90 Prozent der Studien falsch

Meeresspiegel: Pegel liegen bis zu einem Meter höher als gedacht

Gängige Studien haben den aktuellen Meeresspiegel für viele Küstenregionen falsch ermittelt. Er liegt deutlich höher als gedacht, wie eine Metaanalyse enthüllt.

Von Markus Brauer/dpa

Die Erwärmung der Ozeane und der Einstrom von immer mehr Schmelzwasser treibt die Meeresspiegel in die Höhe. Allein im 20. Jahrhundert sind die Pegel um rund 15 Zentimeter gestiegen. Inzwischen kommen jährlich weitere vier Millimeter dazu. Und: Die Anstiegsrate beschleunigt sich weiter.

Häufigere Überflutungen und schleichender Landverlust

Schon jetzt verursacht dies in Küstengebieten und Inseln häufigere Überflutungen und schleichenden Landverlust. Küstenregionen müssen sich daher anpassen – durch verbesserte Küstenschutzmaßnahmen oder das Evakuieren besonders gefährdeter Gebiete.

Doch Prognosen des künftigen Meeresspiegels – beispielsweise im Weltklimabericht – sind relative Werte. Sie geben an, wie stark sich die künftigen Pegel im Vergleich zum heutigen Zustand ändern werden. Um zu wissen, was dies für einzelnen Küsten bedeutet, muss man daher den aktuellen Meeresspiegel vor Ort kennen.

Messfehler von bis zu mehreren Metern

Doch genau an diesem Punkt hapert es, wie nun Katharina Seeger und Philip Minderhoud von der Universität Wageningen in den Niederlanden entdeckt haben und darüber im Fachjournal „Nature“ berichten.

Im Durchschnitt liegt der aktuelle Meeresspiegel demnach um 24 oder 27 Zentimeter höher als in zwei häufig verwendeten Erdmodellen. In manchen Gebieten seien es sogar mehrere Meter.

Bis zu 132 Millionen Menschen betroffen

Festgestellt haben die Forschern dies, als sie die Methodik und Ergebnisse von 385 aktuellen Veröffentlichungen zu Küstenschutz und Klimafolgen genauer überprüften. Dies enthüllte: Fast alle Studien nutzen eine fehlerhafte Methodik, wenn es um die Interpretation von Satellitendaten zum Meeresspiegel geht. Als Folge sind auch ihre Pegelwerte falsch.

Den Daten der Gruppe um Katharina Seeger und Philip Minderhoud von Wageningen University & Research (WUR) zufolge könnten weltweit bis zu 132 Millionen Menschen von einem Meeresspiegel-Anstieg um einen Meter betroffen sein (hier ein Video des Forscherteams).

Verwendete Modelle haben Schwächen

Rund 90 Prozent der 385 untersuchten Studien aus dem Zeitraum 2009 bis 2025 nutzten demnach Erdmodelle, bei denen der Meeresspiegel an Küsten auf der Grundlage von Schwerkraft und Erdrotation berechnet wird.

„Tatsächlich wird der Meeresspiegel von weiteren Faktoren beeinflusst, wie Wind, Meeresströmungen sowie Wassertemperatur und Salzgehalt“, erklärt Minderhoud.

Große Ungenauigkeiten bei Messdaten

Er hatte den Angaben zufolge vor zehn Jahren in Vietnam gesehen, dass im Mündungsdelta des Flusses Mekong Gebiete bereits unter Wasser standen, die nach Schätzungen auf Basis solcher Erdmodelle erst bei einem Meeresspiegel-Anstieg von 1,5 bis 2 Metern hätten überflutet werden sollen.

Oft wird bei Satellitendaten zur Höhe von Landmassen die Nulllinie als Höhe des Meeresspiegels angenommen. Dies führe jedoch zu großen Ungenauigkeiten, heben Seeger und Minderhoud hervor.

