Zukunft

Die Höhe des Anstiegs ist nicht ausgemacht

Zur Abschätzung des zu erwartenden, global gemittelten Meeresspiegelanstieges im 21. Jahrhundert wird auf Klimamodelle zurückgegriffen, die auf die standardisierten Emissionsszenarien aufbauen. Dabei kommen gekoppelte Atmosphäre-Ozean-Klimamodelle sowie regionale Klimamodelle zum Einsatz. Letztere bieten die Möglichkeit, den nicht zu vernachlässigenden regionalen Variationen verschiedener Küstengebiete gerecht zu werden.

Von den Komponenten des Meeresspiegelanstieges ist für den weiteren Verlauf des 21. Jahrhunderts zunächst eine weitere Dominanz der thermischen Expansion der seichten Ozeanschichten und der Gletscher- und Eiskappenschmelze zu erwarten. Der große Beitrag der Gletscher- und Eiskappenschmelze wird gegen Ende des Jahrhunderts aufgrund des fortgeschrittenen Gletscherschwunds verloren gehen und die thermische Ausdehnung der seichten Ozeanschichten zur alleinigen Hauptkomponente des Meeresspiegelanstieges werden. Die tieferen Ozeanschichten werden weiterhin einen geringen, kontinuierlichen Beitrag liefern. Die genaue Quantifizierung ihres Beitrags ist noch mit Unsicherheiten verbunden, die nur durch vermehrte hochqualitative Messungen verringert werden können. Der Prozess der in die tieferen Ozeanschichten vordringenden Wärmewelle würde sich auch bei einem Abklingen der globalen Erwärmung fortsetzen.

Unsicherheitsfaktor Kalbungsrate

Große Unsicherheiten in den Zukunftsszenarien liegen noch im Verhalten der Inlandvereisungen der Antarktis und Grönlands. Grundlegende Ursache dieser Unsicherheiten ist das noch unvollständige Wissen über die für den Meeresspiegelanstieg entscheidenden Prozesse wie das Kalben der Ausflussgletscher der Eischilde in die Ozeane (Abb. 1 und 2). Die Massenbilanzen der Eisschilde sind momentan noch mit großen Fehlerbalken versehen. Erst durch ein detailliertes Prozessverständnis kann man diese Prozesse in Modelle packen und somit wissenschaftlich legitime Zukunftsszenarien berechnen.

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Abb. 1: Links: Ein ins Meer kalbender Gletscher in Ostgrönland zwischen Scoresbysund und Zackenberg (Hynek B., ZAMG). Rechts: Der Prozess des Kalbens selbst, festgehalten beim Kronebreen im Nordwesten Spitzbergens (Buras A., University Centre in Svalbard).

18 cm oder 2 m?

Im Bewusstsein dieser Probleme wurde im letzten IPCC-Bericht aus dem Jahr 2007 eine 95 %-ige Wahrscheinlichkeit eines mittleren Meeresspiegelanstiegs zwischen 18 und 59 cm im 21. Jahrhundert angegeben. Dieser weite Unsicherheitsbereich begründet sich nicht nur durch mangelndes Prozessverständnis der Anstiegsursachen sondern auch durch die unterschiedlichen Emissionsszenarien sowie die Unsicherheit der Klimamodellierung selbst. Für den noch in den Modellen überhaupt nicht vertretenen Prozess eines Ansteigens der Kalbungsraten aufgrund einer verstärkten Eisdynamik der Eisschilde wurde im IPCC-Bericht ein möglicher zusätzlicher Meeresspiegelanstieg von 10 bis 20 cm abgeschätzt. Vergleicht man das mit den Zahlen jüngerer Arbeiten, so bewegen sich die Annahmen des IPCC im unteren Bereich. Pfeffer u.a. (2008) berechneten unter der Annahme einer beschleunigten Eisdynamik einen maximal möglichen Meeresspiegelanstieg zwischen 0,8 und 2 m bis zum Jahr 2100. Die Berechnungen von Jevrejeva u.a. (2010) liefern einen Meeresspiegelanstieg bis 2100 zwischen 0,6 und 1,6 m.

Hunderte Millionen Menschen sind unmittelbar betroffen

Bedenkt man, dass weltweit etwa 160 Millionen Menschen in Regionen leben, die sich weniger als 1 m über dem Meeresspiegel befinden, so lassen sich die globalen Konsequenzen in etwa erahnen. Das Auftreten von etwa 100- oder 1.000-jährigen Flutwellenereignissen wird sich dem Meeresspiegelanstieg entsprechend häufen. Für die Adaptierung von Küstenschutzbauten ist es daher etwa eine entscheidende finanzielle Frage, die weltweit über Milliardenbeträge entscheidet, ob sie um 0,2, 0,6 oder sogar 1 m erhöht werden müssen.

