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Untersuchungen zum absoluten Meeresspiegelanstieg an der deutschen Nord- und Ostseeküste (MSL_absolut)

Projektdaten

Laufzeit: 01.08.2016 bis 31.07.2019
Koordinator:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jensen (Details)
Universität Siegen
Forschungsinstitut Wasser und Umwelt (fwu)
Paul-Bonatz-Str. 9-11
57076 Siegen
juergen.jensen@uni-siegen.de
Kooperationspartner:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Niemeier (Details)
TU Braunschweig
Institut für Geodäsie und Photogrammetrie
https://www.tu-braunschweig.de
Förderinstitution: Bundesministerium für Bildung und Forschung
https://www.bmbf.de/
Förderkennzeichen: 03KIS116

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Projektbeschreibung

Gefördert vom BMBF

Ein wesentliches Problem für den Nachweis von absoluten Meeresspiegeländerungen ist der Relativcharakter von Pegelaufzeichnungen. Zwar beschreiben diese Wasserstandsdaten die Änderungen des mittleren Meeresspiegels (MSL), jedoch beinhalten sie auch gleichzeitig den Einfluss von Vertikalbewegungen der Pegelstationen bzw. von Hebungen oder Senkungen des Hinterlandes. Aussagen über den absoluten Anstieg des MSL sind also nur möglich, wenn die Wasserstandsbeobachtungen mit belastbaren Zeitreihen/Aussagen über Vertikalbewegungen des Hinterlandes kombiniert werden. Die verlässliche Abschätzung von Vertikalbewegungen über einen längeren Zeitraum und den Anschluss an geologische Stabilbereiche ist eine zwingend erforderliche Aufgabe für die Einordnung des absoluten MSL-Anstiegs.

Im hier geplanten Vorhaben „MSL Absolut“ (MSLabs) sollen für die Nord- und Ostseeküste, vorrangig für Schleswig-Holstein, flächenhaft vertikale Landbewegungen über einen Zeitraum von mindestens 50 Jahren bestimmt und mit den hochaufgelösten Wasserstands Beobachtungen ausgewählter Stationen sowie räumlichen MSL Rekonstruktionen kombiniert werden; ein direkter messtechnischer Anschluss an Stabilbereiche ist vorgesehen.

Auch ist im Hinblick auf die Detektion des anthropogenen Anteils bei dem erwarteten beschleunigten Anstieg des MSL in den nächsten Jahren/Jahrzehnten eine Separierung der beiden Effekte (Vertikalbewegung und Meeresspiegeländerungen) zwingend erforderlich. Je nach Region kann die Amplitude der Vertikalbewegung das klimatische Signal bei weitem übersteigen. Entsprechend sind Wasserstände über den gesamten Beobachtungszeitraum betroffen und können den absoluten MSL-Anstieg je nach Senkungs-/Hebungsrate erheblich maskieren.

Das Vorhaben „MSLabs“ baut direkt auf den erzielten Forschungsergebnissen der früheren (laufenden) KFKI Vorhaben „AMSeL Nord- und Ostsee“ und „IKÜS“ auf und erweitert diese um mehrere Aspekte. Die in den AMSeL Projekten geschaffene punktuelle Datenbasis an Tidepegeln entlang der deutschen Nord- und Ostseeküste wird um neue, verbesserte Landbewegungsraten korrigiert und anschließend in Kombination mit neuen hochauflösenden Altimeterdatensätzen in die Fläche gebracht. Des Weiteren stellt das Projekt MSLabs eine sinnvolle Erweiterung der in dem Ressortforschungsprogramm KLIWAS geschaffenen Erkenntnisse (Fokus Nordsee) auf den gesamten deutschen Nord- und Ostseeraum dar und liefert eine verbesserte Datenbasis zur Validierung der in KLIWAS geschaffenen Ozeanmodelle.

Im Detail sollen folgende Forschungsziele erreicht werden:

  • Präzise Ermittlung der vertikalen flächenhaften Landbewegungen auf Basis aktualisierter GNSS- (Globales Navigationssatellitensystem) und Nivellement-Datensätze sowie der Differenz aus Satellitenaltimeter- und Tidepegeldaten über das gesamte Gebiet Schleswig-Holsteins.
  • Beurteilung und Interpretation der Prozesse, die zu den Landbewegungen führen.
  • Räumlich (entlang der gesamten Küstenlinie) -zeitliche Rekonstruktion des absoluten MSL in monatlicher Auflösung, Ermittlung linearer und nichtlinearer Trends und Beurteilung der relevanten Einflussfaktoren.
  • Kopplung der räumlich-zeitlichen Rekonstruktion des absoluten MSL mit vertikalen flächenhaften Landbewegungen zur Ableitung des relativen MSL entlang der gesamten Küstenlinie.
  • Einordnung der Ergebnisse für die Belange des Küstenschutzes und des Küsteningenieurwesens.

Als Ergebnis des Forschungsvorhabens werden detaillierte Kenntnisse über die in der Vergangenheit aufgetretenen Änderungen des MSL entlang der deutschen Nord- und Ostseeküste (Fokus: Schleswig-Holstein) geliefert, die mit aktuellsten Methoden und Wasserstandsdaten auf dem Stand der Wissenschaft erarbeitet wurden. Weiterhin wird hierdurch eine Wissenslücke bezüglich der Bedeutung vertikaler Landbewegungen sowie der räumlichen Entwicklung des absoluten und relativen MSL geschlossen, die aufgrund fehlender Detailanalysen aller verfügbaren Daten mit Fokus auf die deutsche Nord- und Ostseeküste besteht. Es soll überprüft werden, in wie weit kohärente Änderungen entlang der gesamten deutschen Nord- und Ostseeküste zu beobachten waren und ob es Änderungen in den Beobachtungszeitreihen gibt, die auf anthropogene Einflüsse im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel schließen lassen. Hierdurch wird gleichzeitig die Basis für die Ableitung belastbarer regionaler MSL-Projektionen für diesen Bereich geschaffen.

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