Schmelzströme auf dem grönländischen Eisschild am 19. Juli 2015. Der Eisverlust der grönländischen und antarktischen Eisschilde sowie der Alpengletscher hat sich in den letzten Jahrzehnten beschleunigt. NASA-Foto von Maria-José Viñas.
Messung des Meeresspiegels
Der Meeresspiegel wird mit zwei Hauptmethoden gemessen: Gezeitenmessern und Satellitenhöhenmessern. Gezeitenstationen aus der ganzen Welt messen seit mehr als einem Jahrhundert die täglichen Ebbe- und Flutwerte, mit einer Vielzahl von manuellen und automatischen Sensoren. Mithilfe von Daten von dutzenden von Stationen auf der ganzen Welt können Wissenschaftler einen globalen Durchschnitt berechnen und an saisonale Unterschiede anpassen.
Seit den frühen 1990er Jahren wird der Meeresspiegel aus dem Weltraum mit Radarhöhenmessern gemessen, die die Höhe der Meeresoberfläche bestimmen, indem sie die Rücklaufgeschwindigkeit und Intensität eines auf den Ozean gerichteten Radarimpulses messen. Je höher der Meeresspiegel, desto schneller und stärker ist das Rücksignal.Um abzuschätzen, wie viel des beobachteten Meeresspiegelanstiegs auf die thermische Ausdehnung zurückzuführen ist, messen Wissenschaftler die Meeresoberflächentemperatur mit vertäuten und treibenden Bojen, Satelliten und Wasserproben, die von Schiffen gesammelt wurden. Die Temperaturen in der oberen Hälfte des Ozeans werden von einer globalen Flotte von Wasserrobotern gemessen. Tiefere Temperaturen werden mit Instrumenten gemessen, die von ozeanographischen Forschungsschiffen abgesenkt werden.
Beobachteter Meeresspiegel seit Beginn der Satellitenhöhenmesseraufzeichnung im Jahr 1993 (schwarze Linie), plus unabhängige Schätzungen der verschiedenen Beiträge zum Meeresspiegelanstieg: thermischer expansion (rot) und Wasserzugabe, meist durch Gletscherschmelze (blau). Zusammengenommen (violette Linie) stimmen diese separaten Schätzungen sehr gut mit dem beobachteten Meeresspiegel überein. NOAA Climate.gov grafik, angepasst aus Abbildung 3.15a in Zustand des Klimas im Jahr 2018.
Um abzuschätzen, wie stark der Anstieg des Meeresspiegels auf den tatsächlichen Stoffaustausch zurückzuführen ist — die Bewegung von Wasser vom Land in den Ozean — stützen sich die Wissenschaftler auf eine Kombination aus direkten Messungen der Schmelzrate und der Gletscherhöhe, die während Felduntersuchungen durchgeführt wurden, und satellitengestützten Messungen winziger Verschiebungen im Schwerefeld der Erde. Wenn sich Wasser von Land zu Ozean verschiebt, erhöht die Zunahme der Masse die Stärke der Schwerkraft über Ozeanen um einen kleinen Betrag. Aus diesen Schwerkraftverschiebungen schätzen Wissenschaftler die Menge an zugesetztem Wasser.
Zukünftiger Meeresspiegelanstieg
Wenn sich die globalen Temperaturen weiter erwärmen, wird der Meeresspiegel weiter steigen. Wie stark es steigen wird, hängt hauptsächlich von der Rate der zukünftigen Kohlendioxidemissionen und der zukünftigen globalen Erwärmung ab. Wie schnell es ansteigen wird, hängt hauptsächlich von der Geschwindigkeit des Schmelzens von Gletschern und Eisschilden ab.
Das Tempo des Meeresspiegelanstiegs beschleunigte sich ab den 1990er Jahren und fiel mit der Beschleunigung des Schmelzens von Gletschern und Eisschilden zusammen. Es ist jedoch ungewiss, ob sich diese Beschleunigung fortsetzen wird, was zu einem immer schnelleren Anstieg des Meeresspiegels führt, oder ob die interne Gletscher- und Eisschilddynamik (ganz zu schweigen von der natürlichen Klimavariabilität) zu „Impulsen“ beschleunigten Schmelzens führen wird, die durch Verlangsamungen unterbrochen werden.
