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Verbundprojekt WTZ Südliches Afrika - SPACES II: CASISAC -Änderungen im Agulhasstromsystem und Auswirkungen auf die Küsten im südlichen Afrika; Vorhaben: SP3 Meeresspiegel und Küstenextremereignisse

Projektdaten

Laufzeit: 01.07.2018 bis 30.06.2021
Verbund-Koordinator:
Prof. Dr. Arne Biastoch  (Details)
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
Düsternbrooker Weg 20
24105 Kiel
Koordinator Teilprojekt “SP3 Meeresspiegel und Küstenextremereignisse“:
Dr.-Ing. Sönke Dangendorf  (Details)
Universität Siegen
Forschungsinstitut Wasser und Umwelt (fwu)
Paul-Bonatz-Str. 9-11
57076 Siegen
Kooperationspartner:
Prof. Dr. Arne Biastoch (Coordination) and Prof. Dr. Katja Matthes  (Details)
GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
Düsternbrooker Weg 20
24105 Kiel
Prof. Dr. Athanasios Vafeidis  (Details)
Christian-Albrechts-Universität Kiel (CAU)
Geographisches Institut
Ludewig-Meyn-Str. 14
24098 Kiel
Dr.-Ing. Sönke Dangendorf  (Details)
Universität Siegen
Forschungsinstitut Wasser und Umwelt (fwu)
Paul-Bonatz-Str. 9-11
57076 Siegen
Dr. Eduardo Zorita and Dr. Birgit Hünicke  (Details)
Zentrum für Material- und Küstenforschung
Helmholtz-Zentrum Geesthacht GmbH (HZG)
Max-Planck-Straße 1
21502 Geesthacht
Südafrikanische Partner: Prof. Dr. Chris Reason, University of Cape Town (UCT)
Dr. Marjolaine Krug, Council for Scientific and Industrial Research (CSIR)
Dr. Juliet Hermes, South African Environmental Observation Network (SAEON)
Förderer: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) (http://www.bmbf.de/)
Förderkennzeichen: 03F0796C

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Projektbeschreibung

CASISAC


Gefördert vom BMBF


Das südliche Afrika verfügt über rund 4600 km Küsten, deren Bevölkerung vor allem in den Millionenmetropolen stetig steigt. Extreme Ereignisse wie zum Beispiel die Sturmflut vom März 2017 bedrohen schon jetzt das Leben in den Küstenregionen Namibias und Südafrikas. Rund die Hälfte der Küste besteht derzeit aus flachen Stränden, Ästuargebieten und Lagunen, in denen auch die größten Städte wie Kapstadt, Port Elizabeth und Durban liegen. Extreme Sturmereignisse bringen in der Region Wellen von über acht Metern mit sich, deren enorme Kraft zur Erosion der Küsten und dem Versagen bestehender Küstenschutzsysteme führen. Als Konsequenz kommt es häufig zu Überflutungen. Gleichzeitig können heftige Starkregenereignisse zu erhöhtem Oberflächenabfluss und steigenden Flusspegeln führen und damit das Überflutungsrisiko weiter erhöhen.

Der Klimawandel stellt diese Region vor große Herausforderungen, da steigende Meeresspiegel und erhöhte Meeresoberflächentemperaturen das Risiko solcher Extremereignisse und daraus resultierender Überflutungen sukzessive steigern. Der Klimawandel wird damit zunehmend zur Herausforderung für Infrastruktur, Transport, Landwirtschaft, und Wasserressourcenmanagement im Küstenbereich. Trotz dieser bekannten und sukzessiven Gefahr ist weder das Phänomen des Meeresspiegelanstiegs und einhergehender Sturmfluten noch deren Folgen entlang der Küsten des südlichen Afrikas bisher ausreichend verstanden.

Eine Kernrolle bei der Entstehung extremer Ereignisse entlang der Küste des südlichen Afrikas wird dem Agulhasstromsystem zugesprochen. Der Agulhasstrom gilt als einer der mächtigsten Meeresströmungen im Weltozean und transportiert warmes und salzreiches Wasser aus dem tropischen Indischen Ozean nach Süden. Das gesamte Agulhasstromsystem hängt seinerseits stark von den großräumigen Windfeldern auf der Südhemisphäre ab. Bereits beobachtete und für die Zukunft prognostizierte Änderungen im Agulhasstromsystem führen zu einer Erwärmung des Oberflächenwassers und haben somit Auswirkungen auf das Klima in den Anrainerstaaten des Atlantiks, allen voran im südlichen Afrika. Dabei spielt vor allem die Veränderung von Niederschlagsmustern und Regenmengen eine wichtige Rolle für die Trinkwasserversorgung und Landwirtschaft, aber auch die mögliche Gefährdung durch Starkregenereignisse. CASISAC simuliert die Auswirkungen der Veränderungen in der Agulhasstromregion auf das Regionalklima im südlichen Afrika. Meeresströmungen sind eng mit den Mustern der Meeresoberfläche verknüpft, wobei der globale Meeresspiegelanstieg regional verstärkt, aber auch kompensiert werden kann. Dazu kommen mögliche Änderungen in den Verteilungsmustern und Höhen von Oberflächenwellen. CASISAC quantifiziert die bereits diagnostizierte und für die Zukunft prognostizierte Regionalverteilung des Meeresspiegels entlang der Küstenlinien im südlichen Afrika. Die Kombination aller Effekte, Veränderungen in den Niederschlagsmengen und resultierenden Flusseinträgen, Meeresspiegelanstieg und Wellen stellen wichtige Kenngrößen für die regionalen Auswirkungen auf die südafrikanischen Küsten dar.

Die Ziele von CASISAC SP3 „Meeresspiegel und Küstenextremereignisse“ im Speziellen liegen in einer umfassenden küstenhydrologischen Systemanalyse, der Identifizierung möglicher klimatischer und anthropogener Änderungen, sowie deren Einfluss auf Küstenschutzstrategien und Bemessungsfragen. Übergeordnetes Ziel ist die Abschätzung beobachteter und projizierter Änderungen im Meeresspiegel und Wellenklima sowie der extremwertstatistischen Einordung von Sturmflutereignissen. Dabei ist von besonderem Interesse, in welcher Hinsicht Änderungen in den südhemisphärischen Westwinden und dem Agulhasstromsystem das Auftreten von extremen Sturmfluten entlang der Küste beeinflussen und ob sich solche extremen Sturmfluten mit Starkregen und erhöhtem Binnenabfluss in Ästuaren überlagern können. Die im Rahmen von CASISAC SP3 erarbeiteten Kenngrößen sind Basis für die Modellierung sozio-ökonomischer Auswirkungen von Sturmfluten sowie einhergehender Überflutungen und sollen einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung geeigneter Management und Schutzstrategien an den Küsten des südlichen Afrikas leisten.

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