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Willkommen auf den Meeresspiegel-Seiten des PIK

Wir lieben das Meer und die Küste. Und wir wollen das Zusammenspiel von Meeresspiegel, Klima und Küste besser verstehen, im Rahmen unserer umfassenden Erdsystemforschung. Am Potsdam-Institut ist eine der weltweit führenden Forschergruppen zum Thema Meeresspiegel zuhause.

Unsere Forschung wird öffentlich gefördert und die Erkenntnisse sollen Allen nützen. Auf dieser Seite informieren wir daher umfassend über unsere Meeresspiegelforschung. Sie finden hier nicht nur die Ergebnisse, Fachpublikationen und Artikel für interessierte Laien, sondern auch die Eingangsdaten und Computercodes, mit deren Hilfe Fachkollegen unsere Berechungen nachvollziehen, überprüfen oder fortentwickeln können.

Das globale Meerwasservolumen gezeigt als ein Tropfen
(c) Adam Nieman, Carbon Visuals

Forschungsschwerpunkte

Meeresspiegel in der Erdgeschichte. Auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit bedeckten große Eismassen die nördlichen Kontinente. Als die Eiszeit zu Ende ging stieg die globale Temperatur um 5ºC, und zwei Drittel des Eises schmolzen ab. Der Meeresspiegel stieg um 120 Meter - ein Anstieg, der erst vor rund 4000 Jahren zu Ende ging. Das restliche Drittel des Eises findet sich noch heute auf Grönland und der Antarktis - genug, um den globalen Meeresspiegel um weitere 60 Meter zu heben. Mit unseren Klimamodellen simulieren wir komplette Eiszeitzyklen und das Wachsen und Schrumpfen des Eises. Gemeinsam mit US-Kollegen arbeiten wir daran, die Entwicklung des Meeresspiegels über die vergangenen Jahrtausende aus Proxidaten zu rekonstruieren.

Projektionen des künftigen Meeresspiegelanstiegs. In unserer Arbeitsgruppe wurde die "semi-empirische" Methode entwickelt, um für eine bestimmte künftige Erwärmung den zu erwartenden Anstieg des Meeresspiegels zu berechnen. Diese Methode nutzt einen einfachen physikalisch motivierten Zusammenhang zwischen globaler Temperatur und Meeresspiegel, der mit Hilfe von Daten aus der Vergangenheit kalibriert wird. Außerdem arbeiten wir an regionalen Meeresspiegelprojektionen, bei denen auch regionale Abweichungen - etwa durch die Schwerkraft der schrumpfenden Eisschilde - berücksichtigt werden.

Meeresströmungen und thermische Ausdehnung. Wir arbeiten mit globalen Ozeanzirkulationsmodellen, um Aspekte wie die thermische Ausdehung der Ozeane infolge der globalen Erwärmung oder die Wirkung veränderter Meeresströme auf den regionalen Meeresspiegel zu untersuchen.

Dynamik der kontinentalen Eismassen. Gemeinsam mit der University of Alaska ist das PIK Entwickler des Parallel Ice Sheet Model (PISM), einem innovativen numerischen Modell der Kontinentaleisdynamik. Wir setzen dieses Modell insbesondere zur Untersuchung der Stabilität des Antarktischen Eisschildes ein. Darüber hinaus haben wir das Eismodell Sicopolis in unser Erdsystemmodell CLIMBER-2 gekoppelt und damit die Stabilität des grönländischen Eisschildes bei vergangenen und künftigen Klimaänderungen untersucht.

Auswirkungen auf die Küste. Zusammen mit dem Europäischen Klimaforum und den Universitäten Southampton und Kiel entwickeln wir das integrierte Modell DIVA. DIVA ist ein globales Modell, das sowohl die Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs auf alle Küstennationen abschätzt als auch die Kosten und den Nutzen möglicher Anpassungsmaßnahmen. Das Modell erfasst eine Vielzahl von sozialen, ökologischen und ökonomischen Auswirkungen, z.B. die Erosion von Stränden, die Überschwemmung von Küsten, Sturmflutschäden, Migration von Betroffenen, die Veränderung von Küstenökosystemen und das Eindringen von Salzwasser in die Unterläufe der Flüsse.

Unsere aktuellen gobalen Meeresspiegel-Projektionen

Der künftige Meeresspiegelanstieg hängt vor allem von unserem künftigen Ausstoß an Treibhausgasen ab. Je nach Emissionsszenario (B1, A2, A1FI) liegt unsere 2009 publizierte semi-empirische Abschätzung zwischen ca. 1,00 und 1,40 Meter für den Zeitraum 1990-2100. Dies ist deutlich mehr als die entsprechenden Werte aus dem IPCC-Bericht ("AR4"), die auf prozessbasierten Modellen beruhen. Rot sind die Messdaten (Church & White 2006). Grafik aus Vermeer & Rahmstorf 2009. Daten download hier.

Weltweite Kooperation und Anerkennung

Ozeane und Klima kennen keine Ländergrenzen. Daher arbeiten wir mit führenden Meeresspiegelexperten aus aller Welt zusammen, zum Beispiel in gemeinsamen Fachpublikationen u.a. mit Anny Cazenave (CNES, Frankreich), John Church (CSIRO, Australien), Ben Horton (Univ. of Pennsylvania) und Bob Nicholls (Univ. of Southampton). Unsere Publikationen gehören zu den meist-zitierten in der Fachwelt: unter den mehr als 9.000 Meeresspiegel-Fachpublikationen der letzten fünf Jahre belegen unsere Arbeiten die Ränge 1, 2 und 3(*). Breit verankerte Berichte berufen sich auf unsere Meeresspiegelprojektionen, u.a. der Antarctic Science Report, die Copenhagen Diagnosis, der Arktisbericht des AMAP und der Klimabericht der Weltbank.

Eine Reihe von Staaten nutzt unsere semi-empirische Methode in ihrer Küstenschutzplanung, u.a. die Niederlande und die US-Bundesstaaten Kalifornien und North Carolina, und unsere Ergebnisse sind in die Empfehlungen des US Army Corps of Engineers eingeflossen. Das weltweit einzigartige DIVA-Modell wird in einer Reihe von globalen und kontinentalen Studien eingesetzt, z.B. in einer Weltbankstudie und dem Umweltzustandsbericht der Europäischen Umweltagentur.

Prof. Levermann wurde zu einem der Leitautoren für das Meeresspiegel-Kapitel des Weltklimarates IPCC berufen. Prof. Rahmstorf diente in der Delta-Kommission der holländischen Regierung. Grafiken aus unseren Arbeiten finden sich z.B. bei der US-Regierung ebenso wie im Garnaut-Review für die australische Regierung.

Auch das Medieninteresse ist groß: BBC und CNN berichteten im Rahmen ihrer TV-Nachrichtensendungen über unsere Forschung, das Wochenmagazin der britischen Financial Times porträtierte 2009 Prof. Rahmstorf auf der Titelseite als "Mr sea level rise", und die New York Times stellte 2010 unsere Ergebnisse prominent in einer großen Titelgeschichte zum Meeresspiegel heraus.

(*) Laut Abfrage aller Publikationen in der Datenbank ISI Web of Science zum Suchwort "sea level" ab dem Erscheinungsjahr 2007, durchgeführt am 21.11.2011