Wie gefährlich ist der Meeresspiegelanstieg?

Im IPCC Weltklimabericht 2007 wurde die Prognose für den Meeresspiegelanstieg mit 18-59 cm Anstieg angegeben, für die letzte Dekade des 21. Jh im Vergleich zur letzten Dekade des 20. Jh. Ein mittlerer Wert von 40 cm über 100 Jahre hinweg erscheint wenig und ist weniger als im letzten Bericht aus dem Jahr 2001 prognostiziert wurde. Gibt es keine ernsthafte Gefahr?
 

Messtechnik

Für die Wissenschaft ist es keine leichte Aufgabe einen Meeresspiegelanstieg zu verfolgen und global zu skalieren, der sich nach 1-3 mm pro Jahr misst. Durch Landhebungen und unterschiedlich starke Erdgravitation fällt der Meeresspiegelanstieg auch nicht überall gleich aus.
 

Die Messungen beruhen auf den Küstenpegeln und der erstaunlich genauen Höhenmessung durch Satelliten (Satellitenaltimetrie). Letztere bezieht sich auf den Erdmittelpunkt und ist daher nicht von Landhebungen beeinflusst aber von sehr exakter Kalibrierung abhängig. Die Küstenpegel haben allein durch Bewegung der Landmassen trotz Korrektur durch globale Geomodelle eine mittlere Unsicherheit von etwa 0,15 mm. Die Satellitenmessungen über die letzen 10 Jahre zeigen einen Anstieg von etwa 3±0,7 mm, implizieren also auch einen 25% Fehler.

Die bisherige Entwicklung

Für den Zeitraum von 1961 bis 2003 stieg der Meeresspiegel im globalen Mittel etwa 1,1 Millimeter pro Jahr. Hiervon waren vermutlich gut 60% durch Eisschmelze bedingt und 40% durch eine thermische Ausdehnung der Ozeane. Dies sind sehr grobe Vermutungen. Temperatur- und Klimamodelle erklären 25% des Anstieges durch eine thermische Ausdehnung und <50% durch Eisschmelze. Gut 25% bleiben unerklärt.
 

Für das letzte Jahrzehnt in diesem Zeitraum vollzog sich der Anstieg des Meeresspiegels schneller, etwa 2,8 Millimeter pro Jahr. Auch die Messmethoden wurden genauer. Für diese Zeit werden knapp 60% auf die thermische Expansion zurückgeführt und gut 40% auf die Eisschmelze. Ozeanströmungen, Salzgehalt, regionale Temperaturen und Frischwassereintrag bewirken aber, dass bei so kleinen globalen Änderungen lokal der Anstieg um ein mehrfaches höher sein kann oder dass der Meeresspiegel lokal auch sinken kann.
 

Die historische Einordnung

Denkt man in erdgeschichtlichen Zeiträumen, so sind Schwankungen des Meeresspiegels im zweistelligen Meterbereich nicht ungewöhnlich. Als während der Eiszeit dicke Eisschilde weite Teile des Festlandes der gemäßigten Breiten bedeckten, lagerte ein guter Teil des Ozeanwassers auf Land.
 

Vor etwa 21.000 Jahren setzte das große Schmelzen ein und seitdem ist der Meeresspiegel wahrscheinlich um etwa 120 m gestiegen. Vor etwa 2000 bis 3000 Jahren fand der Anstieg ein Ende und die Menschheit der Neuzeit baute ihre Städte ans Wasser, das bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts nicht mehr gestiegen ist. Nun ändert sich dies wieder durch den Klimawandel und wir sorgen uns um die Welt, an die wir uns gewöhnt haben.
 

Die Prognose für thermische Ausdehnung und Schmelze von Landeis (ohne Eisschilde)

Im IPCC Weltklimabericht 2007 hat man im Gegensatz zu 2001 für die Zukunftsprognose des Meeresspiegelanstieges Daten herangezogen, die auf relativ sicheren wissenschaftlichen Erkenntnissen beruhen. Die Abschätzungen zur Eisschmelze auf Grönland hingegen habe eine so hohe Unsicherheit, dass man davon abgesehen hat, diesen möglichen Beitrag in die in den Medien viel zitierte „Zusammenfassung für Politiker“ einzubeziehen.
 

Die Prognose eines Anstiegs von 18-59 cm über 100 Jahre bedeutet daher nicht, dass 59 cm die wahrscheinliche Obergrenze ist. Aus den Simulationen zur thermischen Ausdehnung der Meere und der Schmelze von Landeis, das nicht zum grönländischen oder antarktischen Eisschild gehört, resultiert ein Anstieg von etwa 4 mm pro Jahr. Bei der gegebenen Unsicherheit der Modelle ist man damit bei den Prognosen von 18-59 cm über 100 Jahre, mir regionalen Abweichungen vom globalen Mittel von ±15 cm.
 

Unsicherheitsfaktor Grönland und Antarktis

Man nimmt an, dass für die den Zeitraum 1993 bis 2003 jeweils 0,2 mm der 2,8 mm Meeresspiegelanstieg auf geschmolzenes Grönlandeis und antarktisches Eis zurückgehen, 0,8 mm hingegen auf Eisschmelze außerhalb der polaren Eisschilde und 1,6 mm auf thermische Ausdehnung. Für die Zukunft gibt es bislang keine Modelle, die einigermaßen zuverlässige Aussagen darüber erlauben, wie weit der Masseverlust in den Eisschilden Grönlands und der Antarktis zum Anstieg des Ozeans beitragen könnte. Beobachtungen zeigen, dass die Flussgeschwindigkeit der äußeren Ränder in Richtung Meer entgegen früheren Hypothesen stark schwanken kann.
 
 

Änderungen der Temperatur an der Oberfläche mögen tausende von Jahren benötigen, um sich am Gletschergrund auszuwirken. Sickerwasser in einer Gletscherspalte kann Prozesse am Boden des Gletschers innerhalb von Minuten auslösen. Massenverluste am unteren Gletscherrand in der Nähe des Eisschelfs sind kaum zu vermessen. Solange die Gletscher sich nicht stetig bewegen, sondern mit starken nicht berechenbaren Schwankungen, erscheint es unmöglich befriedigende Vorhersagen zu machen, wie viel von ihnen wann im Ozean verschwinden wird. Noch nicht ausgereifte Modelle zur Massenbilanz der Eisschilde schätzen einen positiven Beitrag zum Meeresspiegel in Grönland von 1-12 cm über 100 Jahre und durch stärkeren Schneefall einen negativen Beitrag von 2-14 cm in der Antarktis.
 

Nichtlineare Prozesse

Bisherige Berechnungen deuten darauf hin, dass ab einer bestimmten Temperatur das Gleichgewicht von Wachstum der Eisschilde durch Schneefall und ihrer Schmelze derart kippen kann, dass eine vollständige Schmelze nicht mehr zu verhindern ist. Dies gilt für Grönland und die Westantarktis. Eine solche Temperatur könnte noch in diesem Jahrhundert erreicht werden. Die Schmelze jedoch würde sich dann über mehrere hundert Jahre hinziehen, während der der Meeresspiegel um mehrere Meter steigen würde.