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Meeresspiegelanstieg

Geht der Anstieg des Meeresspiegels weiter wie bisher, müssten bis zum Jahr 2050 etwa 150 Millionen Menschen ihre Siedlungsgebiete aufgeben (nach: Le Monde diplomatique).

Würden entweder Grönland oder die West-Antarktis ihre Eisdecke verlieren, würde der Meeresspiegel um 5 Meter ansteigen. Dann wären z.B. große Teile Floridas unter Wasser (schwarze Linie markiert den heutigen Küstenverlauf).
(Illustration courtesy William Haxby)

Messungen verschiedener Messsysteme kombiniert
(Quelle: IPCC 2021)

Seit wenigen Jahren überwiegt beim Steigen des Meeresspiegels nicht mehr die Ausdehnung des Meerwassers durch die erhöhten Wassertemperaturen. Nach neueren Forschungen (Hansen) haben die Weltmeere die letzten fünfzig Jahre gewaltige Wärmemengen gespeichert. Etwa 90% der in das irdische Klimasystem zusätzlich eingebrachten Energiemenge wurde von den Meeren aufgenommen.

Damit sind die Meere bereits so weit vorgewärmt, dass nur noch die Wärmezufuhr von ca. 10-15 Jahren fehlt um ein massives Abschmelzen der Polkappen, insbesondere des arktischen und antarktischen Meereises zu verursachen. Ist dieser Vorgang erst einmal in die Wege geleitet und das Eis instabil und brüchig geworden, so ist das Abschmelzen unumkehrbar.

Nach neusten Ergebnisse (Univ. of Colorado 2006) trägt das Abschmelzen der Antarktis derzeit bereits mehr als 0,5 mm pro Jahr zum Ansteigen des Meeresspiegels bei.
Je nachdem wie stark zusätzlich zur Wärmeausdehnung des Meerwassers der Einfluss abschmelzender Polkappen zum Meeresspiegelanstieg beiträgt, könnte eine Erhöhung des weltweiten Meeresspiegels um einen halben Meter bis zum Jahr 2100 eintreten (Vorhersage IPCC) oder sogar innerhalb der nächsten Jahrzehnte (Hansen). Möglich ist bei schneller schmelzenden Polkappen,... auch ein Anstieg von nahezu 1 Meter bis 2100! Mehr als 0,5 Meter gelten als wahrscheinlich.
Damit würde sich die Zahl der Betroffenen bis 2100 mehr als verdoppeln. Niedrig liegende Staaten wie Bangladesh oder viele Inselstaaten wären kaum noch bewohnbar.
Projektionen zum Meeresspiegelanstieg deuten bis zum Jahr 2300 einen Anstieg um über 3 Meter und bis zu 5-7 Meter an!

nach IPCC

Regionale Unterschiede im Meeresspiegelanstieg

(https://tidesandcurrents.noaa.gov/sltrends/sltrends.html)

Regionale Unterschiede erklären sich etwa durch das Aufsteigen von Festlandbereichen nach dem Abschmelzen der kilometerdicken Gletscher nach der letzten Eiszeit (etwa in Teilen Skandinaviens), durch Effekte an Subduktionszonen oder auch menschengemachte Veränderungen, etwa massives Abpumpen von Grundwasser,...

Der deutliche weltweite Trend ist aber ein Anstieg des Meeresspiegels.

Mehr Infos zu eiszeitlichen Auswirkungen auf Nordeuropa: Nacheiszeitliche Hebung Skandinaviens

Quellen:

• IPCC 2014
  
• Copenhagen Diagnosis
  
• NOAA / NESDIS: https://www.star.nesdis.noaa.gov/

Die Überfischung der Meere

Derzeit sind etwa 31% der Bestände weltweit überfischt. Nur noch 10% gelten als "unterfischt".
Quelle: FAO

Das Netz weltweiter Meeresströmungen

Meeresströmungen werden grundsätzlich durch stetige Windsysteme ausgelöst, zum Beispiel durch die Westwindgürtel.

