Schwerpunktprogramm (SPP) 1889 - Regionale Veränderung des Weltniveaus und Gesellschaft ('SeaLevel')

Beschreibung und wissenschaftliche Ziele

Das Verständnis des regionalen Meeresspiegels und seiner Auswirkungen auf die Gesellschaft erfordert neue Formen der integrierten Forschung zwischen Natur- und Sozialwissenschaftlern aus einer Vielzahl von Disziplinen. Zu diesem Zweck soll das Schwerpunktsprogramm (SPP) "Regionaler Meeresspiegeländerungen und Gesellschaft (SeaLevel)" das Verständnis des regionalen klimabezogenen Meeresspiegels in der Küstenregion vorantreiben und gleichzeitig die damit verbundenen Wechselwirkungen zwischen Mensch und Umwelt und sozioökonomische Entwicklungen an der Küstenzone berücksichtigen. Das SPP-Projekt besteht aus 20 Projekten aus 23 deutschen Forschungseinrichtungen und wird eine wissenschaftliche Grundlage für die Bewertung und Entwicklung von Anpassungsstrategien zur Bewältigung des Meeresspiegelanstiegs im Küstenbereich darstellen, indem er sich auf zwei Regionen konzentriert: die Nord- und Ostsee mit möglichen Auswirkungen auf Deutschland, und die Region Südostasien, die mehrere Küstenmegastädte, tiefliegende Inseln und Deltaregionen umfasst. Die ausgewählten Regionen kontrastieren entwickelte und Entwicklungsländer und unterscheiden sich daher grundlegend in ihren regionalen gesellschaftlichen Auswirkungen, kulturellen, politischen und sozioökonomischen Kontexten, sowie Anpassungspotential und Reaktionsstrategien zum Meeresspiegeländerungen. Das SPP wird untersuchen, wie die Anfälligkeit der Küsten und der Meeresspiegelanstieg sich in den einzelnen Regionen unterscheiden, wobei auch der soziale Aspekt der Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs auf asiatische Küstenmegastädte berücksichtigt wird.

Die Entwicklung erfolgreicher Strategien zur Bewältigung des Meeresspiegelwechsels in den beiden Studienregionen erfordert ein besseres Verständnis vieler Aspekte des regionalen Meeresspiegelanstiegs, angefangen mit Prozessen, die den Meeresspiegel auf globaler und beckenweiter Ebene beeinflussen, bis hin zu geophysikalischen Prozessen, die auf regionaler und lokaler Ebene agieren; sowie soziale Prozesse im Zusammenhang mit Mensch-Umwelt-Interaktionen. Darüber hinaus hängt es von der Verfügbarkeit wissenschaftlicher Informationen über Meeresspiegeländerungen an den Küsten und deren Unsicherheiten, Ressourcen und Wirtschaftskraft, adäquater Planung und von effizienten lokalen Regierungsstrukturen ab. Zu den wichtigsten wissenschaftlichen Zielen des SPP SeaLevel gehören: (1) Verbesserung der physikalischen Wissensbasis regionaler klimabedingter Meeresspiegeländerungen, (2) Verbesserung der Projektionen des Meeresspiegels auf regionaler Ebene, (3) zu untersuchen, welche sozio-institutionellen Faktoren die Küstengesellschaften zur Bewältigung des sich wandelnden Meeresspiegels befähigen oder sie daran hindern, (4) die Reaktion der natürlichen und sozialen Küstensysteme auf zukünftige Änderungen des Meeresspiegels zu bestimmen und (5) Strategien zur Adaption unter wirtschaftlichen, kulturellen, sozialen und politischen Zwänge zu bewerten. Um diese integrierten Analysen durchführen zu können, müssen Informationen über den Meeresspiegel (lokale Meeresspiegelprognosen, Sturmfluten, Wellen und Extreme), Unsicherheiten und Risikomaßnahmen an den Küsten bereitgestellt werden.

