Intro (00:00:00)
Thema des Podcasts (00:00:18)
Willkommen zu unserer 28. Folge beim datenleben-Podcast, dem Podcast über Data Science.
Wir sind Helena und Janine und möchten mit euch die Welt der Daten erkunden.
Es wird immer wichtiger Daten in das Große Ganze einzuordnen zu können.
In unserem Podcast wollen wir deswegen Data Science anhand von Themen erklären, die uns alle betreffen.
Thema der Folge (00:00:37)
Es geht um Wasser- und Meeresspiegel und die Folgen der globalen ErderwärmungWir haben bereits mit Folge 7 klimadaten angefangen uns Daten rund um die Klimakrise anzusehenDamals 3 Bereiche betrachtet: Temperaturen, Waldbrände und MeeresspiegelDie Folge war ein erster Zugriff auf diese Themen und der Anfang einer ReiheIn Folge 8 Temperaturkurven und Folge 14 Waldbrände haben wir bereits die ersten beiden Themen nochmal aufgegriffenJetzt ist also Wasserspiegel dranGrundlage sind für uns die letzten beiden veröffentlichungen des WeltklimaratesGenauer gesagt Teil 1 und 2 des 6. IPCC SachstandsberichtesVorab gibt es im Einspieler ein paar Infos darüber, was hinter den Buchstaben IPCC stecktHelena redet dann zuerst über die Forschung betreffend des MeerespiegelsDabei gucken wir vor allem auf die Prozesse und auch darauf, wie das im IPCC Bericht untersucht wirdZusätzlich habe ich mir den zweiten Bericht angesehen, der sich vor allem mit schon bestehenden Auswirkungen der Erderwärmung befasstWarum ist das Thema wichtig? (00:02:25)
Meeresspiegel als Klimathema auch immer wichtigBesonders weil es darum geht: Woher wissen wir eigentlich, dass der ansteigt?Einspieler: Wie funktioniert dieser Weltklimarat? (00:02:48)
IPCC steht für Intergovernmental Panel on Climate ChangeAuf deutsch Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen und wird oft einfach nur als "der Weltklimarat" bezeichnet1988 von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO- World Meteorological Organization) und dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP- United Nations Environment Programme) gegründetBeim Umweltbundesamt findet sich folgende Beschreibung:
Das IPCC – oft auch als Weltklimarat bezeichnet – ist ein von den Regierungen unabhängiges wissenschaftliches Gremium, in dem Hunderte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der ganzen Welt mitwirken. Sie erarbeiten und bewerten anhand der aktuellen und anerkannten wissenschaftlichen Veröffentlichungen den jeweils neuesten Kenntnisstand zu Klimaänderungen und fassen ihn in regelmäßigen Sachstandsberichten sowie in Sonderberichten zu ausgewählten Themen zusammen. Quelle
Wissenschaftliche Erkenntnisse sind oft mit bestimmten Unsicherheiten behaftet, die sich aus ungeklärten Fragen ergeben oder aus Prozessen, die noch nicht ausreichend beschrieben werden können. Die IPCC-Berichte enthalten deshalb Informationen über Unsicherheiten von Ergebnissen und Eintrittswahrscheinlichkeiten von Ereignissen. Quelle
Meeresspiegelanstieg – Welche Begriffe müssen wir kennen? (00:07:47)
Vorab einige nicht ganz so triviale Begriffe zum Meeresspiegel anstieg:Relativer Meeresspiegelanstieg, bzw. -änderung (Relative sea-level change)Meerespiegel wie der sich relativ zu der Umgebung, also der Landmasse verändertKann gemessen werden durch Instrumente die auf der Erdoberfläche plaziert werdenGeozentrische MeeresspiegeländerungÄnderung des Meeresspiegels relativ zu einer festen Referenz: terrestial reference frameDer terrestial reference frame ist näherungsweise das was mit GPS-Koordinaten versehen ist (bis auf ein paar cm), bzw. WGS84,
worüber wir in der Luftdatenfolge gesprochen hatten
