Globale Meeresgezeiten

Heute sind die Gezeitenbewegungen der Ozeane einfach zu beobachten, aber nicht weniger einfach zu interpretieren. Hätte unser Planet keine Kontinente, wären die Gezeiten wie halbkugelförmige Wassererhebungen, die sich mit Sonne und Mond nach Westen bewegen. Die Animation im Video zeigt die Gezeiten als ein komplexes System aus rotierenden, gefangenen und gemischten Wellen. Nur in den Gebieten um die Antarktis können die Wellen ungehindert nach Westen laufen. Aber auch dort ist ein komplexes Muster zu erkennen: Die Wellen laufen hauptsächlich von Norden her zusammen, während andere sich unter dem antarktischen Schelfeis nach Norden oder Süden abspalten.
Es ist zu erkennen, dass die Wellen im Nordatlantik hauptsächlich gegen den Uhrzeigersinn rotieren, mit kleineren Amplituden in der Mitte des Ozeans und höheren Amplituden an den Rändern, insbesondere entlang der Küsten Nordwesteuropas und Großbritanniens, während um das neuseeländische Territorium „gefangene“ Wellen zu sehen sind, die eine Flut auf der einen Seite der Inseln und eine gleichzeitige Ebbe auf der anderen Seite verursachen.
Die Altimetersatelliten Topex/Poseidon und Jason wurden speziell für sehr komplexe Beobachtungen und Aufzeichnungen wie die Bewegungen des steigenden und fallenden Meeresspiegels entwickelt. Dank der jahrelangen, geduldigen Datenerfassung konnten die Wissenschaftler die Signale der einzelnen Meeresstandorte genauer analysieren, um die Gezeitencharakteristiken zu bestimmen. Dank der „nahezu perfekten“ Kenntnis der Bewegung von Sonne und Mond ist es nun möglich, die Gezeiten an jedem Ort vorherzusagen.
HINWEIS: Die Daten, die zur Erstellung dieser Visualisierung verwendet wurden, beziehen sich auf einen etwas längeren Zeitraum als einen normalen Erdentag. Der Gezeitenstand wurde „übertrieben“ dargestellt, um die Gezeitenschwankungen auf der ganzen Welt besser zu veranschaulichen.
Häufig gestellte Fragen
Er wird im Allgemeinen als „Anstieg der Meeresoberfläche aufgrund eines absoluten globalen Anstiegs des Meeresspiegels“ definiert, kann aber auch als „relativer Anstieg in Bezug auf die lokale Landmasse“ bezeichnet werden (die wiederum entweder sinken oder steigen kann). Der Ausdruck wird im Allgemeinen mit den erwarteten Veränderungen des Meeresspiegels aufgrund des Treibhauseffekts (im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung) in Verbindung gebracht und angewendet.
Zunächst einmal gibt es den lokalen mittleren Meeresspiegel (LMML), der definiert ist als „die Höhe des Meeres im Verhältnis zu einem Referenzpunkt an Land, gemittelt über einen Zeitraum (z. B. einen Monat oder ein Jahr), der lang genug ist, um sicherzustellen, dass die durch Wellen und Gezeiten verursachten Schwankungen gedämpft werden“.
Allerdings müssen dann einige Korrekturen vorgenommen werden, um die vertikalen Bewegungen des Bodens zu berücksichtigen, die in der gleichen Größenordnung (mm/Jahr) liegen können wie die Schwankungen des Meeresspiegels; dabei ist auch zu berücksichtigen, dass einige Bodenbewegungen durch das isostatische Gleichgewicht verursacht werden, das sich nach dem Abschmelzen der Eiskappen am Ende der letzten Eiszeit allmählich im Erdmantel wieder einstellt.
Anfänglich drückt das Gewicht der Gletschermassen den Boden auf niedrigere Höhen, doch mit dem Abschmelzen der Gletschermassen gewinnt der Boden langsam seine ursprüngliche Höhe zurück. Meeresströmungen und lokale thermische Schwankungen der Ozeane sind weitere Elemente, die die LMML verändern können.
Zweitens gibt es eustatische Schwankungen (im Gegensatz zu den lokalen Schwankungen): Hierbei handelt es sich um globale Veränderungen des Meeresspiegels, die sich aus Volumenschwankungen auf der Ebene der einzelnen Ozeanbecken oder aus Schwankungen des Wasservolumens in den Weltmeeren ergeben.