Das SPP SeaLevel zielt darauf ab, großräumige klimarelevante Änderungen des Meeresspiegels auf Zeitskalen bis zu 50 Jahren zu regionalisieren. Für ein vollständiges Verständnis der vergangenen, gegenwärtigen und künftigen Meeresspiegeländerung müssen wir an den Küsten den Beitrag der klimabedingten Faktoren durch den sich ändernden atmosphärischen Einfluss quantifizieren (einschließlich Windänderungen), der zu Änderungen der Ozeanzirkulation und der damit verbundenen uneinheitlichen thermo- und halosterischen Ausdehnung des Meerwassers und zusätzlich zu einer Umverteilung der Masse führt. Wir werden die regionale Vorhersagbarkeit des Meeresspiegels für unsere Küstenforschungsgebiete untersuchen, entsprechende Unsicherheitsinformationen ableiten und diese Informationen in Meeresspiegeländerungen in Bezug auf Küstenlinien umwandeln, indem wir dynamische Informationen über den Meeresspiegel mit den Veränderungen der festen Erde und der Küstenlinie aufgrund des hydrologischen und des Sedimenttransports verbinden. All diese Informationen werden verwendet, um sozioökonomische Implikationen und Wechselwirkungen des regionalen Meeresspiegels zu untersuchen und gleichzeitig das Bewusstsein, die Anpassungsbedürfnisse und die Reaktionen der Küstengemeinschaften, sowie die in den Studienregionen umzusetzenden Risikomanagemententscheidungen zu analysieren. Ausgehend von früheren Erfahrungen im Südpazifik, im Indischen Ozean und in der Nord- und Ostsee wollen wir die entwickelten und sich entwickelnden Küsten- und Inselstaaten in unterschiedlichen kulturellen Bereichen hinsichtlich regionaler Effekte, Schwachstellen, Resilienz, adaptiver Kapazitäten und Response in Hinblick auf die Strategien zur Bewältigung des Meeresspiegelanstiegs vergleichen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen von WP C werden auf die WP A und B zurückgeführt, um die Prognosen für den Meeresspiegelanstieg für die Nutzung von Küstengemeinschaften weiter zu verbessern.

Alle Studien, die als Teil des SPP durchgeführt werden, werden interaktiv in einem Zwei-Wege-Ansatz durchgeführt werden, mit Kommunikation von Meerespiegelinformationen an Küsten-Management-Nutzer sowie die Weiterleitung von Information über Entscheidungsprozesse von an Meeresspiegelthemen interessierten Wissenschaftler, die benötigt werden, um die Informationen über den Meeresspiegel zu verbessern. Das SPP SeaLevel wird eine Wissensbasis für quantitative Küstenzonenmanagementstudien schaffen und unser Verständnis von Prozessen, die den regionalen Meeresspiegel beeinflussen, von der globalen zur beckenweiten Skala, über regionale Wechselwirkungen zwischen offenem Ozean, Schelfmeer, Eisdecke und Morphodynamik, erheblich vorantreiben.

Arbeitsprogramm

Das SPP SeaLevel ist entlang von drei Arbeitspaketen (WP) organisiert, die sich je nach ihrem räumlichen Ausmaß, ihren geographischen Schwerpunkten, aber auch hinsichtlich der geforderten Beteiligung der Natur- und Sozialwissenschaften unterscheiden. Wie im Schema angedeutet, beschäftigen sich diese Arbeitspakete alle mit der Bereitstellung von Informationen über Meeresspiegeländerungen an Küstenstandorten und der Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Änderungen des Meeresspiegels und den Küstengesellschaften. Zur Förderung von Interaktionen waren SPP-Arbeitspakete anstelle von Disziplinen um Themen geplant. Obwohl der Schwerpunkt der Arbeit auf zukünftigen dekadischen Meeresspiegelveränderungen liegt, müssen einige Aspekte der Untersuchungen, die sich mit der Identifizierung relevanter Prozesse aus vergangenen Beobachtungen und Dokumentationen in geologischen Aufzeichnungen beschäftigen, in die Vergangenheit blicken, um mögliche zukünftige Prozesse zu verstehen.

 

WP A: Herkunft des regionalen Meeresspiegels ändert sich im jährlichen bis zum mehrdimensionalen Maßstab

WP A analysiert die Mechanismen der Variabilität des Meeresspiegels mit dem Schwerpunkt auf Prozessen, die zu räumlich hochinhomogenen Mustern regionaler Meeresspiegeländerungen auf Zeitskalen von bis zu 50 Jahren führen. Das WP wird ein umfassendes Verständnis der natürlichen und anthropogenen Faktoren, die regionale Variabilität des Meeresspiegels bereitstellen. Entsprechende Arbeiten umfassen ozeanographische, geodätische und kryosphärische Untersuchungen zum regionalen Meeresspiegel und werden auch terrestrische hydrologische Beiträge beinhalten. Wir werden die Herkunft regionaler Veränderungen des Meeresspiegels auf dekadischer bis hundertjährigen Zeitskalen ermitteln und die Mechanismen identifizieren, die die Veränderungen des Meeresspiegels auf dekadischen Zeitskalen bewirken. Um diese Ziele zu erreichen, muss das WP auch auf globale Datenqualitätsprobleme von in situ und Satellitendaten eingehen. Ergebnisse von WP A werden Wissen über Prozesse in der Vergangenheit, heute und in der Zukunft liefern, die zu Meeresspiegelveränderungen führen und Unsicherheiten in den projizierten Komponenten zur Verfügung stellen. Solche Informationen sind als Randbedingung für Küstensysteme und ihrer Veränderungen auf dekadischer bis hundertjährigen Zeitskalen erforderlich. Die Ergebnisse von WP A werden direkt in das WP B eingespeist, wo eine verbesserte Wissensbasis für Informationen über die Küstenniveauänderung mit Fokus auf die ausgewählten Studienregionen geschaffen wird. Die Produkte von WP A werden auch direkt in WP C durch die Bereitstellung regionaler Klimainformationen fließen.

