Die Zukunft der Meere ? zu warm, zu hoch, zu sauer - WBGU

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32 2 Globale Erwärmung und Meeresökosysteme Da sie u. a. wichtige Inputs für die Modellierung mariner Ökosysteme liefern, sollten entsprechende Monitoringvorhaben (z. B. mit dem Continuous Plankton Recorder) unterstützt werden. • Systemverständnis: Über Struktur und Dynamik mariner Ökosysteme ist zu wenig bekannt, um die Wirkungen des Klimawandels zuverlässig einzuschätzen. Die Bedeutung von Temperatureffekten auf die Primärproduktion, die Auswirkungen des Rückgangs des Meereises oder die Entkopplung trophischer Ebenen durch unterschiedliche Reaktionen von Arten auf den Klimawandel (z. B.Wanderung,Anpassung) sind Beispiele hierfür. Es sollten vermehrt ökosystembasierte Forschungsansätze verwendet werden, um das Verständnis der Zusammenhänge zwischen anthropogener Störung, biologischer Vielfalt und Resilienz mariner Ökosystemen zu verbessern und in neue Ökosystemmodelle einfließen zu lassen. Die internationalen Forschungsprojekte GLOBEC und das neue IMBER haben hierzu detaillierte Themenkataloge erarbeitet (GLOBEC, 1999; IMBER, 2005). Diese interdisziplinären Forschungsansätze sollten seitens der nationalen Forschungsförderung verstärkt voran getrieben werden. • Modellierung mariner Ökosysteme: Um die Auswirkungen veränderter Klimafaktoren (Temperatur,Wind- und Strömungsmuster usw.) auf marine Ökosysteme besser zu verstehen, muss das Wissen über die verschiedenen Ökosystemkomponenten in verbesserte Ökosystemmodelle integriert und mit aktuellen Klima/Ozeanmodellen gekoppelt werden. • Verbesserung der Grundlagen des Fischereimanagements: Zur Umsetzung des ökosystemaren Ansatzes im Fischereimanagement sollte die Entwicklung der Modelle von der Betrachtung einzelner Fischarten und der Annahme konstanter Umweltbedingungen hin zur umfassenderen Ökosystemmodellierung gehen. Hierzu sollten auch qualitative Modelle unter Einbezug des Expertenwissens über dynamische Systemprozesse genutzt werden (Kropp et al., 2005). Besonderes Augenmerk verdient die Dynamik von Fischpopulationen bei natürlicher Klimavariabilität und anthropogenem Klimawandel sowie die sozioökonomischen Folgen und mögliche Anpassungsmaßnahmen. • Design und Management von Meeresschutzgebieten: Die theoretische Basis des Designs von Meeresschutzgebieten sollte vom Studium einzelner Arten hin zu Multispezies- und Ökosystemansätzen entwickelt werden. Insbesondere ist die Verknüpfung von MPA untereinander und mit nachhaltigen Nutzungskonzepten der umliegenden Küsten- und Meeresgebiete von Bedeutung. Die Gestaltung von MPA angesichts des Klimawandels und des Potenzials zur Anpassung birgt viele offene Fragen. Im Sinne des adaptiven Managements müssen Forschungs- und Monitoringaspekte bei Design und Management von MPA besser berücksichtigt werden. Die Grundlagen zu Definition von Leitplanken bzw. Flächenzielen sollte verbessert werden, insbesondere des Flächenanteils, der streng geschützt werden sollte (No-take Areas).Außerdem gibt es Bedarf an verstärkter Begleitforschung zu partizipativen Ansätzen (z. B. „community-based management“) und Nutzung traditionellen Wissens sowie zum Einbezug von Managementerfahrungen der lokalen Bevölkerung.