So ergaben ihre Berechnungen, dass der Meeresspiegel im globalen Durchschnitt um 27 Zentimeter höher liegt als beim Modell EGM96 angenommen. In extremen Fällen gibt das Modell den Meeresspiegel lokal um 5,5 bis 7,6 Meter zu niedrig an.

Beim neueren Modell EGM2008 wird der Meeresspiegel im weltweiten Durchschnitt um 24 Zentimeter zu niedrig angesetzt, in extremen Fällen lokal um 2,8 bis 3,4 Meter.

Nur eine Studie hat komplett korrekte Berechnungen

Die extremen Fälle entstehen vor allem, wenn zu wenige Vor-Ort-Messdaten für die Modellberechnungen vorhanden sind. Hinzu kommt, dass Landhöhe und lokaler Meeresspiegel mit unterschiedlichen Satelliten und oft relativ zu unterschiedlichen vertikalen Referenzflächen von null Metern gemessen werden, was die Zusammenführung der Daten erschwert.

Selbst in Studien, die konkrete Messdaten der Meereshöhe verwendeten, hatten die meisten Forscher Schwierigkeiten, die Informationen zur Küstenmeereshöhe korrekt den Landhöhendaten zuzuordnen. Tatsächlich fanden Seeger und Minderhoud nur eine einzige Studie, in der sämtliche Berechnungen zum Vergleich von Höhenangaben korrekt ausgeführt worden waren.

Höhe im Indopazifik stark unterschätzt

Wissenschaftler aus dem globalen Norden haben die Erdmodelle entwickelt. In Europa und Nordamerika sind sie deutlich präziser als im globalen Süden, wie es heißt. Am stärksten unterschätzt werden die Meereshöhen demnach in der südostasiatischen Inselwelt und im Indopazifik, wo es viele flache Atolle gibt.

„Für Deutschland, wo meist auf amtliche, qualitätsgesicherte Vermessungen zurückgegriffen werden kann, ist das Problem weniger relevant“, erklärt Gabriel David von der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig.

Im globalen Süden hingegen seien Satellitendaten oft die einzige verfügbare Grundlage. „Kleine Inselstaaten wie die Malediven – mit nur wenigen Hunderttausend Einwohnern – verfügen schlicht nicht über die Ausbildung, das Personal und die Infrastruktur, um eigene, hochpräzise Höhenvermessungen qualitätsgesichert bereitzustellen, wie sie in Europa selbstverständlich sind.“

Von einem mittleren Meeresspiegel-Anstieg um einen Meter könnten der neuen Analyse zufolge allein in Südostasien etwa 24 bis 47 Millionen und weltweit rund 77 bis 132 Millionen Menschen betroffen sein. Bisher seien Studien zum Ergebnis gekommen, dass der Anstieg um einen Meter global 34 bis 49 Millionen Menschen betreffen könnte.

Forschung ist immer ein Prozess

Die Studienautoren betonen, dass die meisten der ausgewerteten Studien keine Fehler enthalten, sondern eine gemeinsame Annahme zu Meeresspiegeln verwendeten. Diese Annahme habe sich als deutlich ungenauer für die Bestimmung weltweiter Küsten-Meeresspiegel erwiesen als bisher angenommen.

Die aktuelle Studie behaupte nicht, dass die Berichte des Weltklimarats (IPCC) fehlerhaft seien, schreiben die Autoren. „Es ist der Kern des wissenschaftlichen Fortschritts, grundlegende Fragen zu stellen, ihre Ergebnisse zu diskutieren, die Forschungsmethoden zu verbessern und gemeinsam unser Verständnis dessen zu erweitern, was wir untersuchen“, erklärt Seeger.

David betonte, dass Wissenschaft genau so funktionieren sollte: „Jede Studie macht uns etwas schlauer – sehr gute Studien sogar etwas mehr –, neue Daten und Technologien ermöglichen neue Perspektiven, mit denen wir bisherige Annahmen überprüfen und auch korrigieren können.“