Der Meeresspiegel steigt aber woher wissen wir das?
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- Liese Schmidt
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1 Der Meeresspiegel steigt aber woher wissen wir das? Wolfgang Bosch Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DGFI) München Die Meeresoberfläche vermessen durch Pegel - punktweise Messungen - sehr genau (wenn regelmäßig kontrolliert) - z.t.. sehr lange Zeitreihen (über 100 Jahre) - nicht unbedingt repräsentativ für das offene Meer durch Satellitenaltimetrie (Höhenmessung aus dem Weltraum) Wettzell, 12.März
2 Vierte Beurteilung zu Klimawandel und Wasser Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (ehemals Club of Rome ) Gesicherte Erkenntnisse: Globale Erwärmung eindeutig durch Beobachtungen nachgewiesen (Anstieg von Luft- und Wasser- Temeperatur, Abschmelzen von Eis, Meeresspiegelanstieg) Wettzell, 12.März Globale Meeresspiegeländerungen Wettzell, 12.März
3 Globale Mittelwerte aller Meereshöhen in zeitliche Entwicklung (Meeresspiegelanstieg) Wettzell, 12.März Globaler Meeresspiegelanstieg (UCAR) Quelle: Steve Nerem, UCAR, Boulder, Colorado Wettzell, 12.März
![aller Abschätzungen Meeresspiegelanstieg, beobachtet Diff: Beobachtet - Geschätzt Beitrag [mm/jahr Jahr] 1.6 ± 0.5 0.](/docs-images/63/50157341/images/4-2.jpg "8 ± 0.2 0.2 ± 0.1 0.2 ± 0.4 2.8 ± 0.7 3.1 ± 0.7 0.3 Quelle: EEA Report No. 04/2008 bzw.")
4 Was trägt zum Meeresspiegelanstieg bei ( )? Vorgang Ausdehnung des Meerwassers Schmelzen von Gletschern Schmelzen des Grönland-Eises Schmelzen der Antarktis Summe aller Abschätzungen Meeresspiegelanstieg, beobachtet Diff: Beobachtet - Geschätzt Beitrag [mm/jahr Jahr] 1.6 ± ± ± ± ± ± Quelle: EEA Report No. 04/2008 bzw. IPCC Fourth Assessment Report Wettzell, 12.März Messprinzip von Pegeln Wettzell, 12.März
5 Moderne Pegel Akustische Messung oder Radarsystem Elektronische Erfassung und direkte Datenübertragung Höhere Abtastraten (z.b. minütlich) Wettzell, 12.März Beispiel einer Pegelregistrierung Wettzell, 12.März
6 Halbtägiger Gezeitenhub durch den Mond (M2) Wettzell, 12.März Gezeitenwellen in Patagonien (Argentinien) Wettzell, 12.März
7 Kontrollierte Pegel mit Messreihen von mehr als 40 Jahren Quelle: Permanent Service of Mean Sea Level (PSMSL) Wettzell, 12.März Pegelregistrierungen sind relativ! Die scheinbaren Absenkungen des Meeresspiegels in Skandinavien - ein Widerspruch zum IPCC? time [a] Quelle: G. Liebsch,, BKG Wettzell, 12.März
8 Nacheiszeitl. Abschmelzen der nördl. Eiskappen (Peltier,, 1998) Die Erde reagiert elastisch: Eismassen drücken die Erde ein. Abschmelzen von Eismassen entlasten die Erde und führen zu eine Landhebung. Wettzell, 12.März ICE-5G(VM2) Modell zur nacheiszeitlichen Landhebung (Peltier,, 2004) Wettzell, 12.März
9 Geodätische Kontrolle von Meeres-Pegeln TIGA Projekt Kontinuierlich messende GPS Empfänger (nahe) am Pegel DGFI bestimmt die Vertikalbewegung der Pegel im Atlantik Wettzell, 12.März Kritische Betrachtung zu Pegelmessungen Messreihen können sehr genau sein und absolute Meeresspiegeländerungen anzeigen aber Sehr sorgfältige Kontrolle der Registriereinrichtung erforderlich Niveausprünge Wiederholte lokale Höhenmessungen örtliche Verankerung Präzise globale Punktpositionierung (z.b. mit GPS) tektonische Hebung/Senkung (postglazial) Sehr unregelmäß äßige Verteilung von Pegeln mit kontrollierten Langzeit-Messungen Wettzell, 12.März
10 Satellitenaltimetrie Typische Kennzeichen: Trägerfrequenz 13.5 GHz Impulsdauer 12.5 nsec Impulslaufzeit 5 msec Pulsfolge 1000Hz Mittelbildung 0,05 sec Flughöhe footprint Geschwindigkeit 800km 2-11 km 6,7 km/sec Analyse des Radar-Echos: - Laufzeit Abstand zur Meeresoberfläche - Neigung der Flanke Wellenhöhe he - Energie Windgeschwindigkeit Wettzell, 12.März TOPEX erfolgreichster Altimetersatellit 13-jährige Messreihe (bis 2005) mit Wiederholrate von zehn Tagen Sehr genaue Bahnbestimmung durch GPS, Laser und Doris Zwei-Frequenz Altimeter Nachfolger: : Jason-1 1 (seit( 2002) Wettzell, 12.März
