstaaten und auch Anrainer in den Tropen und gerade diesen Ländern haben oft nicht Mittel und Wege, sich an die Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs anzupassen, an Überflutung, an Kontaminierung des Süßwasservorrats kleinerer Inseln und an heftigere Sturmfluten, und so weiter.
Teil 4