Mit freundlicher Genehmigung von: lighthouse-foundation.org (©)

Zu einer eindrucksvollen Animation des weltumspannenden Netzes der Haupt-Meeresströmungen inklusive der Tiefenströme
(mit freundlicher Genehmigung des Deutschen Klimarechenzentrums (©); 10MB!!):
-> hier klicken

Wer nahezu alle oberflächennahen Meeresstroemungen und Verwirbelungen in einem Überflug über die Erde kennen lernen will
(NASA Goddard Space Center)
klickt hier

Das weltumspannende Förderband transportiert warmes Meerwasser aus den Tropen weit nach Norden, wo es die Westwinde in den mittleren Breiten erwärmt. Damit werden die Tropen gekühlt, der Norden wird beheizt. Das Meerwasser kühlt sich auf dem Weg in den Norden ab, seine Dichte steigt an. Westlich und östlich vor Grönland sinkt es dann schließlich in die Tiefe und fließt dort Richtung Süden ab (thermohaline Zirkulation). In einem Kreislauf werden zum Ausgleich weitere warme Wassermassen an der Oberfläche aus dem Süden nachgeführt. Im Golfstrom werden etwa 15-20 Millionen Kubikmeter Wasser pro Sekunde transportiert.

Info:

•  Thermohaline Zirkulation

Quellen:

• www.lighthouse-foundation.org

Die Überfischung der Meere

Kohlenstoffkreislauf - Meer

Der Kohlenstoffkreislauf in den Ozeanen ist ein sehr langsamer Kreislauf im Vergleich zum Kohlenstoffkreislauf an Land. Die Ozeane sind riesige Wasserflächen und die Prozesse in ihnen sind so kompliziert wie die Meere tief sind. Hier die einfache Variante:
Phytoplankton nimmt Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf, ebenso wie nährstoffreiches Wasser. So können unter günstigen Umweltbedingungen riesige Kolonien von diesen Kleinstlebewesen entstehen.
Das Phytoplankton steht am Beginn der ozeanischen Nahrungskette und gibt den in ihm gespeicherten Kohlenstoff an höhere Lebewesen wie Fische oder Wale weiter. Wie an Land auch, können diese Kleinstlebewesen auch absterben und Kohlendioxid tritt aus den oberen Wasserschichten aus (am Anfang der Animation als blaue Wolken aus verschiedenen Wasserschichten).
Ein Großteil der absterbenden Lebewesen sinkt aber Richtung Meeresgrund ab, diese Wolken von kleinsten absinkenden Teilchen nennen Ozeanographen auch "Meeresschnee". Aus diesem "Niederschlag" auf dem Meeresgrund werden die Meeressedimente aufgebaut, in den abgestorbenen Lebewesen bleibt also ein überwiegender Teil des aus der Atmosphäre aufgenommenen und dann gespeicherten Kohlenstoffs auf längere Zeit in Form von marinen Sedimenten festgelegt.
Diese Sedimente bleiben auf viele tausende und hunderttausende von Jahren vom Rest der irdischen Kreisläufe abgetrennt.

Zum Abspielen wird ein Videoplayer benötigt (z.B. Windows Media Player,...).
Sollte die Video-Datei (3,7 MB) nicht starten, kann sie auch hier herunter geladen werden: -> hier klicken!

Quelle: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Ein Blick in die Unterwasserwelt

Hier geht es zu einigen Fakten!

Neues zum Meeresspiegelanstieg

Der Anstieg des globalen Meeresspiegels hat sich in den letzten Jahrzehnten beschleunigt, so eine neue Studie, die auf 25 Jahren NASA- und europäischen Satellitendaten basiert.

 Stärkere Belege für Abschwächung des Golfstromsystems

Fisch als Nahrung

"Die globalisierte industrielle Fischerei etwa betreibt einen solchen Raubbau, dass ohne eine radikal Umsteuerung bis 2050 alle kommerziell genutzten Fischarten ausgerottet sein werden"
UNEP-Chef Achim Steiner, Februar 2007

Die Fischereiwirtschaft lieferte im Jahr 2011 ca. 15% des tierischen Nahrungseiweiß für den Menschen. 15% (2002 = 22%) des Fangs gehen aber nicht direkt in die menschliche Ernährung, sondern werden anderweitig genutzt (z.B.: Düngerproduktion, Futterfische für Aquakultur).

