Globaler Meeresspiegel

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Transcript Globaler Meeresspiegel

Nordseesturmfluten im
Klimawandel
Hans von Storch,
Ralf Weisse
Insa Meinke
Eine schriftliche Fassung liegt vor.
Klimaforschung
GKSS, Geesthacht
Beschreibung und Bewertung von gegenwärtigem Klima
und Klimawandel im Küstenraum.
Ableitung von Szenarien des möglichen zukünftigen
Klimawandels im Küstenraum.
Besonderes Augenmerk: Windbezogene Aspekte, also
Windkraft, Sturmfluten und Seegang.
Vor allem: Nord- und Ostsee.
Norddeutsches Klimabüro @GKSS & CLISAP
Ein Einrichtung zur Kommunikation zwischen Wissenschaft
und Betroffenen (“Stakeholder”), die sich bemüht
• daß die Wissenschaft versteht, welche Fragen und Sorgen
bei Betroffenen bestehen, und
• daß die Betroffenen die wissenschaftlichen
Einschätzungen sowie deren Grenzen und Belastbarkeit
verstehen.
Typische Betroffene sind:
Küstenschutz, Landwirtschaft, off-shore Aktivitäten (z.B.
Windenergie), Wasserverwaltung, Fischerei, Stadtplanung.
Übersicht
1. Zusammenfassung
2. Bisher Sturmfluten nur durch
Meeresspiegelanstieg höher
3. Meeresspiegel wird weiter steigen.
4. In Zukunft können sich zusätzlich stärkere Stürme
auswirken
5. Ausblick: Anpassungsmaßnahmen
Zusammenfassung des Wissensstands für die
Deutsche Nordseeküste
Wesentliche Faktoren, die
Sturmflutwasserstände
langfristig ändern können
Änderungen
bisher (1907
bis 2006)
Mögliche
Änderungen
bis 2030
Mögliche
Änderungen
bis 2100
ca. 2 dm
ca. 1 – 2 dm
ca. 2 – 8 dm
keine
ca. 0 – 1 dm
ca. 1 – 3 dm
ca. 2 dm
Bisher
unbekannt
Bisher
unbekannt
keine
Bisher
unbekannt
Bisher
unbekannt
Gezeitenregime
Regional sehr
unterschiedlich
Bisher
unbekannt
Bisher
unbekannt
Topographie
Regional sehr
unterschiedlich
Bisher
unbekannt
Bisher
unbekannt
Globaler mittlerer
Meeresspiegelanstieg
Meteorologisch bedingter Anteil
des Sturmflutwasserstandes
Regionaler und lokaler
Meeresspiegelanstieg
Wellenauflauf
Meeresspiegel: Welche Faktoren spielen
regional eine Rolle?
- Globale Meeresspiegeländerungen Summe aller lokalen Änderungen
- Lokal sind Abweichungen vom globalen Mittelwert möglich
- Ursachen:
•
Gravitationseffekte
•
Elastische Effkte
•
Änderungen der ozeanischen Zirkulation
•
Änderungen in der mittleren Luftdruckverteilung
•
Lokale Änderungen der Topographie (natürliche)
•
Lokale Änderungen der Topographie (Baumaßnahmen etc.)
•
Änderungen im Gezeitenregime
Die Entwicklung im
letzten Jahrhundert
Globaler Meeresspiegel im letzten Jahrhundert
(Church et al. 2008)
- Aus Pegeldaten GMSL im 20. Jahrhundert ca. 1-2 mm/Jahr angestiegen
- Aus Pegeln und Satelliten 1993-2006 ca. 3 mm/Jahr
- Bezogen auf 20-Jahresperioden ist der GMSL in den letzten Jahren
deutlich schneller als über die meiste Zeit des 20. Jh. angestiegen.
Globaler Meeresspiegel: Budget [mm/Jahr]
Quelle
1961-2003
1993-2003
(nur Pegel)
(Pegel + Satelliten)
Thermische Ausdehnung 0.42 ± 0.12
1.60 ± 0.50
Kontinentales Eis
0.50 ± 0.18
0.77 ± 0.22
Grönland
0.05 ± 0.12
0.21 ± 0.07
Antarktis
0.14 ± 0.41
0.21 ± 0.35
Total
1.10 ± 0.50
2.80 ± 0.70
Beobachtet
1.80 ± 0.50
3.10 ± 0.70
Differenz
0.70 ± 0.70
0.30 ± 1.00
(nach IPCC 2007)
Meeresspiegelanstieg in der Nordsee
– im letzten Jahrhundert
Anstieg von
Meeresspiegel und
Tidenhub in der
Nordsee?
Meist: inhomogene Daten
(wasserbauliche Maßnahme
in der Umgebung des Pegels)
Aber „sauber“:
Norderney –
Gleichmässiger Anstieg
von MThw, MTnw, und
MThb; keine
Beschleunigung
in jüngster Vergangenheit
Δ (MTHw+MTnw)/2  2mm/a
H.-D. Niemeyer, Norderney, pers. Mitteilung
TidenhochwasserStatistik für
Cuxhaven.
