Im letzten Jahrzehnt war der grönländische Eisschild mehreren Extremereignissen ausgesetzt, mit teils unerwartet starken Auswirkungen auf die Oberflächenmassebilanz und den Eisfluss, insbesondere in den Jahren 2010, 2012 und 2015. Einige dieser Schmelzereignisse prägten sich eher lokal aus (wie in 2015), während andere fast die gesamte Eisfläche bedeckten (wie in 2010).Mit fortschreitendem Klimawandel ist zu erwarten, dass extreme Schmelzereignisse häufiger auftreten und sich verstärken bzw. länger anhalten. Bisherige Projektionen des Eisverlustes von Grönland basieren jedoch typischerweise auf Szenarien, die nur allmähliche Veränderungen des Klimas berücksichtigen, z.B. in den Representative Concentration Pathways (RCPs), wie sie im letzten IPCC-Bericht genutzt wurden. In aktuellen Projektionen werden extreme Schmelzereignisse im Allgemeinen unterschätzt - und welche Konsequenzen dies für den zukünftigen Meeresspiegelanstieg hat, bleibt eine offene Forschungsfrage.Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, die Auswirkungen extremer Schmelzereignisse auf die zukünftige Entwicklung des grönländischen Eisschildes zu untersuchen. Dabei werden die unmittelbaren und dauerhaften Auswirkungen auf die Oberflächenmassenbilanz und die Eisdynamik bestimmt und somit die Beiträge zum Meeresspiegelanstieg quantifiziert. In dem Forschungsprojekt planen wir zudem, kritische Schwellenwerte in der Häufigkeit, Intensität sowie Dauer von Extremereignissen zu identifizieren, die - sobald sie einmal überschritten sind - eine großräumige Änderung in der Eisdynamik auslösen könnten.Zu diesem Zweck werden wir die dynamische Reaktion des grönländischen Eisschilds in einer Reihe von Klimaszenarien untersuchen, in denen extreme Schmelzereignisse mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit zu bestimmten Zeitpunkten auftreten, und die Dauer und Stärke prognostisch variiert werden. Um indirekte Effekte durch verstärktes submarines Schmelzen hierbei berücksichtigen zu können, werden wir das etablierte Parallel Ice Sheet Model (PISM) mit dem Linearen Plume-Modell (LPM) koppeln. Das LPM berechnet das turbulente submarine Schmelzen aufgrund von Veränderungen der Meerestemperatur und des subglazialen Ausflusses. Es ist numerisch sehr effizient, so dass das gekoppelte PISM-LPM Modell Ensemble-Läufe mit hoher Auflösung ermöglicht. Folglich kann eine breite Palette von Modellparametern und Klimaszenarien in Zukunftsprojektionen in Betracht gezogen werden.Mit dem interaktiv gekoppelten Modell PISM-LPM werden wir den Beitrag Grönlands zum Meeresspiegelanstieg im 21. Jahrhundert bestimmen, unter Berücksichtigung regionaler Veränderungen von Niederschlag, Oberflächen- und Meerestemperaturen, und insbesondere der Auswirkungen von Extremereignissen. Ein Hauptergebnis wird eine Risikokarte sein, die aufzeigt, in welchen kritischen Regionen Grönlands zukünftige extreme Schmelzereignisse den stärksten Eisverlust zur Folge hätten.