Forschungsprojekte im SPP-Forschungsraum A (WP A):

 WP B: Regionalisieren dekadischer Meeresspiegelprojektionen

Das Arbeitspaket B befasst sich mit der Schaffung einer wissenschaftlichen Grundlage für die Gewinnung zuverlässiger lokaler Prognosen von Meeresspiegeltrends, wodurch die wissenschaftliche Grundlage für die Schaffung quantitativer und detaillierter (hochauflösender und hochwertiger) Schätzungen zukünftiger Änderungen küstennaher Meeresspiegeländerungen in den beiden ausgewählten Studienregionen verbessert wird. Das Arbeitspaket B wird die Wechselwirkung der großräumigen Ozeanzirkulation mit dem Schelf und den Eisschilden auf regionaler und lokaler Ebene untersuchen und so die klimabezogenen Informationen zum Meeresspiegel auf Küstenstandorte herunterskalieren. Dieses Verfahren wird neue Einblicke in kleinräumige Prozesse ermöglichen. Die Informationen werden mit lokalen geophysikalischen Prozessen zusammengeführt, die die vertikale Bewegung der festen Erde und die Veränderungen in der Küstenmorphologie steuern. Das Arbeitspaket B beinhaltet daher regionale Studien, um spezifische geophysikalische Prozesse zu untersuchen, die für Änderungen des küstennahen Meeresspiegels relevant sind, z.B. die Beziehungen zwischen der Ozeanzirkulation und den Meeresspiegeländerungen in den Schelfregionen, die Prozesse im Zusammenhang mit der Wechselwirkung der Ozeanzirkulation mit den Eisschilden und die Änderungen des Meeresspiegels in spezifischen Küstenregionen aufgrund von Landbewegung (Senkung) und Überschwemmung (Morphodynamik) im Zusammenwirken mit regionalen Änderungen des Meeresspiegels. Neue Erkenntnisse, die vom Arbeitspaket B im Hinblick auf die Meeresspiegeländerungen gewonnen wurden, werden in das Arbeitspaket C einfließen, indem sie für die ausgewählten Pilotregionen verbesserte Szenarien für Meeresspiegeländerungen entlang der Küste anbieten. Massive Anpassungsmaßnahmen (wie massive Böschungen) könnten zu Veränderungen im extremen Meeresspiegel beitragen. Dies wiederum erfordert eine intensive Arbeit zur Erklärung vergangener Veränderungen im lokalen Meeresspiegel, einschließlich derjenigen, die von menschlichen Interventionen verursacht werden.

Forschungsprojekte im SPP-Forschungsraum B (WP B):

Für Forschungsprojekte, die in die Forschungsbereiche A und B (WP A / B) fallen, klicken Sie hier.

Darüber hinaus sind Forschungsprojekte, die in die Forschungsbereiche B und C (WP B / C) fallen: 

WP C: Sozioökonomische Auswirkungen und Risikomanagement

WP C wird eine integrierte Analyse der Veränderungen des Meeresspiegels und der Wechselwirkungen zwischen Mensch und Umwelt in den beiden Studienregionen durchführen und Stressoren des Meeresspiegelanstiegs, Auswirkungen auf Küsten, Anpassungswege und Strategien für die untersuchten Regionen ermitteln. Dabei wird untersucht, wie die Küstenregionen mit vergangenen Küstenveränderungen, den sozioökonomischen Konsequenzen künftiger Änderungen des Meeresspiegels für Küsten- und Inselgesellschaften umgegangen sind, sowie die Konsequenzen möglicher regionaler und lokaler Anpassungs- und Risikomanagementstrategien im Regionen starken Meeresspiegelanstiegs werden untersucht werden. WP C wird auch erforschen, inwieweit die in WP A und WP B erzeugten Meeresspiegelanstiegsinformationen zur Analyse großer Infrastruktur- und Planungsanpassungsentscheidungen in den Studienregionen nutzbar sind. Durch die Beantwortung von Fragen zu sozioökonomischen Implikationen, Anpassungsentscheidungen und Wechselwirkungen zwischen Mensch und Umwelt wird WP C die Schaffung einer Wissensbasis für quantitative Küstenzonenmanagementstudien fördern. Die Erkenntnisse, die in WP C generiert werden, sind auch für die Leitung und Anpassung der Aktivitäten in den anderen WPs unerlässlich, um ihre Ergebnisse für die Küstengemeinschaften nützlicher zu machen. Es wird daher davon ausgegangen, dass in der ersten Phase des SPPs Ergebnisse von WP C in WP A und WP B in Bezug auf neu gestellte Fragen oder neu angefragte Informationen einfließen werden.

Forschungsprojekte im SPP-Forschungsraum C (WP C):

Für Forschungsprojekte, die in die Forschungsbereiche B und C (WP B / C) fallen, klicken Sie hier.