Der Meeresspiegelanstieg kann folgende Ursachen haben: (i) kurzfristige und periodische Schwankungen (Wellen, Gezeiten, Sturmfluten und jahreszeitliche Schwankungen); (ii) kurzfristige geologische Auswirkungen (Senkungen und Erdbeben); (iii) langfristige Veränderungen des Meeresspiegels, die durch den Austausch von Wassermassen oder thermische Ausdehnungen verursacht werden, sowie ganz allgemein durch langfristige geologische Auswirkungen; (iv) steigende Konzentrationen von Treibhausgasen, die durch die globale Erwärmung verursacht werden, sind eine weitere wichtige Triebkraft für den Anstieg der Wassermassen in den Ozeanen und die thermische Ausdehnung der Ozeane (beides sind wiederum wesentliche Komponenten des derzeitigen und künftigen Meeresspiegelanstiegs).
Meeresspiegel: eine kurze Geschichte.
- Der Meeresspiegel hat sich in den letzten 130/140.000 Jahren stark verändert, und zwar um mehr als 120 Meter. Man kann sagen, dass die jüngste, aber auch die größte Veränderung durch das Abschmelzen der Gletschermassen am Ende der letzten Eiszeit verursacht wurde. Diese große Schmelze führte zu einem Anstieg des Meeresspiegels um mehr als 120 Meter.
- Zwischen dem 1. Jahrhundert v. Chr. und 1800 n. Chr. kam es dagegen zu geringen Schwankungen, so dass der Meeresspiegel in den letzten Jahrtausenden stabil blieb.
- Danach kam es im 19. Jahrhundert zu einem weiteren Anstieg des Meeresspiegels mit einer besonders starken Beschleunigung zu Beginn des 20. Jahrhunderts.
- Heute steht dank präziser Satelliten-Altimetrie-Messungen fest, dass der Meeresspiegel seit Anfang der 1990er Jahre um etwa 3 mm/Jahr gestiegen ist. Es wird mit ziemlicher Sicherheit davon ausgegangen, dass diese Anstiegsrate in Zukunft noch weiter zunehmen kann.
Auf globaler Ebene:
Zwischen 1870 und 2004 ist der mittlere Meeresspiegel um 195 mm gestiegen und steigt auch heute noch ziemlich regelmäßig an (etwa 3 mm/Jahr). Schätzungen zufolge wird der Meeresspiegel bis zum Jahr 2100 in den meisten Teilen der Welt um durchschnittlich einen halben Meter ansteigen. Dieser Anstieg, selbst um 50 Zentimeter, könnte die Zerstörung ganzer Strände und eines großen Teils der Küstenlinien zur Folge haben.
Auf lokaler Ebene:
Für die Bewohner von Inseln, insbesondere von solchen, die sehr niedrig über dem Meeresspiegel liegen (nur 2 bis 3 Meter über dem derzeitigen Meeresspiegel, z. B. Kiribati, Malediven und Tuvalu), würde ein Meeresspiegelanstieg von 50 Zentimetern zur Zerstörung bedeutender Landstriche durch Überschwemmung und Erosion führen. Die Trinkwasserversorgung vieler dieser Bevölkerungen würde sich durch das Eindringen des Salzkeils in ihre Grundwasserleiter drastisch verringern.
In jedem Fall wäre die Zahl der gefährdeten Menschen auf diesen Inseln zwar beträchtlich, aber unbedeutend im Vergleich zu den zig Millionen Menschen, die in den niedrig gelegenen Küstengebieten Südasiens (insbesondere an den Küsten Sri Lankas, Myanmars, Pakistans und Indiens) leben. Gebiete wie das Nildelta oder z. B. Bangladesch, die heute dicht besiedelt sind, könnten in Zukunft von Hunderttausenden von Menschen endgültig verlassen werden.
Die Gefahr eines Anstiegs des Meeresspiegels ist in den Gebieten besonders groß, die von Bodensenkungsphänomenen betroffen sind, die den relativen Anstieg des Meeresspiegels gegenüber dem Boden noch verstärken (z. B. die US-Küste des Golfs von Mexiko). Umgekehrt gibt es Gebiete auf der Erde, die vom Anstieg des Meeresspiegels weniger betroffen sind, weil dieser durch einen Anstieg des Bodenniveaus ausgeglichen wird. Ein Beispiel dafür ist Australien: Dieser große Kontinent hebt sich infolge des isostatischen Ausgleichs der Gletscher um etwa 0,3-0,4 mm/Jahr.