Holozäne Meeresspiegeländerungen waren von Ort zu Ort verschieden. Großräumige Mechanismen, die für die beobachtete Variabilität verantwortlich sind, umfassen das Wechselspiel zwischen eustatischen Schmelzwassereinträgen und isostatischen Ausgleichsbewegungen der festen Erde infolge des postglazialen Massenaustausches zwischen polaren Eisschilden und den Ozeanen. Diese Prozesse werden durch ozeanographische Faktoren, regional und über kürzere Zeitskalen, weiter differenziert. Während des frühen Holozäns stieg der Meeresspiegel in den äquatorialen Ozeanbecken rasch an, was den dominanten eustatischen Einfluss reflektiert. Im mittleren Holozän, als sich das Abschmelzen der Eisschilde verlangsamte, wurden Meeresspiegeländerungen in den Tropen vor allem durch isostatische Prozesse gesteuert da die absinkenden peripheren Vorlandausbuchtungen in höheren Breiten eine Umverteilung der Wassermassen vom Äquator hin zu den Polen bewirkten. Im Spät-Holozän / Anthropozän wurde die tropische Meeresspiegelvariabilität weitgehend durch dynamisch-ozeanographische und sterische Faktoren bestimmt. Die Kenntnis des raum-zeitlichen Zusammenspiels zwischen den vorherrschenden Prozessen holozäner Meeresspiegeländerungen in Äquatornähe ist essentiell, um die Dynamiken vergangener Eisschilde zu verstehen, Erdparameter in glazialen isostatischen Ausgleichsmodellen zu definieren und anthropogene Einflüsse zu bewerten. Dieses Projekt liefert einen Beitrag zum Verständnis der dominanten Einflussfaktoren des Holozänen / Anthropozänen Meeresspiegels in Indonesien, einem Archipel der gefährdet vom zukünftigen Meeresspiegelanstieg ist. Wir werden die Rate des Meeresspiegelanstiegs im frühen Holozän und den Zeitpunkt als der Meeresspiegel erstmals seine gegenwärtige Position erreichte, anhand von Korallenbohrkernen im tektonisch stabilen Spermonde-Archipel, Sulawesi, rekonstruieren. Die Ergebnisse werden mit Simulationen zu den glazialen isostatischen Ausgleichsbewegungen verglichen, um zu ermitteln, ab wann die Isostasie der dominierende Faktor für den Anstieg des Meeresspiegels im frühen Holozän wurde. Dieses Projekt wird außerdem widersprüchliche Meeresspiegelrekonstruktionen in Süd-Sulawesi, durch gründliche Feldarbeiten evaluieren. Zusammen mit den Rekonstruktionen für das frühe Holozän werden diese Ergebnisse verwendet, um die regionalen Erdmodell-Parameter zu begrenzen und um isostatische Hintergrundsignale zu den anthropogenen und dynamisch-ozeanographischen Einflüssen zu ermitteln. Schließlich wird dieses Projekt die erste hochauflösende Meeresspiegelrekonstruktion für das Spät-Holozän / Anthropozän in Südostasien liefern. Basierend auf einer fließenden zeitlichen Abfolge fossiler Mikroatolle, die bis in das 17. Jahrhundert zurückreichen wird, wird der sterische Beitrag zur Meeresspiegelvariabilität im Indopazifischen Raum während der Kleinen Eiszeit und der globalen Erwärmung des 20. Jahrhunderts bewertet.
Der Verlust wertvoller Lebensräume sowie der beschleunigte Meeresspiegelanstieg gefährden die biologische Vielfalt der zum schleswig-holsteinischen Wattenmeer gehörenden Sandküste von St. Peter-Ording. Das Projekt möchte die Natürlichkeit und Artenvielfalt vor allem der Binnendünen dieses Küstenabschnitts wiederherstellen und stärken. Die Maßnahmen sollen die Küste auf zukünftige Veränderungen durch den Meeresspiegelanstieg vorbereiten.
Swath sonar bathymetry data used for that dataset was recorded during RV MARIA S. MERIAN cruise MSM51/1 using Kongsberg EM1002 multibeam echosounder. The cruise took place between 01.02.2016 and 27.02.2016 in the Baltic Sea. The cruise aimed to perform seismo- and hydroacoustic surveys, sampling of Holocene sediments and to investigate the water column wintertime mixing close to sea-ice limits. These surveys improved the understanding of variations in the ventilation of the deeper Baltic, considering not only external climate forcing but also the effects of postglacial sealevel rise and isostatic uplift [CSR]. CI Citation: Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de) as responsible party for bathymetry raw data ingest and approval. During the MSM51-1 cruise, the moonpooled KONGSBERG EM1002 multibeam echosounder (MBES) was utilized to perform bathymetric mapping in shallow depths. 111 beams are formed for each ping while the seafloor is detected using amplitude and phase information for each beam sounding. For further information on the system, consult https://www.km.kongsberg.com/. Postprocessing and products were conducted by the Seafloor-Imaging & Mapping group of MARUM/FB5, responsible person Paul Wintersteller (seafloor-imaging@marum.de). The open source software MB-System (Caress, D. W., and D. N. Chayes, MB-System: Mapping the Seafloor, https://www.mbari.org/products/research-software/mb-system, 2017) was utilized for this purpose. A sound velocity correction profile was applied to the MSM51-1 data; there were no further corrections for roll, pitch and heave applied during postprocessing. A tide correction was applied, based on the Oregon State University (OSU) tidal prediction software (OTPS) that is retrievable through MB-System. CTD measurements during the cruise were sufficient to represent the changes in the sound velocity throughout the study area. Using Mbeditviz, artefacts were cleaned manually. NetCDF (GMT) grids of the edited data as well as statistics were created with mbgrid. The published bathymetric EM1002 grid of the cruise MSM51-1 has a resolution of 15 m. No total propagated uncertainty (TPU) has been calculated to gather vertical or horizontal accuracy. A higher resolution is, at least partly, achievable. The grid extended with _num represents a raster dataset with the statistical number of beams/depths taken into account to create the depth of the cell. The extended _sd -grid contains the standard deviation for each cell. The DTMs projections are given in Geographic coordinate system Lat/Lon; Geodetic Datum: WGS84.
