Peter Lemke. Eismassenbilanz und Meeresspiegel. Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung Bremerhaven

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1 Eismassenbilanz und Meeresspiegel Peter Lemke Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung Bremerhaven Institut für Umweltphysik Universität Bremen

2 Änderungen des Meeresspiegels Bedeutung: 150 Millionen Menschen leben 1m über NN 250 Millionen Menschen leben 5m über NN

3 Was verursacht Änderungen des Meeresspiegels? Änderungen des Grundwasserspeichers, Bau von Talsperren Vertikale Landbewegungen nach Entlastung durch schmelzende Eismassen Änderungen der Ozeanzirkulation, Sturmfluten Erwärmung des Meerwassers Abfluss von Schmelzwasser kontinentaler Eismassen

4 Der globale Wasserkreislauf [10 12 m 3 /Jahr] Reservoire [10 15 m 3 ]: Ozean 1350 Land 33.6 (Eis 25) Atm Aufenthaltsdauer: Ozean 3000 Jahre Land 300 Jahre Atm. 10 Tage Austausch, Transport, Speicherung, Phasenübergang Eisschilde 10 6 Jahre Der Ozean ist die Hauptquelle für den Regen über Land.

5 Klimasystem Hohe Albedo Latente Wärme Plastisches Material Effektiver Deckel

6 Komponenten der Kryosphäre Energie- Bilanz Meeresspiegel Komponenten der Kryosphäre Fläche (10 6 km 2 ) Eisvolumen (10 6 km 3 ) Meeresspiegel-Äquivalent (SLE) (m) Schnee auf Kontinenten (NH) 1.9 ~ ~ ~ 0.01 Meereis 19 ~ ~ ~0 Gletscher und Eiskappen 0.51 (0.54) 0.05 (0.13) 0.15 (0.37) Schelfeis ~0 Ausdehnung Volumen Eisschilde Grönland Antarktis Saisonal gefrorener Boden (NH) Permafrost (NH) ~ ~ ~ Lemke et al., 2007; IPCC AR4, Ch. 4

7 Änderungen des Meeresspiegels Letzte Eiszeit Letzte Warmzeit mit höherem Meeresspiegel als heute, bei Temperaturen wie wir sie 2100 erwarten Anstieg bis zu 4m/Jhdt Mittel:1m/Jhdt Unsere Zivilisation entwickelte sich an der Küste in Zeiten mit relativ konstantem Meeresspiegel Church et al

8 Messung der Änderungen des Meeresspiegels Erwärmung GRAVITY Schwerefeld Eis Schmelzwasser Tidenpegel REBOUND

9 Entwicklung des Meeresspiegels Änderungen im 20.Jhdrt waren größer als in den 1000 Jahren vorher (17cm) Entwicklung der Zivilisationen in Zeiten mit konstantem Meerespiegel 9 Church et al. 2008

10 Meeresspiegeländerung 10

11 Messung der Änderungen des Meeresspiegels Erwärmung GRAVITY Schwerefeld Eis Schmelzwasser Tidenpegel REBOUND Thermische Ausdehnung (T und S Messungen) Hydrograph. Schnitte Problem: Trennung zwischen sterischem (Erwärmung) und eustatischem (Schmelzwasser) Anteil

12 Beitrag von Gletschern zum Meeresspiegelanstieg seit Verstärkter Gletscherrückgang seit Beginn der 1990er Morteratsch Gletscher Massenverlust von Gletschern und Eiskappen: 0.37 ± 0.16 mm yr -1, ± 0.22 mm yr -1, Neu (2010): 0.92 ± 0.05 mm yr -1 Lemke et al. (2007) IPCC AR4, Chapter 4

13 Eisschilde

14 Total Greenland ice sheet melt area increased 65% since 1979 over the 30 year record; on average 2%/year. Konrad Steffen, WSL/ETH/EPFL The increasing trend in the total area of melting bare ice is at 13% per year

15 Grönländischer Eisschild schrumpft Grönland gewinnt Masse im Inneren, aber verliert mehr am Rand Grönlands Massenverlust steigt durch Gletscherabfluss und Schmelzen Neu (2012): Verlustrate hat sich verdoppelt Lemke et al. (2007) IPCC AR4, Chapter 4

16 Antarktischer Eisschild schrumpft Antarktischer Eisschild verliert Masse durch verstärkten Gletscherabfluss Neu (2012): Verlustrate hat sich verdoppelt Lemke et al. (2007) IPCC AR4, Chapter 4

17 Beitrag des Eises zum Anstieg des Meeresspiegels 1.2 ± 0.4 mm/jahr Neue Daten: 3.2 mm/jahr Neue Daten für Eisschmelze ~1.8 mm/jahr Gletscher: 0.9 mm/a; GIS: 0.6 mm/a; AIS: 0.3 mm/a

18 Szenarien für die Entwicklung des Meeresspiegels Entwicklung der Zivilisationen in Zeiten mit konstantem Meerespiegel Unsicherheit in der Eisschilddynamik Gegenwärtig bewegt sich der Meeresspiegel am oberen Rand der Szenarien Änderungen im 20.Jhdrt waren größer als in den 1000 Jahren vorher 18 Church et al. 2008

19 Global CO 2 emissions from fossil fuels Fossil fuel CO 2 emissions [PgC/y] Scenarios: IPCC Representative Concentration Pathways Observation uncertainty band (± 1 standard deviation) 2100: T ~ 4-6 C Data: CDIAC (preliminary for 2009, 2010) Figure: Raupach et al (in prep, Dec 2011) Citation for data: Peters, G.P., Marland, G., Le Quéré, C., Boden, T., Canadell, J.C. and Michael R. Raupach (2011). Rapid growth in CO2 emissions after the Global Financial Crisis. Nature Climate Change 1 (doi: /nclimate1332)

20 Offene Fragen Beitrag durch Erwärmung des tiefen Ozeans Zukünftiger Gletscher-Beitrag (Gesamtmasse) Dynamik der Eischilde (Ausfluss-Gletscher) Instabilität der Eisschilde Einfluss des Ozeans auf Schelfeis/Inlandeis

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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