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Klimawandel Deiche müssen höher werden

Das Steigen des Meeresspiegels könnte zu unerwartet großen Sturmfluten führen.

Am Strand des Ostseebades Wustrow auf der Halbinsel Fischland sind Spaziergänger am schwer beschädigten Deich unterwegs. Foto: dpa

Die schwere Sturmflut an der deutschen Ostseeküste in der vergangenen Woche hat wieder einmal dramatisch demonstriert, welche Kraft und Wucht Naturgewalten besitzen – und wie begrenzt auch in heutigen Zeiten noch die den Menschen zur Verfügung stehenden Mittel sein können. Etliche Deiche in Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern hielten den Wellen nur unzureichend stand, Strände und Dünen wurden beschädigt, Steilküsten brachen ab, Straßen standen unter Wasser.

In künftigen Jahrzehnten könnte es noch weit schlimmer kommen, insbesondere an den nordfriesischen Küsten. Denn dort ist möglicherweise mit so gewaltigen Wellen zu rechnen, dass höhere Schutzbauwerke als bislang angenommen erforderlich sein dürften, um die Wassermassen vom Land fernzuhalten. Zu diesem Ergebnis jedenfalls kommt eine internationale Forschergruppe unter der Leitung von Arne Arns vom Institut Wasser und Umwelt an der Universität Siegen. Ihre Studie haben die Wissenschaftler jetzt in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ der „Nature Publishing Group“ vorgestellt.

Ihr Fazit: Die erforderlichen Höhen von Schutzbauwerken an den deutschen Küsten sollten überdacht werden, weil man bislang möglicherweise von zu niedrigen bei einer Sturmflut anlaufenden Wellen ausgegangen ist. Wie die Forscher zu dieser Einschätzung kommen? Ingenieur Arne Arns und Leiter des Teams „Küsten/Coastal Extremes“ erklärt, dass das mit dem steigenden Meeresspiegel zu tun hat: „Die Änderungen des Meeresspiegels sind die antreibende Größe für Sturmfluten und Seegang.“ Der wachsende Pegel rund um Globus wiederum hängt mit dem Schmelzen von Eisflächen und somit dem Klimawandel zusammen; wie stark der Anstieg ausfallen wird, ist eine der zentralen Fragen in der weltweiten Diskussion.

Für die Planung von Deichen etwa an der Nordseeküste dienen Prognosen zur Entwicklung des Meeresspiegels als Grundlage. Grob gesagt gilt: Je höher der Meeresspiegel ist, mit desto höheren Wellen muss auch bei einer Sturmflut gerechnet werden. Allerdings ging man bisher davon aus, dass beide Prozesse sich etwa im gleichen Verhältnis abspielen. Das würde bedeuten: Steigt der Meeresspiegel in einem bestimmten Zeitraum um 50 Zentimeter, so würde parallel dazu auch der Wasserstand bei Sturmfluten um etwa 50 Zentimeter in die Höhe wachsen, erklärt Arne Arns. Und genau an diesen Werten haben sich denn auch alle bisherigen Planungen für Schutzbauten orientiert. Doch diese Einschätzung dürfte nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen so nicht stimmen. Der Grund: Die Wechselwirkungen zwischen den Veränderungen des Meeresspiegels und extremen Wasserständen seien komplexer als gedacht, sagt der Siegener Forscher. Vermutlich erhöhe sich der Wasserstand bei einer Sturmflut in weit stärkerem Maße, um etwa das 1,5- bis Zweifache des mittleren Meeresanstiegs.

Das bedeutet: Auf die deutsche Nordseeküste könnten in den kommenden Jahrzehnten bei einer Sturmflut mächtigere Wellen zurollen und somit höhere Deiche erforderlich werden, als Experten es bislang angenommen haben. Denn in den bisherigen Untersuchungen seien die Veränderungen in den Sturmflut-Wasserständen und in den auflaufenden Wellen häufig nicht berücksichtigt worden. „Je höher der Basis-Wasserstand, desto höher wird die Welle“ erläutert Arne Arns. Gerade in jener Phase, da die Wellen an der Küste ankommen, veränderten sie sich stark; da sie in der Tiefe begrenzt seien, würden sie in die Höhe wachsen, und das ebenso umso mehr, je höher der Wasserstand durch eine Sturmflut ausfällt.

Insbesondere in den flachen Wattbereichen an der deutschen Nordseeküste könne das zu großen Problemen führen, sagt Arns. Er empfiehlt, diese Effekte in zukünftigen Untersuchungen „dringend“ zu berücksichtigen: „Wenn wir die für die Zukunft erforderlichen Schutzhöhen vereinfacht über prognostizierte Meeresspiegeländerungen abschätzen, kann dies zu einer Unterschätzung des erforderlichen Schutzniveaus führen.“

Wie stark der Meeresspiegel durch den Klimawandel tatsächlich steigen könnte, hat ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung des Climate Change Research Centre im australischen Sydney in einer anderen Studie untersucht. Sie analysierten dafür Bohrkerne aus dem ewigen Eis Schicht um Schicht. Das Ergebnis: Die Forscher fanden erschreckende Parallelen zu einer großen Schmelze, die sich vor knapp 15 000 Jahren auf der Erde abspielte – und befürchten, dass sich dieses Ereignis wiederholen könnte.

Damals trug die Antarktis nach Erkenntnis der Forscher zu einem Anstieg des Meeresspiegels „von mindestens drei Metern in wenigen Jahrhunderten“ bei. „Die Veränderungen, die derzeit stattfinden, ähneln auf verstörende Weise denjenigen vor 14 700 Jahren“, erklärt Michael Weber vom Steinmann-Institut der Universität Bonn, der an der Studie beteiligt war. Veränderungen in der atmosphärisch-ozeanischen Zirkulation hatten damals dazu geführt, dass sich im Ozean zwei Schichten bildeten: eine kalte an der Oberfläche und eine warme darunter. Unter diesen Bedingungen wiederum schmelzen Eisschilde stärker, als wenn kaltes und warmes Wasser vermischt sind. Und genau das, erklären die Wissenschaftler, geschehe momentan auch rund um die Antarktis.

Der australische Klimaforscher Chris Fogwill, Erstautor der Studie, erklärt dazu: „Die ozeanische Schichtung entsteht dadurch, dass der globale Klimawandel Teile der Eismassen an Land schmelzen lässt. Auf diese Weise gelangen große Mengen an spezifisch leichtem Süßwasser in die kalte Oberflächenschicht.“ Das verhindere, dass sich die Wassermassen schnell vermischen: „Während sich die Oberfläche abkühlt, erwärmt sich der Ozean in der Tiefe.“ In jüngster Zeit habe dieser Prozess habe den Rückgang der Gletscher in der Region des Amundsenmeeres in der Antarktis verursacht. „Es scheint, als wenn der globale Klimawandel die Bedingungen kopiert, die in der Vergangenheit zur massiven Destabilisierung des Antarktischen Eisschildes geführt haben.“

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