Der heutige Küstenraum mit seinen Landschaftselementen, den Inseln, Watten und Marschen, ist geologisch betrachtet ein sehr junges Gebilde, das erst in den letzten 8500 Jahren unter dem Einfluss eines Meeresspiegel-Anstieges um ca. 25 m entstanden ist. Die ursprünglich vorhandene, im Eiszeitalter ausgeformte Geestlandschaft wurde dabei überflutet, teilweise umgestaltet und in unterschiedlicher Mächtigkeit von holozänen Küstenablagerungen überdeckt. Überwiegend handelt es sich dabei um tonig-schluffige, teilweise auch sandige Watt- und Brackwassersedimente, die vom Meer und von Flüssen in den Küstenraum eingefrachtet bzw. um Torfe, die in Küstenmooren akkumuliert worden sind. Im Bereich der Inseln wird dieser maximal 35 m mächtige Sedimentkörper stellenweise von Dünen überlagert, die bis zu 25 m Höhe erreichen. Die Geologische Küstenkarte von Niedersachsen 1 : 25 000 stellt die holozänen Landschaftsformen und Küstenablagerungen in zwei Karten zu folgenden Themen dar: - Relief der Holozänbasis - Profiltypen des Küstenholozäns. Die Darstellung der Profiltypen des Küstenholozäns vermittelt ein generalisiertes Bild von der lateralen Verbreitung und vertikalen Abfolge der Küstenablagerungen. Farbig dargestellt sind die Haupt- und Nebenprofiltypen des lithologischen Ordnungsprinzips (BARCKHAUSEN et al. 1977, STREIF 1979, 1998) sowie die Dünenareale auf den Inseln. Kartenausschnitte, für die keine Aussagen über die Profiltypen des Küstenholozäns getroffen werden können, sind durch hellblaue Flächenfarbe gekennzeichnet. Sofern ein Kartenblatt Geestgebiete umfasst, werden diese ohne Flächenfarbe dargestellt. Ein stark schematisierter geologischer Schnitt illustriert in Profilsäulen den Schichtenaufbau sowie die Lagebeziehungen der klastischen bzw. organischen Sequenzen des Küstenholozäns zueinander und stellt die hieraus abgeleiteten 3 Hauptprofiltypen und 12 Nebenprofiltypen dar. Der Klastische Komplex (Hauptprofiltyp X) und seine Nebenprofiltypen sind durch ein Vorherrschen sandiger bis toniger Sedimente gekennzeichnet. Geringmächtigere Torfe können hier jeweils nur an der Basis des holozänen Sedimentkörpers bzw. an dessen Oberfläche vorkommen. Charakteristisch für den Verzahnungskomplex (Hauptprofiltyp Y) und seine Nebenprofiltypen ist eine mehr oder weniger intensive Verzahnung von klastischen Sedimenten mit eingeschalteten Torfen. Zusätzlich zu den eingeschalteten Torflagen können hier auch Torfe an der Basis des holozänen Sedimentkörpers bzw. an dessen Oberfläche vorkommen. Im Torfkomplex (Hauptprofiltyp Z) und dessen Nebenprofiltypen dominieren Niedermoor- bzw. Hochmoortorfe. Klastische Sedimente können hier als eine geringmächtigere Einschaltung innerhalb der Torfe auftreten oder geringmächtigere Deckschichten bzw. Basalschichten der Torfe bilden.