Meeresspiegelanstieg, Hurrikane und Gefährdung der Küsten 3.1 Klimafaktoren 3.1.1 Anstieg des Meeresspiegels 3.1.1.1 Lehren aus der Erdgeschichte Ein Anstieg des Meeresspiegels gehört zu den physikalisch unausweichlichen Folgen der globalen Erwärmung. Einen engen Zusammenhang zwischen Temperatur und Meeresspiegel zeigt auch die Klimageschichte. Auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit (vor rund 20.000 Jahren) lag der Meeresspiegel ca. 120 m niedriger als heute und das Klima war global ca. 4–7°C kälter. Während der letzten Warmperiode dagegen, dem Eem (vor 120.000 Jahren), war das Klima geringfügig wärmer als heute (ca. 1°C), der Meeresspiegel aber wahrscheinlich mehrere Meter höher: Schätzungen variieren von 2–6 m (Oppenheimer und Alley, 2004). Geht man Jahrmillionen in der Erdgeschichte zurück, findet man noch wärmere Klimaepochen. Vor 3 Mio. Jahren, im Pliozän, war das mittlere Klima etwa 2–3°C wärmer als heute, und der Meeresspiegel lag 25–35 m höher (Dowsett et al., 1994). Der Hauptgrund dieser großen Meeresspiegeländerungen liegt in der Veränderung der Wassermenge, die in Form von Eis an Land gebunden ist. Das „Meeresspiegeläquivalent“ der Eismasse auf Grönland beträgt 7 m, das des westantarktischen Eisschildes 6 m, und das des ostantarktischen Eisschildes sogar über 50 m. Vor etwa 35 Mio. Jahren (im Eozän) war unser Planet dank der damals aus Gründen der Plattentektonik hohen CO 2-Konzentration zum letzten Mal ganz frei von polaren Eiskappen, und der Meeresspiegel lag daher knapp 70 m höher als heute (Zachos et al., 2001; Barrett, 2003). Über derart lange Zeiträume können dazu noch Veränderungen im Volumen der Ozeanbecken aufgrund der Plattentektonik zu Meeresspiegeländerungen beitragen. Trägt man die genannten Werte in einer Grafik auf (Abb. 3.1-1), ergibt sich ein Zusammenhang von Temperatur und Meeresspiegel, der für eine Erwärmung von global 3°C einen Meeresspiegelanstieg um einige 10 m nahe legen würde. Dies ist eine Größenordnung mehr, als das IPCC bis zum Jahr 2100 erwartet (9–88 cm; IPCC, 2001a). Der Hauptgrund für diese scheinbare Diskrepanz ist, dass der in der Abbildung gezeigte Zusammenhang für ein Klima nahe dem Gleichgewicht gilt (nach mehreren Jahrtausenden bei annähernd konstanten Temperaturen) – nicht während rascher Veränderungen, wie sie derzeit durchlaufen werden. Die Zahlen geben also einen Anhaltspunkt dafür, welche Meeresspiegeländerung sich nach Jahrtausenden etwa bei 3°C Erwärmung einstellen dürfte. Sie erlauben jedoch noch keine Aussage darüber, wie schnell die Eismassen bei einer Erwärmung schmelzen könnten, und wie rasch der Meeresspiegel dadurch ansteigen könnte. Über die mögliche Geschwindigkeit des Meeresspiegelanstiegs gibt das Ende der letzten Eiszeit Aufschluss. Damals erwärmte sich die globale Mitteltem- Meeresspiegel [m] 100 50 0 -50 -100 -150 5 Letztes glaziales Maximum vor 20.000 Jahren Eozän vor 40 Mio. Jahren Pliozän vor 3 Mio. Jahren Heute Projektion für 2100 (+ 1 m) 10 15 20 Mittlere globale Temperatur [°C] Abbildung 3.1-1 Mittlere globale Temperatur und Meeresspiegel (relativ zu heute) zu verschiedenen Zeiten in der Erdgeschichte sowie die Projektion für das Jahr 2100 (1 m über dem heutigen Meeresspiegel). Langfristig ist wahrscheinlich mit einem vielfach höheren Meeresspiegelanstieg zu rechnen, als er bis 2100 erwartet wird. Quelle: nach Archer, 2006 3
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