Die Rolle des Fischverzehrs ist regional sehr unterschiedlich. In den letzten 50 Jahren hat sich der durchschnittliche Pro-Kopf-Verzehr an Fisch und Meeresfrüchten weltweit aber insgesamt verdoppelt.

Die FAO weist darauf hin, dass es unsinnig wäre, Fisch oder Fischprodukte dort anzubieten, wo sie bisher in der Küche keine Rolle gespielt haben. Das gilt auch, wenn in einer solchen Region die Möglichkeiten für Aquakulturen, o.ä. gegeben wären und damit eine Verbesserung der Nahrungsmittelversorgung erreicht werden könnte. Solche "Experimente", besonders im Rahmen der Entwicklungshilfe, sind grundsätzlich zum Scheitern verurteilt.

Unterscheiden muss man zwischen Fischfang auf dem Meer (Küste, Hochsee) und Süßwasserfischfang (Flüsse, Seen,...).

die Meere - überfischt

Süßwasserfischfang - Fischen an Land

Das Ergebnis industriellen Fischfangs

Ein stetig wachsender Bereich, der zur Versorgung einen deutlichen Beitrag leistet, ist die Fischzucht, die sogenannte Aquakultur. Sie kann sowohl im Süßwasser- als auch im Meerwasserbereich angesiedelt sein.

Aquakultur - Fisch auf Bestellung

Quellen:

• Meeresatlas 2017. Daten und Fakten über unseren Umgang mit dem Ozean.
• FAO-Website (englisch, etwas unübersichtlich): www.fao.org
• FAO: The state of world fisheries and aquaculture 2002
• Greenpeace Osteuropa: www.greenpeace.at
• Naturland-Website: www.naturland.de
• Spektrum der Wissenschaft 11/2004, 60-68: A. Kahlheber: Die Erschöpfung der Weltmeere.
• GTZ: www.gtz.de/fisheries-policies/ download/pan-vorstudie-aquakultur1.pdf
• SZ-Wissen vom 15.11.04
• Vom Verschwinden der Fische, Arte/ZDF 2007 (Sendung 27.03.08)

Wasser - ein besonderer Stoff

Dass Wasser lebenswichtig und lebensnotwendig ist, weiß wohl jeder!
Wasser hat aber zusätzlich eine "anormale" Eigenschaft, die Leben auf unserem Planeten erst möglich macht.

Wasser erreicht bei +4°C seine größte Dichte, bei weiterer Abkühlung wird das spezifische Gewicht geringer. D.h., dass Wasser mit einer Temperaturen unter +4°C an der Oberfläche eines Gewässers zu finden ist. Anders ausgedrückt: kaum ein größeres Gewässer kann ganz zufrieren!

Effekte:

• Wird Wasser oberhalb von +4°C kühler wird es also schwerer und sinkt ab. Dabei dringt wärmeres Wasser an die Oberfläche.
• Ein durch Wärme ausgelöstes Umwälzen in großen Gewässern geschieht nur bis +4°C, danach wird z.B. ein Meer in der Tiefe kaum noch kühler.
• Eisdecken etwa auf dem Meer können kaum mehr als 3-4 Meter dick werden, selbst wenn die Lufttemperaturen monatlang extrem unter Null Grad liegen. Ein Wärmeaustausch zwischen kaltem Oberflächenwasser und wärmerem Tiefenwasser ist ja nur noch durch Wärmeleitung und nicht mehr durch Mischung möglich. Wärmeleitung ist eine sehr schlechte Art der Übertragung von Wärmeenergie.
• Erwärmt sich Oberflächenwasser während des Sommers, so kann es nur durch vom Wind hervorgerufene Durchmischung in die Tiefe getragen werden, es ist ja leichter als das kühlere Tiefenwasser.
• Bis die gesamte Wassermasse eines Gewässers +4°C erreicht hat, stellt das Gewässer der Umgebung (Luft) große Mengen an Wärme(energie) zur Verfügung. D.h., große Wasserflächen wirken wärmeausgleichend.
• In Zusammenwirken mit der großen Wärmekapazität von Wasser (Aufnahmefähigkeit von Wärmeenergie) verändern die Oberflächen großer Wassermassen ihre Temperatur im jahreszeitlichen Verlauf nur um wenige Grad.