Beobachteter Meeresspiegel von Gezeitenmessgeräten (dunkelgrau) und Satelliten (hellgrau) von 1800-2015, mit zukünftigem Meeresspiegel durch die 2100 unter sechs möglichen Zukunftsszenarien (farbige Linien). Die Szenarien unterscheiden sich auf der Grundlage potenzieller zukünftiger Treibhausgasemissionsraten und Unterschiede in den plausiblen Raten des Gletscher- und Eisschildverlusts. NOAA Climate.gov grafik, angepasst aus Abbildung 8 in Sweet et al., 2017.
Das höhere Worst-Case—Szenario — das extrem unwahrscheinlich ist, aber nicht ausgeschlossen werden kann – ist größtenteils auf neue Beobachtungen und Modellierung von Eisverlusten aus der Antarktis und Grönland zurückzuführen. Seit dem Bericht von 2012 sind neue Forschungsergebnisse aufgetaucht, die zeigen, dass einige der extremeren Schätzungen, wie schnell diese Eisschilde schmelzen könnten, plausibler waren, als sie zuvor schienen.
Entlang fast aller U.S. küsten außerhalb Alaskas, die Projektionen von 2017 zeigen, dass der Meeresspiegelanstieg wahrscheinlich höher sein wird als der globale Durchschnitt für die drei höchsten Meeresspiegelanstiegspfade, dank lokaler Faktoren wie Bodensenkungen, Änderungen der Meeresströmungen, und regionale Erwärmung der Ozeane. Für die dicht besiedelte Atlantikküste nördlich von Virginia und den westlichen Golf von Mexiko wird der Meeresspiegelanstieg wahrscheinlich höher sein als der globale Durchschnitt für alle Wege. Auf der positiven Seite, wenn zukünftige Energieentscheidungen uns auf einem der drei niedrigsten Pfade halten, Alaska und der pazifische Nordwesten werden wahrscheinlich einen lokalen Meeresspiegelanstieg erleben, der unter dem globalen Durchschnitt liegt.
In allen Fällen erhöht jedoch der steigende Meeresspiegel das Hochwasserrisiko an den Küsten. Hochwasser ist in vielen Küstengemeinden bereits ein ernstes Problem, und es wird erwartet, dass es sich in Zukunft mit weiter steigenden Meeren noch viel verschlimmern wird.
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Über die in der interaktiven Grafik verwendeten Daten
Diese Daten (Download a *.txt-Datei) sind nur für Bildungs- und Kommunikationszwecke. Der frühe Teil der in der obigen Grafik gezeigten Zeitreihe stammt von der Sea Level Group der CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), der australischen National Science Agency. Sie sind in Church and White (2011) dokumentiert. Der neuere Teil der Zeitreihe stammt vom University of Hawaii Sea Level Center (UHSLC). Es basiert auf einem gewichteten Durchschnitt von 373 globalen Gezeitenmessdatensätzen, die vom US National Ocean Service, UHSLC, und Partneragenturen weltweit gesammelt wurden. Die Gewichte für jedes Messgerät im globalen Mittelwert werden durch eine Clusteranalyse bestimmt, die Messgeräte von Orten gruppiert, an denen der Meeresspiegel tendenziell auf die gleiche Weise variiert. Dies verhindert eine Überbetonung von Regionen, in denen sich viele Gezeitenmesser in unmittelbarer Nähe befinden. Das letzte Jahr der Daten sollte als vorläufig betrachtet werden. Wissenschaftliche Benutzer sollten Daten in Forschungsqualität direkt von UHSLC und / oder der NOAA Tides and Currents-Webseite beziehen.
Mehr Meeresspiegeldaten und Informationen von NOAA und Partnern
Globale Ozeanwärme- und Salzgehaltsseite bei NCEI
Gezeiten und Strömungen Meeresspiegeltrends Seite beim National Ocean Service
Digital Coast Sea Level Rise Viewer im Coastal Services Center
Küstenhochwasserrisikoseite im US Climate Resilience Toolkit