Durch Veränderungen des Meeresspiegels im Zusammenhang mit Extremereignissen oder, weniger ausgeprägt, durch Veränderungen des mittleren Meeresspiegels könnte der Anstieg des Meeresspiegels bald leichter wahrgenommen werden. Der Anstieg des Meeresspiegels könnte häufiger extreme Grenzen überschreiten, selbst wenn keine größeren Schwankungen der als „extrem“ geltenden Wetterbedingungen (z. B. tropische Wirbelstürme, die normalerweise sehr intensiv sind) zu verzeichnen sind. Diese Schwankung in der Häufigkeit von Extremereignissen wurde bereits in mehreren Gebieten beobachtet. Es stimmt zwar, dass eine höhere Häufigkeit von Extremereignissen von den lokalen Bedingungen abhängen kann, aber Extremereignisse, die heute einmal alle 100 Jahre auftreten, könnten bald (bis 2100) einmal alle paar Jahre auftreten.
Selbst wenn die Häufigkeit von Extremereignissen im nächsten Jahrhundert nicht signifikant oder in besonderer Weise (anomal) zunimmt, könnten das Leben und die Lebensgewohnheiten von Millionen von Menschen durch die direkten Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs beeinträchtigt und gestört werden. Um die Bedeutung der gegenwärtigen Schwankungen des Meeresspiegels herunterzuspielen, wurden (und werden) oft die großen Veränderungen des Meeresspiegels während der letzten Eiszeiten außer Acht gelassen.
Die Menschheit hat sich stets an Veränderungen angepasst, weil sie davon ausging, dass sie sich an künftige Veränderungen genauso anpassen kann, wie sie es in der Vergangenheit getan hat. In der Vergangenheit konnten die Bewohner einer Region, die durch starke und plötzliche Veränderungen des Meeresspiegels unwirtlich geworden war, ihre lebenswichtigen Güter leichter in andere, gastfreundlichere Gebiete transportieren als heute, wo sich die großen Infrastrukturen auf einem Niveau befinden, das sehr nahe am Meeresspiegel liegt (wie New York oder London), oder in Gebieten, die besonders gefährdet und „empfindlich“ sind, weil dort noch Millionen von Menschen leben (wie Vietnam oder Bangladesch), wo die Lösung in der Tat nicht mehr machbar oder sehr schwierig umzusetzen ist.
Bodenverluste durch Überschwemmungen (vor allem in niedrig gelegenen Gebieten), Erosion von Stränden und felsigen Landzungen sowie das Eindringen von Salzwasser in Grund- und Oberflächengewässer und ganz allgemein das Ansteigen des Grundwasserspiegels durch Stürme sind die offensichtlichsten physischen Auswirkungen und Schäden im Zusammenhang mit dem Meeresspiegelanstieg.

Schätzungen der Menschen, die im Jahr 2080 aufgrund des Anstiegs des Meeresspiegels und für bestimmte sozioökonomische Szenarien und Schutzmaßnahmen in Küstengebieten überflutet werden Quelle: UNEP: Global Outlook for Ice & Snow.
Im Allgemeinen können die Maßnahmen, die der Mensch ergreift, um seine Häuser vor dem wahrscheinlichen Anstieg des Meeresspiegels zu schützen, in Wirklichkeit unerwünschte Auswirkungen sowohl auf die Strände und Wasserwege als auch allgemein auf die Umwelt oder die öffentliche Nutzung der Küstenlinie selbst haben. In der Vergangenheit haben die Eigentümer von Grundstücken und Häusern an Sandküsten im Laufe der Jahrzehnte verschiedene Arten von Mauern errichtet, um die Erosion zu stoppen.
Obwohl diese Strukturen das Eigentum wirksam schützen, können sie gleichzeitig die Präsenz der umliegenden Strände, die eigentlich dem Schutz der gesamten Küste und ihrer Umwelt dienen, zunichte machen. Die Strände sind nämlich eine wichtige natürliche Ressource, die durch das Anlocken von Touristen, die im Allgemeinen an Bade- und Fischereiaktivitäten interessiert sind, beträchtliche Einnahmen erzielen kann und ein bedeutendes Naturkapital darstellt, auf das man nicht verzichten sollte!
Leider kann die Bodensenkung, die durch die Verdichtung von Sedimenten infolge anthropogener Aktivitäten (so genannter „menschlicher Aktivitäten“) entsteht, z. B. durch die Entnahme großer Mengen Grundwasser (und/oder sogar Öl), erheblich zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen, mit allen sich daraus ergebenden Folgen.