Diese Form der Meeresleveländerung lässt sich vor allem vom Weltraum aus messenHat nichts mit Normalnull zu tun, denn das kann je nach Land anders definiert seinGeozentrische Meeresspiegeländerung kann vom Weltraum aus gemessen werdenGlobale mittlere MeeresspiegeländerungÄnderung des Volumen der Ozeane geteilt durch die Oberfläche der OzeaneEs ist die Summe aus der Dichteänderung des Ozeans, der Änderung in der Kryosphäre (Eismassen) und LandwassermengeDass es so ganz verschiedene Begriffen und Methoden gibt, zeigt schon, dass der Meeresspiegel nicht so trivial zu messen istDa gibt es ja natürlich noch weitere Probleme...Was ist so problematisch daran den Meeresspiegel überhaupt zu messen?Was haben Ebbe und Flut damit zu tun? (00:11:42)
Meeresspiegel ändert sich ständig, man muss sinnvoll mittelnAn der Nordsee jeden Tag zweimal Ebbe (Niedrigwasser), zwei mal Flut (Hochwasser)Und es unterscheidet sich auch danach wo man ist: an der Ostsee gibt es das nicht annähernd so stark, weil das wass nicht so gut abfließen kannWoher kommen Gezeiten? Gravitation! – durch die Schwerkraft von HimmelskörpernAm offensichtlichsten ist die vom MondMond und Erde bewegen sich gemeinsam um einen gemeinsamen MittelpunktDie Erde dreht sich um sich selbst und der Mond sich in 29 Tagen ein Mal um die ErdeDiese Umlaufbahn ist auf den Mittelpunkt der Erde optimiert, das heißt auf der Seite die näher am Mond ist Bewegt sich die Erde zu langsam, und auf der Seite die vom Mond abgewandt ist, bewegt sich die Erde zu schnellAuf der Innenseite wird dann Wasser vom Mond angezogen, auf der Außenseite durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrücktDaher gibt es bei einem Mond zwei mal Ebbe und Flut pro TagMan würde jetzt annehmen, ein Mittelwert des Meeresspiegels über die 29 Tage des Mondzyklus würde den eigentlichen Meeresspiegel ergebenProblem: Die Anziehungskraft der Sonne ist viel stärker, aber wegen der Entfernung weniger auffälligDennoch addiert es sich auf Ebbe und Flut des Mondes, nur mit einem anderen Zyklus (18 Jahre)Daher reicht es nicht einen Mondzyklus (29 Tage) zu messen und zu mittelnWeiterführender Link zu diesem Thema: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/tide.htmlWeiterer Faktor: Wetter, z.B. Sturm in Richtung KüsteAlso ist der relative Meeresspiegel gar nicht so leicht zu messenFrage von Janine: Sorgt die Zentrifugalkraft der Erdrotation auch für eine Änderung des Meeresspiegels – stärker am Äquator und weniger stark an den Polen?Antwort von Helena: Ja und Nein.Ja, durch diese Kraft verändert sich der Meeresspiegel.Nein, das hat keine Auswirkungen auf die Änderungen des MeeUnd weil es ja langweilig wäre, wenn nur das einen Einfluss hätte, gibt es sogar noch mehr FaktorenWarum spielt die letzte Eiszeit eine Rolle? (00:18:00)
Es gab vor einigen tausend Jahren in Europa und Nordamerika eine EiszeitKilometerhohe Eisberge auf den Kontinenten, die von dem Gewicht "runtergedrückt" wurden, relativ zum MeeresspiegelSeit das Eis weg ist, hebt sich die Landmasse wieder und das passiert noch immerDeshalb kann lokal der Meeresspiegel sogar relativ zur Landmasse sinkenAufgrund dieses Effektes ist es schwer nur relative Änderungen an Küsten zu messenDaher passiert das auch per Satellit vom Weltraum ausEine Methode ist mittels Radar, die die Oberfläche von Meer und Land betrachtetEine andere Methode nutzt die Satellitenmesission GRACE (Gravity and climate experiment)Inzwischen ist schon die zweite Generation dieser Satelliten in BetrienDabei fliegen zwei Satelliten auf der gleichen Umlaufbahn direkt
hintereinander und messen die ganze Zeit ihren Abstand/Position zueinander
Die Umlaufbahn selbst hängt nur vom Gravitationsfeld der Erde ab, also wie dieses geformt istDadurch das die Satelliten hintereinander fliegen, können sie Unterschiede feststellen, Gravitationsschwankungen zum BeispielEis und Wasser wirken auch gravitativ: wenn Eis schmilzt, ist die Masse anschließend woanders, und durch die Positionsänderung der Masse, ändert sich das Gravitationsfeld der ErdeDas gleiche gilt für Wasser, also wo das Wasser sich befindet, welche Dichte es hat und so weiterDas ganze ist so empfindlich, dass es auch das Grundwasser unter der Erde mit misst, ohne Bohrungen machen