Datenlücken entlang der antarktischen Küste erschweren Prognosen zum Meeresspiegel­anstieg

Eine neue von der internationalen Forschungsgemeinschaft initiierte wissenschaftliche Studie warnt davor, dass eine erhebliche Lücke an Daten entlang der antarktischen Küste derzeit eines der größten Hindernisse für eine zuverlässige Vorhersage des künftigen globalen Meeresspiegelanstiegs darstellt.

Die in der Fachzeitschrift „Reviews of Geophysics“ der American Geophysical Union (AGU) veröffentlichte Studie (https://doi.org/10.1029/2022RG000803) fasst den aktuellen Wissensstand zusammen, wie Eis, Ozean, Atmosphäre und feste Erde in der Küstenzone der Antarktis zusammenwirken, und hebt wichtige Wissenslücken sowie die Notwendigkeit verbesserter Beobachtungen in der gesamten Antarktis hervor.

Der Übersichtsartikel wurde von 80 Wissenschaftlern aus 16 Ländern verfasst, die die Bereiche Glaziologie, Ozeanographie, Geophysik und Atmosphärenwissenschaften vertreten. Aus Deutschland waren Forscher und Forscherinnen der Universitäten in Kiel, Bremen, Tübingen, Erlangen und Dresden, des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven, des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung, Kiel, und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover, beteiligt. Dr. Mirko Scheinert, Wissenschaftler der Professur für Geodätische Erdsystemforschung der Technischen Universität Dresden, ist einer der Koautoren. Diese Aktivität wurde durch die RINGS-Aktionsgruppe des Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) koordiniert. RINGS wird zudem vom Council of Managers of National Antarctic Programs (COMNAP) unterstützt, der Expertise für eine effiziente logistische Planung der Messkampagnen bereitstellt und die Unterstützung durch nationale Antarktisprogramme koordiniert.

Die Veröffentlichung fasst bestehende Beobachtungen, Modelle und Theorien zusammen, um aufzuzeigen, wie nach wie vor unvollständige Daten die Schätzungen zum Eismassenverlust in der Antarktis und zum künftigen Anstieg des Meeresspiegels einschränken.

© Benjamin Ebermann

„In der Küstenzone der Antarktis treffen Ozean, Eis, Atmosphäre und der darunterliegende Meeresboden aufeinander – daher spielt sie eine zentrale Rolle bei der Vorhersage des künftigen Meeresspiegelanstiegs. Doch die begrenzten Beobachtungen in dieser Region hinterlassen entscheidende Wissenslücken, was bedeutet, dass die Antarktis nach wie vor eine wesentliche Quelle der Unsicherheit darstellt“, sagt der Erstautor und Leiter der RINGS-Aktionsgruppe, Dr. Kenichi Matsuoka vom Norwegischen Polarinstitut (Tromsø, Norwegen).

Eine entscheidende Kontrollgröße für den Meeresspiegelanstieg
Die antarktische Küstenzone ist nicht einfach nur der Rand des Kontinents. Es handelt sich um ein eng verzahntes System, in dem das auf dem Kontinent aufliegende Eis auf den Ozean trifft, und in dem kleine Veränderungen enorme Folgen haben können. Prozesse, die im Bereich der Aufsetzzone ablaufen – der Zone, an dem sich das Eis vom Kontinent löst und zu schwimmen beginnt –, regulieren den Eisabfluss und können unter bestimmten Bedingungen Rückkopplungen hervorrufen, die den Eismassenverlust beschleunigen.

Beobachtungen der letzten Jahrzehnte zeigen, dass der Massenverlust in der Antarktis zugenommen hat. Die stärksten Veränderungen werden durch Wechselwirkungen zwischen dem Eis und dem umgebenden Ozean sowie durch den Eisausfluss an den Rändern des Eisschildes verursacht und nicht allein durch das Abschmelzen an der Oberfläche. Dennoch sind wichtige Küstenbedingungen nach wie vor nur unzureichend erfasst.

Die größten Wissenslücken – und warum sie von Bedeutung sind
Die Untersuchung deckt anhaltende Lücken bei den direkten Beobachtungen der Topografie des Küstenuntergrunds und der Meeresbereich unter dem Schelfeis auf. Da Eisschildmodelle auf besondere Weise von den Randbedingungen im Küstenbereich der Antarktis abhängen, können selbst fortschrittliche Modelle irreführende Ergebnisse liefern, wenn entsprechende Daten fehlen oder nur unzureichend vorliegen.

Satellitenbeobachtungen liefern zwar aussagekräftige Messungen der Eisbewegung und der Oberflächenveränderungen, können jedoch den Untergrund unter dem Eis vom Weltraum aus nicht erfassen.

„Wir können uns nicht allein auf Satellitendaten verlassen, um den Massenverlust des antarktischen Eisschilds abzuschätzen. Ebenso können wir nicht nur Computermodelle nutzen, um zukünftige Veränderungen vorherzusagen. Sowohl für die datengetriebene Analyse als auch die Modellierung benötigen wir genaue Kenntnisse über die Topografie des subglazialen Untergrunds und des Meeresbodens. Die in der Veröffentlichung beschriebenen Messungen stellen Schlüsselbeobachtungen dar, insbesondere in der Übergangszone vom Kontinent zum Ozean, und liefern entscheidende, bisher fehlende Puzzleteile“, sagt Mirko Scheinert.

Ein Fahrplan für koordiniertes Handeln
Die Autoren betonen, dass eine internationale Koordination unerlässlich ist, da ein einzelnes Land allein nicht in der Lage ist, die notwendigen Daten flächendeckend zu erfassen.

„Unkoordinierte Messungen bergen das Risiko, dass Lücken entstehen oder Doppelarbeit geleistet wird. Diese Arbeit liefert einen evidenzbasierten Rahmen zur Unterstützung der Koordinierung von RINGS-Aktivitäten im Rahmen von SCAR und COMNAP und trägt so zum Aufbau umfassenderer Datensätze für verbesserte Meeresspiegelprognosen bei“, sagt Matsuoka.

„Solche international koordinierten Bemühungen können als Ausgangspunkt für weitere Programme im nächsten Internationalen Polarjahr 2032–33 dienen“, schließt Matsuoka.

Publikation:
Matsuoka, K., Moholdt, G., Arthur, J. F., Bodart, J. A., Cui, X., Ferraccioli, F., et al. (2026). Toward an improved understanding of the Antarctic coastal zone and its contribution to future global sea level. Reviews of Geophysics, 64, e2022RG000803. https://doi.org/10.1029/2022RG000803

Kontakt
Dr. Mirko Scheinert
Technische Universität Dresden
Professur für Geodätische Erdsystemforschung