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Abb. 2: Zwei der gigantischen Eisberge, die vom Sermeq Kujalleq (Jakobshavn Isbræ) bei Ilulissat in Westgrönland ins Meer gekalbt sind. Dieser größte aller grönländischen Eisbergproduzenten hat in Jahren 2004 und 2005 seine Fließgeschwindigkeit fast verdoppelt und dadurch dazu beigetragen, dass man auf die Probleme der Eisdynamik der Eisschilde aufmerksam wurde. Die Frage, ob die Ursache dieser Beschleunigung die derzeitige Klimaerwärmung ist, kann nicht vollständig beantwortet werden (Böhm R., ZAMG).

Insgesamt ist der breite Unsicherheitsbereich für diese vielleicht ernsthafteste aller Folgeerscheinungen des Klimawandels im Hinblick auf die notwendigen Anpassungsmaßnahmen unbefriedigend. Auf Seiten der Wissenschaft wird daher zurzeit mit Nachdruck an den offenen Fragen wie der Eisdynamik der Antarktis und Grönlands gearbeitet. Jüngste Veröffentlichungen von Messdaten und dazugehörigen Modellrechnungen geben bezüglich der Gefahr von katastrophalen Eisausbrüchen auf Grönland oder eines plötzlichen Aufschwimmens des unterhalb der Meeresoberfläche aufsitzenden westantarktischen Eisschildes eine vorsichtige Entwarnung. Auf die Fachliteratur zu diesem spannenden Stück Wissenschaftsgeschichte wird besonders hingewiesen.

 

Literatur:

Bamber J., Riva R.E.M., Vermeersen B.M.A, LeBrocq A.M. (2009): Reassessment of the potential sea-level rise from a collapse of the West Antarctic Ice Sheet. Science 324, 901–903, doi:10.1126/science.1169335

Church J.A., Woodworth P.L., Aarup T., Wilson W.S. (Hg.) (2010): Understanding sea-level rise and variability. Chichester: Wiley-Blackwell, 428 Seiten, ISBN 978-1-4443-3452-4

Holgate S.J., Woodworth P.L. (2004): Evidence for enhanced coastal sea level rise during the 1990s. Geophysical Research Letters 31, doi:10.1029/2004GL019626

Holgate S., Jevrejeva S., Woodworth P., Brewer S. (2007): Comment on “A semi-empirical approach to projecting future sea-level rise”. Science 317, 1866b, doi:10.1126/science.1143286

Holland D.M., Thomas R.H., de Young B., Ribergaard M.H., Lyberth B. (2008): Acceleration of Jakobshavn Isbræ triggered by warm subsurface ocean waters. Nature Geoscience 1, 659–664, doi:10.1038/ngeo316

Jevrejeva S., Moore J.C., Grinsted (2010): How will sea level respond to changes in natural and anthropogenic forcings by 2100? Geophysical Research Letters 37, doi:10.1029/2010GL042947

Joughin I., Abdalati W., Fahnestock M. (2004): Large fluctuations in speed on Greenland’s Jakobshavn Isbræ glacier. Nature 432, 608–610, doi:10.1038/nature03130

Lüthi M.P., Funk M., Iken A., Gogineni S., Truffer M. (2002): Mechanisms of fast flow in Jakobshavn Isbræ, Greenland: Part III: Measurements of ice deformation, temperature and cross-borehole conductivity in boreholes to the bedrock. Journal of Glaciology 48, 369–385, doi:10.3189/172756502781831322

Nick F.M., Vieli A., Howat I.M., Joughin I. (2009): Large-scale changes in Greenland outlet glacier dynamics triggered at the terminus. Nature Geoscience 2, 110–114, doi:10.1038/NGEO394

Pfeffer W.T., Harper J.T., O’Neel S. (2008): Kinematic constraints on glacier contributions to 21st-century sea-level rise. Science 321, 1340–1343, doi:10.1126/science.1159099

Rahmstorf S. (2007): A semi-empirical approach to projecting future sea-level rise. Science 315, 368–370, doi:10.1126/science.1135456

Solomon S., Qin D., Manning M., Chen Z., Marquis M.,  Averyt K.B., Tignor M., Miller H.L. (Hg.) (2007): Climate change 2007. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, New York: Cambridge University Press, 996 Seiten, ISBN 9780521705967

Thomas R.B. (2004): Force-perturbation analysis of recent thinning and acceleration of Jakobshavn Isbræ, Greenland. Journal of Glaciology 50, 57–66, doi:10.3189/172756504781830321

Zwally H.J., Abdalati W., Hering T., Larson K., Saba J., Steffen K. (2002): Surface melt-induced acceleration of Greenland ice-sheet flow. Science 297, 218–222, doi:10.1126/science.1072708

Zwally H.J., Giovinetto M.B., Li J., Cornejo H.G., Beckley M.A., Brener A.C., Saba J.L., Yi D. (2005): Mass changes of the Greenland and Antarctic ice sheets and shelves and contributions to sea-level rise: 1992-2002. Journal of Glaciology 51, 509–527, doi:10.3189/172756505781829007

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