Der Meeresspiegel

Anders als das Wasser in einer Spüle oder Badewanne ist der Wasserstand in den Ozeanen der Erde nicht überall gleich; der Meeresspiegel variiert je nach Ort und Zeit. Innerhalb von Stunden und Tagen wird der Meeresspiegel durch Gezeiten, Winde und Wellen, einschließlich Sturmfluten, beeinflusst. Der Meeresspiegel steigt, wenn die Ozeane warm sind, und sinkt, wenn sie sich abkühlen (weil sich das Wasser beim Erwärmen ausdehnt und beim Abkühlen zusammenzieht). Regionale Schwankungen des Meeresspiegels können viele Jahre, ja sogar ein Jahrzehnt andauern. All diesen Veränderungen liegt der langsamere Anstieg und Rückgang des globalen durchschnittlichen Meeresspiegels zugrunde, während die Inlandeismassen mit den Eiszeiten zurückgehen oder anwachsen und das über Jahrtausende.

NASA image created by Jesse Allen, using altimeter data provided by Josh Willis, NASA Jet Propulsion Laboratory.

Diese Karte zeigt globale Muster von Veränderungen des Meeresspiegels (Meeresspiegelhöhe), die mit satellitengestützten Höhenmessern (Topex- und Jason-1-Satelliten) von 1993 bis Ende 2007 gemessen wurden. Orte, an denen die Höhe der Meeresoberfläche bis zu 225 Millimeter zunahm, sind dunkelrot dargestellt; Orte, an denen der Meeresspiegel gesunken ist, sind blau. Die am weitesten verbreitete Veränderung des Meeresspiegels in diesem Zeitraum war eine Zunahme der Höhe der Meeresoberfläche im Westpazifik. Während des Zeitraums, der von diesem Bild überspannt wird, befand sich ein Klimamuster namens Pacific Decadal Oscillation in seiner warmen Phase, und die Meeresoberflächentemperaturen waren in weiten Teilen des Beckens überdurchschnittlich hoch. Die Wärmeausdehnung in dieser warmen Phase würde mit einem Anstieg des Meeresspiegels im Einklang stehen.

Andere Veränderungen spiegeln Verschiebungen der großräumigen Meeresströmungen wider. So stieg der Meeresspiegel im Nordatlantik südlich von Grönland an. Der Anstieg steht im Zusammenhang mit der Schwächung einer Meeresströmung, die als Nordatlantischer Subpolarwirbel bekannt ist. Der subpolare Wirbel ist eine gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Strömung im Nordatlantik, deren absinkender Ast entlang der Südostküste Grönlands nach Süden fließt. Wenn der Wirbel stark ist, trägt er kaltes, salziges Wasser tief in den Ozean hinab, wo es in Richtung Äquator zurückfließt. Wenn die Strömung nachlässt, werden die Temperaturen warm und der Meeresspiegel steigt.

Andere Bereiche im Bild, die auf eine jahrzehntelange Veränderung der Meeresströmungen hindeuten, sind der Mittelatlantik vor der Ostküste der Vereinigten Staaten, wo die blaue Linie (Rückgang des Meeresspiegels) eine Veränderung der durchschnittlichen Breite oder Geschwindigkeit des Golfstromes anzeigen könnte. Ein Anstieg des Meeresspiegels fand im Bereich des westlichen Pazifiks östlich von Japan statt, der durch den Kuroshio-Strom beeinflusst wird, der das Äquivalent des nordamerikanischen Golfstroms darstellt. Schließlich kann eine Streuung von dunkelroten Punkten über den Südlichen Ozean zwischen Afrika und Australien eine Veränderung des antarktischen Zirkumpolarstroms bedeuten.