11 ENVISAT Größter und komplexester Umweltsatellit Seit März 2002 in Betrieb Bau und Betrieb durch die ESA (Europäische RaumfahrtRaumfahrt-Agentur) Wettzell, 12.März Bahnspuren von TOPEX und Jason1 Nach ca. 10 Tagen wiederholter Überflug Wettzell, 12.März
12 Wiederholte Bahnspuren in der Karibik von Jason1/TOPEX (10), GFO (17), ERS/ENVISAT(35) Wettzell, 12.März Messpunkte geodätischer Missionsphasen (ERS-1 1 & Geosat) mit Wiederhol-Spuren Wettzell, 12.März
13 Meereshöhen aus Satellitenaltimetrie Entscheidend: Vermessung und Bestimmung der Bahn durch GPS oder andere Mikrowellenverf. Wettzell, 12.März Karte der mittleren Meeresoberfläche Höhen (m) über einem Erdellipsoid CLS01 Hernandez & Schaeffer 2001 Wettzell, 12.März
14 Mittlere Meeresoberfläche im West Pazifik Wettzell, 12.März Der Meeresspiegel ein geglättetes Abbild des Meeresbodens Der Meeresspiegel steht überall senkrecht zur Lotrichtung Wettzell, 12.März
15 Wie genau sind diese Meereshöhen? Doppelbestimmung an Kreuzungspunkten Im Mittel sind diese Differenzen ca 8 cm Davon sind ca. 6 cm durch Meeresvariabilität verursacht Meereshöhengenauigkei t ca. 2 3 cm Wettzell, 12.März An der Küste: Vergleich von Altimetrie- und Pegelmessungen Wettzell, 12.März
16 Basisnetz moderner, kontrollierter Pegel Geeignet zur Kalibration von Altimetermessungen Wettzell, 12.März Das Wichtigste 1(2) Die Meeresoberfläche steht in erster Näherung im Gleichgewicht mit der Schwerkraft. Die Oberfläche bildet deshalb alle Massenunregelmäßigkeiten im Erdinneren bzw. am Meeresboden ab. Mit der Satellitenaltimetrie können einzelne Meereshöhen mit ca. 2 3 cm genau bestimmt werden Durch den wiederholten Überflug der Bahnspuren werden die Meereshöhen alle 10 Tage (TOPEX/Jason-1), alle 17 Tage (GFO) und alle 35 Tage (ENVISAT) erneut vermessen Dadurch können Zeitreihe über nunmehr 15 Jahre gebildet werden Wettzell, 12.März
17 Zeitliche Änderungen der Meeresoberfläche erfolgen auf allen Raum- und Zeitskalen: Gezeiten mit 12- und 24-stündigen Perioden Kleinräumige, kurzfristige Anomalien ( Eddies ) Jahreszeitliche Variationen (mit großräumigem Muster) Langperiodische (mehrjährige) Änderungen Globaler Meeresspiegelanstieg Altimetrie erlaubt es erstmals alle Phänomene im Detail zu untersuchen Wettzell, 12.März Kleinräumige Wirbel (Eddies) im Kuroshio-Strom ARGO-Floats (Treibbojen, deren Position durch Satellitenüberwacht wird) Wettzell, 12.März
18 Mittlere jahreszeitliche Schwankungen (ohne Gezeiten, d.h. Tidenhub korrigiert) Wettzell, 12.März Jahreszeitliche Schwankungen des Meeresspiegels In welchem Monat erreichen die Pegel ihr Maximum? Quelle: PSMSL Wettzell, 12.März
19 Meeresspiegelanomalien (ohne saisonale und säkulare Entwicklung) Wettzell, 12.März Lokaler Meeresspiegelanstieg (cm) Wettzell, 12.März
20 Lokaler Meeresspiegelanstieg (cm) Wettzell, 12.März Fließband-Zirkulation Wettzell, 12.März
21 Globale Mittelwerte aller Meereshöhen in zeitliche Entwicklung (Meeresspiegelanstieg) Wettzell, 12.März Das Wichtigste 2(2) Die Satellienaltimetrie ermöglicht eine umfassende Überwachung des Meeresspiegels auf wenige cm genau. Die Meeresoberfläche variiert jahreszeitlich und kurzfristig. Damit lassen sich die Meeresgezeiten und viele Details der Oberflächenströmung bestimmen bzw. verbessern. Regional entwickelt sich die mittlere Meeresoberfläche sehr unterschiedlich mit bis zu ± 20 cm/dekade Dekade. Ein globaler Meeresspiegelanstieg von ca. +3 mm/jahr ist nachweisbar und signifikant. Wettzell, 12.März
22 Danke für ihr Interesse! Die Animationen sind auch verfügbar unter Wettzell, 12.März
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