Klimawandel und Ozeane

Regionale und lokale Phänomene

Durch den globalen Klimawandel sind bereits in vielen Regionen Umweltveränderungen in den Meeren und an den Küsten festzustellen und weitere Veränderungen werden vorhergesagt. Meeresspiegelanstieg, Stürme, Sturmfluten oder extremer Seegang beeinflussen das Leben vieler Menschen direkt. Andere Veränderungen, wie Temperaturanstieg, Sauerstoffarmut oder Versauerung der Meere wirken eher indirekt über ihren Einfluss auf die Ökosysteme und die in der Folge veränderten Ökosystemleistungen für den Menschen.

Anstieg der Meerestemperatur

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Der Anstieg der Meeresoberflächentemperaturen steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Erwärmung der Atmosphäre. Eine wichtige Rolle spielen dabei auch Schwankungen der Ozeanzirkulation. Die gewaltigen Wassermassen der Ozeane mit ihrer hohen spezifischen Wärmekapazität sind die größten Wärmespeicher der Erde und nehmen den größten Teil der zusätzlichen Wärmeenergie (93 % zwischen 1972 und 2010) auf. Die Meeresoberflächentemperaturen steigen wegen dieser Pufferkapazität geringer an als die Temperaturen über Land. Kleine Temperaturveränderungen haben allerdings bereits große Effekte, zum Beispiel auf Strömungen und den Meeresspiegelanstieg.

Meeresspiegelanstieg und Wasserstände

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Global ist der Meeresspiegel im vergangenen Jahrhundert um 18 cm gestiegen, allein im letzten Jahrzehnt betrug der Anstieg 3,2 cm. Wesentliche Faktoren dafür sind die Wärmeausdehnung des Wassers und das Abschmelzen von Gletschern. Als physikalische Folge steigender Temperatur des Meerwassers nehmen dessen Dichte ab und das Volumen zu, das heißt das Wasser dehnt sich aus. Die thermische Ausdehnung ist für etwa 39 % des zwischen 1993 und 2010 beobachteten Meeresspiegelanstiegs verantwortlich. Modellrechnungen sagen einen weiteren deutlichen globalen Meeresspiegelanstieg voraus, der Meeresspiegel könnte in nur 300 Jahren um weitere 5 Meter steigen. Da heute schon nahezu die Hälfte der Weltbevölkerung an den Küsten lebt und zunehmend mehr Menschen dort leben werden, stellt der Anstieg des Meeresspiegels eine ernsthafte Bedrohung für diese Menschen, ihre landwirtschaftlichen Flächen, Städte und Infrastrukturen dar.

Stürme, Sturmfluten, Seegang

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Sind zukünftig Änderungen beim Seegang, bei Stürmen und Sturmfluten zu erwarten? Ändert sich die Wahrscheinlichkeit für Stürme und besonders starke Sturmfluten? Diese Fragen werden von Klimaforschern diskutiert. Die möglichen Änderungen hängen von entsprechenden Änderungen in den atmosphärischen Windfeldern ab, die sehr unsicher sind. Stärke und Häufigkeit zum Beispiel der Nordseestürme unterlagen im letzten Jahrhundert starken Schwankungen. Bisher haben sich die Windverhältnisse über der Nordsee mit dem Klimawandel aber nicht systematisch verändert. Allein aufgrund des höheren mittleren Meeresspiegels laufen die Sturmfluten in der Nordsee allerdings durchschnittlich etwa zwei Dezimeter höher auf als vor hundert Jahren.

Sauerstoffmangel und Versauerung

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Durch den Klimawandel verändern sich stoffliche (biogeochemische) Gleichgewichte in den Ozeanen. Zwei Effekte spielen eine besonders wichtige Rolle: (1) Wärmeres Wasser kann weniger Sauerstoff aufnehmen, der Sauerstoff in den Ozeanen wird knapp. Trotz großer natürlicher Schwankungen ist davon auszugehen, dass der klimabedingte Sauerstoffmangel sich deutlich bemerkbar machen wird. (2) Das Oberflächenwasser der Ozeane nimmt einen großen Teil des zusätzlichen CO2 aus der Atmosphäre auf und das CO2 wird im Wasser gelöst: Das Ozeanwasser wird saurer - ein besonderes Problem zum Beispiel für Organismen mit Kalkschalen.