Veränderungen des Ortes oder der Geschwindigkeit von Meeresströmungen über Jahrzehnte hinweg können Teil eines natürlichen Kreislaufs sein, oder sie können den Beginn einer langfristigen Veränderung einer Strömung als Folge des vom Menschen verursachten Klimawandels anzeigen. Satellitenbeobachtungen des Meeresspiegels von Satelliten wie Topex, Jason 1 und dem 2006 gestarteten Jason 2 sind wichtige Werkzeuge für Wissenschaftler, die versuchen zu verstehen, wie die globale Erwärmung die Speicherung von Meereswärme und den Anstieg des globalen Meeresspiegels über viele Jahrzehnte hinweg beeinflussen wird.

Text nach NASA Earthobservatory: Regional Patterns of Sea Level Change 1993-2007

NASA-Video: Meeresströmungen

Die Erde ist der Wasserplanet.

Obwohl vierzig Prozent der Weltbevölkerung an oder in der Nähe von Küstenregionen leben, wirkt sich das Meer auf die Menschen überall aus. Der größte Teil des Wassers der Erde wird im Meer gespeichert - eine treibende Kraft für Wetter und Klima.

Die Erdoberfläche wird von der Sonne ungleichmäßig erwärmt. Wärme, eine Form von Energie, hilft, die Zirkulation des Ozeans und der Atmosphäre anzutreiben. Der Ozean absorbiert und speichert mehr Wärme als die Atmosphäre. Sowohl die Atmosphäre als auch der Ozean bewegen sich; die Atmosphäre tut dies schnell, der Ozean langsam.

Verschiedene Kräfte halten das globale Ozeanförderband oder die thermohaline Zirkulation in ständiger Bewegung. Unterhalb der Oberfläche werden tiefliegende Strömungen durch Dichteunterschiede erzeugt. Durch die Durchmischung und Auftrieb im Ozean wird nährstoffreiches Wasser an die Meeresoberfläche transportiert. Nährstoffe unterstützen die biologische Produktivität im Meer.

Starke Schwankungen der Höhe der Meeresoberfläche und der Temperatur der Meeresoberfläche beeinflussen die Zirkulation des Ozeans und der Atmosphäre. El Niño und La Niña treten auf, wenn wechselnde Windmuster warmes und kaltes Wasser im äquatorialen Pazifik verdrängen. Beide haben globale Auswirkungen. Während eines dieser Ereignisse führt der Ersatz von Kaltwasser durch Warmwasser zu Lufttemperaturschwankungen und Änderungen der Luftfeuchtigkeit. Dies verändert das Wettergeschehen, indem es Stürme und Niederschläge an neue Orte lenkt. Niederschlagsverschiebungen wirken sich auf das Pflanzenwachstum und die von Dürre betroffenen Gebiete aus.

Wenn Wärme zwischen der Meeresoberfläche und der Atmosphäre ausgetauscht wird, beeinflusst sie das Klima. So bringen beispielsweise Wärme und Feuchtigkeit, die der Golfstrom nach Norden transportiert, wärmere Temperaturen und ein gemäßigtes Klima nach Europa.

Ein Ozeanwirbel ist ein kreisförmig sich bewegender Wasserkörper, der aus einer Meeresströmung austritt. Wirbel spielen eine große Rolle beim Transport von Wärme und Nährstoffen.

Gewitter sind in den Tropen ein häufiges Phänomen. Einige von ihnen können sich in großen rotierenden Systemen mit starken Winden organisieren, die zu tropischen Stürmen oder Hurrikanen werden. Tropische Ozeanbecken wie die Karibik und der Golf von Mexiko verfügen über eine hohe Wärmeentwicklung, was diese Regionen für eine schnelle Sturmintensivierung geeignet macht. Durch die Entnahme großer Mengen an Wärme aus dem Meer können Stürme zu massiven und zerstörerischen Hurrikanen werden. Als treibende Kraft für Wetter und Klima ist der Ozean für das Leben auf der Erde unerlässlich. Es ist der Hauptspeicher für das Wasser auf der Erde. Ohne den Ozean wäre unser Planet unbewohnbar.

NASA-Satelliten und ihre einzigartige Aussicht aus dem All tragen dazu bei, den weiten und weitgehend unerforschten Ozean zu erforschen.

Quelle:

NASA (https://svs.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/details.cgi?aid=11056)