Der heutige Küstenraum mit seinen Landschaftselementen, den Inseln, Watten und Marschen, ist geologisch betrachtet ein sehr junges Gebilde, das erst in den letzten 8500 Jahren unter dem Einfluss eines Meeresspiegel-Anstieges um ca. 25 m entstanden ist. Die ursprünglich vorhandene, im Eiszeitalter ausgeformte Geestlandschaft wurde dabei überflutet, teilweise umgestaltet und in unterschiedlicher Mächtigkeit von holozänen Küstenablagerungen überdeckt. Überwiegend handelt es sich dabei um tonig-schluffige, teilweise auch sandige Watt- und Brackwassersedimente, die vom Meer und von Flüssen in den Küstenraum eingefrachtet bzw. um Torfe, die in Küstenmooren akkumuliert worden sind. Im Bereich der Inseln wird dieser maximal 35 m mächtige Sedimentkörper stellen- weise von Dünen überlagert, die bis zu 25 m Höhe erreichen. Die Geologische Küstenkarte von Niedersachsen 1 : 25 000 stellt die holozänen Landschaftsformen und Küstenablagerungen in zwei Karten zu folgenden Themen dar: - Relief der Holozänbasis - Profiltypen des Küstenholozäns. Das Relief der Holozänbasis wird in Form eines auf NN bezogenen Tiefenlinienplanes abgebildet, wobei die einzelnen Isolinien Tiefenstufen von 1 m kennzeichnen, Flächenfarben dagegen Tiefenbereiche von jeweils 2 m zusammenfassen. Kartenausschnitte, für die keine Aussagen zum Relief der Holozänbasis getroffen werden können, sind durch hellblaue Flächenfarbe gekennzeichnet. Sofern ein Kartenblatt Geestgebiete umfasst, werden diese ohne Flächenfarbe dargestellt. In weiten Teilen des Küstenraumes entspricht die Holozänbasis-Fläche der ehemaligen, im Eiszeitalter ausgeformten Landoberfläche. Stellenweise wurde dieses ursprüngliche Relief jedoch bei der holozänen Meeresüberflutung und den damit einhergehenden Erosionsprozessen überprägt. Exponiert gelegene Teile der ursprünglichen Geestlandschaft wurden unter Einwirkung von Seegang und Brandung flächenhaft abgetragen, ehemalige Talsysteme durch Gezeitenströmungen erweitert, vertieft und z.T. in weit landeinwärts reichende Erosionsrinnen umgestaltet. Mit fortschreitendem Meeresspiegel- Anstieg wurden die ursprünglichen Landschaftsformen sowie die im Holozän umgestalteten Gebiete gleichermaßen durch junge Küstenablagerungen überdeckt. Aufgrund dieser Gegebenheiten bildet die Holozänbasis-Fläche eine geotechnisch bedeutsame Grenzfläche zwischen tragfähigen eiszeitlichen Moränen-, Schmelzwasser- und Flußablagerungen im Liegenden und setzungsfähigen holozänen Weich- bzw. Lockerablagerungen im Hangenden.
Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks engagiert sich die BAW gemeinsam mit weiteren Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden des BMVI, um fach- und verkehrsträgerübergreifende Lösungen für die drängenden Verkehrsfragen der Zukunft aufzuzeigen (www.bmvi-expertennetzwerk.de). Ein Fokusgebiet ist dabei der Küstenbereich mit seinen Seehafenzufahrten, denn infolge des zunehmenden Welthandels hat der Seehandel in der heutigen Zeit der Globalisierung eine größere Bedeutung als je zuvor. Internationale Seehäfen, wie zum Beispiel der Hamburger Hafen, bilden im Seehandel wichtige Knotenpunkte. Der Hamburger Hafen ist mit einem Seegüterumschlag von 137 Millionen Tonnen pro Jahr der größte Seehafen Deutschlands. Von hier werden Güter in die ganze Welt verschifft bzw. auf der Schiene, Straße und Wasserstraße nach ganz Deutschland und Europa weitertransportiert. Durch den Klimawandel werden sich für den Betrieb und die Unterhaltung von Seehäfen und Seehafenzufahrten äußere Einflüsse, wie zum Beispiel der Meeresspiegel, ändern. Für strategische und langfristige Investitionsentscheidungen hinsichtlich der Hafeninfrastruktur entstehen dadurch wichtige Fragen. Wie werden sich Meeresspiegelanstieg und andere klimawandelbedingte Änderungen auf die Seehäfen auswirken? Kann die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs sowie die Erreichbarkeit der