Leider werden die meisten Fälle, in denen der Anstieg des Meeresspiegels negative Auswirkungen auf die Umwelt hat, direkt von anthropogenen Aktivitäten beeinflusst, die in der Regel entlang der Küsten stattfinden (z. B. der Bau von Dämmen entlang von Flüssen), die die Zufuhr von Sedimenten in die Küstengebiete verringern und die Möglichkeit von Küstenerosion erhöhen.
Die Anfälligkeit für die Verfügbarkeit von Trinkwasserressourcen kann durch die Übernutzung von Grundwasser bei gleichzeitigem plötzlichem Anstieg des Meeresspiegels zunehmen. Die Verschlechterung (aufgrund von Aushub- und Bautätigkeiten) natürlicher Küstenschutzstrukturen (wie Dünen und Mangrovenwälder) kann die Folgen des Meeresspiegelanstiegs ebenfalls negativ verstärken, da ihre natürliche Schutzfunktion verringert wird.
Was den Anstieg des Meeresspiegels in letzter Zeit stark beeinflusst hat, sind der Klimawandel und die globale Erwärmung. Die Hauptursache für die globale Erwärmung (wie wissenschaftlich bewiesen) ist der Anstieg der Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre, der wiederum durch menschliche Aktivitäten verursacht wird. Daher kann man leider sagen, dass die Ursachen für den Anstieg des Meeresspiegels eng und hauptsächlich von menschlichen Aktivitäten (den so genannten „anthropogenen Aktivitäten“) beeinflusst werden. Um die Auswirkungen des Klimawandels zu minimieren, muss die Menschheit daher ernsthaft damit beginnen, ihren eigenen Lebensstil zu ändern, und zwar so schnell wie möglich, um die Menge der bisher ausgestoßenen Treibhausgase zu reduzieren.
Auf jeden Fall. Der Anstieg des Meeresspiegels ist nicht nur von zentraler Bedeutung für die Identifizierung, sondern auch für ein besseres Verständnis, eine bessere Beschreibung und eine bessere Vorhersage des Klimawandels als Ganzes. Leider haben die Ozeane im 20. Jahrhundert mehr als 80 Prozent der Wärme gespeichert, die die Erde erwärmt hat. In Zukunft (im 21. Jahrhundert) wird der Anstieg des Meeresspiegels zunehmend durch die thermische Ausdehnung der Ozeane (die eben durch diese Wärmespeicherung verursacht wird) und durch die Veränderung des Volumens von Gletschern und Eiskappen (Schmelzen) beeinflusst werden; das Phänomen des so genannten „Abschmelzens“ der Eiskappen gibt Anlass zu wachsender Sorge. Im Gegenteil, das so genannte „Abschmelzen“ der Eiskappen gibt zunehmend Anlass zur Besorgnis. Dieses Phänomen tritt heute noch häufiger und schneller auf als in der Vergangenheit: In Zukunft werden die Eiskappen der Antarktis und Grönlands über einen längeren Zeitraum hinweg wahrscheinlich die Hauptverantwortlichen für den Anstieg des Meeresspiegels sein.
Aufgrund der thermischen Ausdehnung der Ozeane ist es wahrscheinlich, dass der Meeresspiegelanstieg nur die Hälfte des für das Jahr 2500 prognostizierten Wertes erreichen würde, wenn die Treibhausgasemissionen von jetzt an bis mindestens zum Ende des 21.
Es liegt auf der Hand, dass jetzt zu handeln bedeutet, den Schaden zu begrenzen. Die negativen Auswirkungen des Anstiegs des Meeresspiegels könnten verringert werden, wenn Maßnahmen zur Minimierung der Treibhausgasemissionen ergriffen würden und gleichzeitig ein ökologisch nachhaltigerer Lebensstil eingeführt würde, und zwar noch „deutlicher“ als gestern!
Die globale Erwärmung und der damit verbundene Anstieg des Meeresspiegels müssen bei der künftigen Raumplanung berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass sich die lokalen Gemeinschaften an die Folgen des Meeresspiegelanstiegs in Zukunft anpassen können. So werden beispielsweise der Bau von „Schutzwällen“ entlang der Küste und die Errichtung neuer städtischer Gebiete, die weit von den als „gefährdet“ eingestuften Gebieten entfernt sind, zunehmend zu echten technischen/baulichen „Grundsätzen“ werden müssen, die es zu beachten gilt.