Oben: 95%ile der
jährlichen Hochwasser
nach Abzug des
mittleren Hochwassers
(= wetterbedingter
Anteil)
Δ MThW  3mm/a
Unten: jährlich mittlere
Hochwasser;
Menschgemacht ?
Trends sollten nur dann als „unnatürlich“ und
damit anthropogen angesehen werden,
wenn sie stärker sind als jene, die im
Rahmen natürlicher (historischer)
Schwankungen aufgetreten sind, und in den
letzten Jahrzehnten deutlicher wurden.
Dieser Nachweis ist für globale und
regionale Gebietsmittel der Temperatur
gelungen; für regionale Größen anderer
Größen gibt es derartige Nachweise nicht
oder kaum.
Lund,
Stockholm
PAGE 13
Sturmaktivität
Temperatur
Sturmfluten in der Elbe
Vergangenheit
Differenz Scheitelhöhen
Hamburg - Cuxhaven
Sturmfluten in der Elbe deutlich
erhöht seit 1962 – aufgrund
wasserbaulicher Maßnahmen,
vor allem wegen der
Verkürzung der Deichlinie
Die mögliche
Entwicklung im diesem
Jahrhundert
Globaler Meeresspiegel:
Szenarien für 2100 [m]
Quelle
IPCC (A1Fl)
DELTA (oberes Limit)
Thermische Ausdehnung
0.17 … 0.41
0.12 … 0.49
Kontinentales Eis
0.08 … 0.17
0.07 … 0.18
Grönland
0.02 … 0.12
0.13 … 0.22
Antarktis
-0.14 …-0.03
-0.01 … 0.41
Beschl. Eisdynamik
0.01 … 0.17
---
---
0.00 … 0.04
0.25 … 0.76
0.55 … 1.10
Terrestrische Speicher
Total
Globaler Meeresspiegel:
Szenarien für 2100 [m]
(nach IPCC 2007)
“Delta-Report”: Lokaler Meeresspiegel
“Upper end”-Szenarien bis 2100 (Niederlande)
Quelle
DELTA (oberes Limit)
Anmerkung
Thermische Ausdehnung
(Global)
0.12 … 0.49
[m]
Thermische Ausdehnung
(Lokal)
-0.05 … 0.20
Ozeanzirkulation
Kontinentales Eis
0.06 … 0.14
Elasto-Gravity
Grönland
-0.55 … 0.04
Elasto-Gravity
Antarktis
-0.03 … 1.07
Elasto-Gravity
Terrestrische Speicher
0.00 … 0.04
Total
-0.05 … 1.20
Szenarien für 2085
Änderungen der 99%ile der Westwindstärke und Windstauhöhen gemäß
Szenario A2 in zwei verschiedenen Klimaänderungssimulationen
HIRHAM
RCAO
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Erwartete Erhöhung für 2070-2100 der windbedingten extremen Wasserstände
(99.5%ile) gemäß den Szenarien A2 und B2 und zwei verschiedenen
Klimamodellen.
(Woth, pers. Mitt.)
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Zusammenfassung des Wissensstands für die
Deutsche Nordseeküste
Wesentliche Faktoren, die
Sturmflutwasserstände
langfristig ändern können
Änderungen
bisher (1907
bis 2006)
Mögliche
Änderungen
bis 2030
Mögliche
Änderungen
bis 2100
ca. 2 dm
ca. 1 – 2 dm
ca. 2 – 8 dm
keine
ca. 0 – 1 dm
ca. 1 – 3 dm
ca. 2 dm
Bisher
unbekannt
Bisher
unbekannt
keine
Bisher
unbekannt
Bisher
unbekannt
Gezeitenregime
Regional sehr
unterschiedlich
Bisher
unbekannt
Bisher
unbekannt
Topographie
Regional sehr
unterschiedlich
Bisher
unbekannt
Bisher
unbekannt
Globaler mittlerer
Meeresspiegelanstieg
Meteorologisch bedingter Anteil
des Sturmflutwasserstandes
Regionaler und lokaler
Meeresspiegelanstieg
Wellenauflauf
Friesisches Selbstverständnis
DEUS MARE
FRISO LITORA FECIT
Gott schuf das Meer,
der Friese die Küste.
Strategien
Wellenüberlauf –
Belastungsreserven
Niemeyer & Kaiser 2008, NLWKN
Derzeit angesetzte Überlaufsicherheiten:
 3% aller Wellen (TWB 1967) – Niedersachsen
 2 l/(m∙s) – Generalplan Schleswig-Holstein
 0,1-1,0 l/(m∙s) – Niederlande
bei qualitativer Kleibewertung
Wellenüberlauf –
Belastungsreserven
Niemeyer & Kaiser 2008, NLWKN
Ergebnisse der Überlauftests in Delfzijl
 Keine Schäden an der Grasnarbe
bis 50 l / (m ∙ s)
 Funktionserhalt bis 50 l (m ∙ s)
nach künstlicher Vorschädigung
Erik Pasche,
TU HH
CFC = Cascading Flood
compartments
Erik Pasche,
TU HH
Erik Pasche,
TU HH
Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit
Siehe auch:
http://coast.gkss.de/staff/storch
Kontakt: [email protected]
Regionale Helmholtz-Klimabüros
http://www.klimabuero.de/
email: [email protected]