Häfen in Zukunft gewährleistet werden? Welche Anpassungsmaßnahmen sind gegebenenfalls notwendig und nachhaltig? Mit diesen und anderen Fragen befasst sich die BAW am Standort Hamburg im Rahmen des Expertennetzwerkes. Mithilfe eines hochaufgelösten dreidimensionalen numerischen Modells der Deutschen Bucht werden komplexe Prozesse wie die Tidedynamik sowie der Transport von Salz, Wärme und Sedimenten für heutige und mögliche zukünftige Verhältnisse simuliert. Das Modellgebiet umfasst die gesamte deutsche Nordseeküste und die Ästuare von Ems, Jade-Weser und Elbe. Das Expertennetzwerk ist auch im Hinblick auf die Novellierung des Gesetzes zur Umweltverträglichkeitsprüfung bedeutend. Im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung müssen künftig sowohl die Anfälligkeit des geplanten Vorhabens gegenüber den Folgen des Klimawandels als auch die Auswirkungen des Vorhabens auf das Klima auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse gerichtsfest untersucht werden. Dies kann nur in behördenübergreifender Zusammenarbeit geleistet werden. Wie dringend der Forschungsbedarf für die Seeschifffahrt ist, zeigt die Situation am Hamburger Hafen. Die Zufahrt zum Hamburger Hafen erfolgt entlang des Elbeästuars. Da die Flutstromgeschwindigkeiten in vielen Bereichen des Elbeästuars höher als die Ebbestromgeschwindigkeiten sind, ist der stromaufgerichtete Sedimenttransport im Mittel größer als der stromabgerichtete Sedimenttransport. Es wird mehr Sediment aus der Nordsee in das Elbästuar eingetragen als ausgetragen. (Text gekürzt)
Zur Halbzeit eines BAW-Forschungsprojektes zum 'Aufbau von integrierten Modellsystemen zur Analyse der langfristigen Morphodynamik in der Deutschen Bucht' werden erste Ergebnisse sichtbar. Transportprozesse im Wandel der Zeitläufe: Wie werden sich die Watten und Vorländer der deutschen Nordseeküste anpassen, sollte in Folge des Klimawandels der Meeresspiegel steigen? Eine Antwort auf diese Frage ist nicht nur für die Sicherheit der Seedeiche bedeutsam, sondern auch für die Zufahrten zu den Seehäfen. Einerseits beeinflusst das Flachwasser im Ästuarbereich maßgebend das Tide- und Sedimentregime in den Tideflüssen und hat somit Auswirkungen auf die zukünftige Unterhaltung der Seehafenzufahrten. Zum anderen hat sich gezeigt, dass in einer Betrachtung über Jahrzehnte hinweg die kleinräumigen Transportprozesse in der Deutschen Bucht und in den Außenbereichen der Ästuare auch durch die Transportprozesse, die in der gesamten Nordsee stattfinden, mitgeprägt werden. Die Dimension dieser weiträumigen Transportprozesse in der Nordsee wird in der Satellitenaufnahme der oberflächennahen Ausbreitung der Schwebstofffahnen aus den Ästuarmündungen deutlich (Bild 1). Allerdings entzieht sich dieses Phänomen noch weitgehend der fachwissenschaftlichen Betrachtung, denn über die tatsächlichen Transportprozesse in der Nordsee, zumal in der Deutschen Bucht, ist wenig bekannt: Es fehlen zum Beispiel grundlegende, flächendeckende Informationen über das anstehende Material an der Gewässersohle, über den Bodenaufbau oder über die relevanten Kräfte, die den Transport antreiben, wie Wind und Seegang. Und schließlich fehlen die geeigneten Werkzeuge, um die komplexen Transportprozesse berechnen zu können. BAW hat Federführung bei Forschungsprojekt: Im Rahmen eines im Wettbewerb ausgeschriebenen Forschungsschwerpunktes des Kuratoriums für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI) konnte sich die BAW mit einem Forschungsantrag zum Thema 'Aufbau von integrierten Modellsystemen zur Analyse der langfristigen Morphodynamik in der deutschen Bucht (AUFMOD)' durchsetzen. An dem Projekt unter Federführung der BAW beteiligen sich weitere neun Kooperationspartner. Gestartet Ende 2009, läuft die Förderung zunächst bis 2012 (siehe: www.kfki.de/prj-aufmod/de).
| Origin | Count |
|---|---|
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