Angesichts des zu erwartenden Anstiegs des Meeresspiegels ergreifen Staaten, Regierungen und ganz allgemein Gemeinden (vor allem Küstengemeinden) und Privatpersonen, Besitzer von Häusern und Grundstücken in Meeresnähe, bereits jetzt Maßnahmen, um Sand an die Strände zu transportieren, um die drohende Meereserosion abzuwenden. Private Eigentümer verstärken zum Beispiel bestehende Strukturen, indem sie sie in einigen gefährdeten Gebieten erhöhen, und zwar weil sie durch niedrigere Versicherungsprämien für das Hochwasserrisiko „ermutigt“ werden.
Die Küstenstädte sollten Maßnahmen ergreifen, die es der Bevölkerung ermöglichen, im Falle eines Anstiegs, auch eines plötzlichen Anstiegs des Meeresspiegels, ins Landesinnere abzuwandern, und es stimmt auch, dass einige Staaten bereits den Bau neuer Häuser in Gebieten verbieten, die in den nächsten 30-60 Jahren erodiert werden könnten. Kurzum, die Prävention beginnt zu greifen.
Was speziell die Versalzung der Trinkwasserressourcen betrifft, so verwenden heute fast alle Behörden, die die Wasserressourcen verwalten, um einer übermäßigen Versalzung entgegenzuwirken, in Trocken- und Dürreperioden Trinkwasser aus Rückhaltebecken. Um dem Anstieg des Meeresspiegels entgegenzuwirken, könnte es sinnvoll sein, in der Regenzeit auf einen größeren Vorrat an Trinkwasser zurückzugreifen, damit in den Trockenperioden gegebenenfalls mehr Wasser verteilt werden kann.
Andere Probleme im Zusammenhang mit der Wasserbewirtschaftung (wie z. B. die Verhinderung von Überschwemmungen) könnten es hingegen erschweren, Wasser zu sparen, um mit noch längeren Trockenperioden fertig zu werden. Es ist daher verständlich, wie die Auswirkungen des Klimawandels auf die lokale Hydrologie den Salzgehalt infolge des steigenden Meeresspiegels ausgleichen oder erhöhen könnten.
Der Anstieg des Meeresspiegels ist das Ergebnis von Prozessen, die sich über viele Jahre hinziehen. Es sind sehr langsame Prozesse. Wenn man also vor allem den Anstieg des Meeresspiegels fürchtet, sollte man sich rechtzeitig auf die Folgen dieses Anstiegs vorbereiten. Anpassung“ ist die wirksamste Einzelmaßnahme, um die durch den Anstieg des Meeresspiegels verursachten Verluste und Schäden zu minimieren.
Neben der „anpassung“ können und sollten auch Maßnahmen ergriffen werden, um die globale Erwärmung und den Klimawandel einzudämmen; Maßnahmen, die in nationale Politiken und bessere Lebensstile umgesetzt werden sollten. Glücklicherweise gibt es bereits verschiedene Sensibilisierungsprojekte und Maßnahmen zur Verringerung der Treibhausgasemissionen, mit denen die Öffentlichkeit informiert werden kann, z. B. Projekte, die eine Umstellung von fossilen Brennstoffen auf saubere alternative Energien vorsehen, oder auch die Einführung von Isoliersystemen in den Wohnungen der Menschen, um den Wärmeverlust und damit den Energieverbrauch zu verringern, oder ganz einfach das Zu-Fuß-Gehen und/oder Fahren mit Elektrofahrzeugen.
Ja, es gibt mehrere Karten, die uns über das Ausmaß der Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs auf die Küstengebiete informieren können, z. B. Überschwemmungskarten, die uns die Gebiete zeigen, die bei verschiedenen möglichen Szenarien des Meeresspiegelanstiegs dauerhaft unter dem Meeresspiegel liegen werden. Wenn Sie wissen möchten, wie diese Karten aussehen, können Sie die Website www.flood.firetree.net besuchen. Mit diesem Tool können Sie über das Dropdown-Menü in der oberen linken Ecke der Karte ein bestimmtes Niveau des Meeresspiegelanstiegs auswählen. Mit den Navigationsschaltflächen können Sie die Karte selbst verschieben, verkleinern oder vergrößern. Dies ist ein sehr interessantes, gut gemachtes, einfach zu bedienendes und intuitives Werkzeug.