zu müssen Es wird also hier die Masseverteilung auf der Erde gemessenUnd auch so empfindlich, dass Änderungen beim Grundwassen im Zentimeterbereich messbar sindZur Zentrifugalkraft nochmal: Früher wurde die Sekunde mittels Erdumdrehung gemessen, inzwischen sind Uhren aber viel genauerErdumdrehung ist zu ungenau, weil sich z. B. im Sommer die Geschwindigkeit ändert, wenig, aber messbar, weil die Bäume Laub tragen und sich diese andere Masseverteilung auswirktIst mehr Wasser in den Ozeanen würde das natürlich auch mehr richtung Äquator gedrückt werdenFrage unsererseits: Steigt der Meeresspiegel in Äquatornähe stärker oder mit einer höheren Wahrscheinlichkeit?Steigt der Meeresspiegel jetzt oder nicht? (00:24:23)
Kurzes Zwischenfazit:Meeresspiegel ist nicht nur von Ebbe und Flut beeinflusst und auch nicht nur vom MondLängst nicht mehr sichtbaren Eismassen, drückten einst mit ihrem Gewicht die Landmasse runterDie hebt sich jetzt immer noch, wie ein Sofapolster sich nach langem Sitzen langsam wieder ausbeultBleibt die Frage: Steigt der Meeresspiegel oder nicht – was sehen wir?Beobachtet Laut IPCC-Bericht (IPCC AR6 WG I, Tabelle 9.5) gab es von 2006 bis 2018 einen Anstieg von 43mmKonfidenzinterval liegt zwischen 34-52mm Meeresspiegelanstieg insgesamtDas hat verschieden Ursachen:Antarktisches Eis: 4.4mmLandwasserspeicher: 7.2Gletscher: 7.5mmGrönlandeis: 7.5mmThermische Ausdehnung 16.7mmGesamt: 43.4mm (Konfidenzinterval 34.4 bis 52.2mm)Bis 2050 sind 10-25cm anstieg zu erwartenVon 2006-2018 waren es also 4cm und von jetzt bis 2050 könnten es bis zu 25cm werdenWenn man jetzt am Strand steht und sich das vorstellt, was 25cm mehr bedeuten, wirkt das nicht viel Die 25cm sind aber nur der Durchschnitt über die gesamte Erde, lokal kann das zu gravierenden Veränderungen führenAuch Fluten können sich dadurch verschlimmern, Beispiel Venedig, worüber wir in Folge 7 schon gesprochen hattenWenn Fluten und Stürme und Meeresspiegelanstieg zusammenkommen, kann sich das auswirkenWas können uns die IPCC-Berichte sagen – und was nicht? (00:29:18)
Die Berichte der einzelnen Arbeitsgruppen haben jeweils über 3000 SeitenBegleitet wird jeder Bericht von einer Zusammenfassung für Politiker- und Entscheidera*innen, eine "technical summary", die alle Kernergebnisse präsentiert, einer FAQ und ausserdem noch Fact Sheets, also Kurze Papiere mit Fakten, die "einstiegsinformationen" für die einzelnen Themen bieten sollen, sowie einen Atlas, der die Infos nochmal anders aufbereitet anbietet und weiteren AnhängenAlso alles sehr, sehr umfangreich und mensch muss sich erstmal einen überblick verschaffen, wo überhaupt anfangenich habe mir den zweiten Bericht angesehen und möchte da auch kurz etwas zum Aufbau sagenBericht Arbeitsgruppe 2, den ich mir angesehen habe, hat 3676 SeitenDarin geht es im ersten Teil allgemein um die verschiedenen Themen dieses BerichtesDann folgen Teile, die sich auf die festgelegten Regionen fokussieren und die jeweils individuellen Themen behandelnInhaltlich widmet sich der zweite Bericht: "Impact, Adaption and Vulnerability" also in etwa Auswirkungen, Anpassung und VerletzlichkeitHeißt anders als in der Arbeitsgruppe 1, sind nicht die physikalischen Prozesse im Vordergrund, sondern die Effekte und wie mit ihnen umgegangen werden könnteUnd jetzt kommen wir zu dem spannenden Teil, denn es geht tatsächlich mal wieder um WahrscheinlichkeitenAlle Aussagen, die konkret getroffen werden, werden gekennzeichnet nach low, medium, high und very high confidence Heißt, ob sich die Forschenden mit dieser Aussage wenig, mittelmäßig, sehr oder sehr sehr sicher sindKann so klingen:
Ecosystems already reaching or surpassing hard adaptation limits include some warm water coral reefs, some coastal wetlands, some rainforests, and some polar and mountain ecosystems (high confidence)
Fazit (00:54:50)
Helena hat viel gelernt, wie der Bericht aufgebaut ist, dass es 3 Arbeitsgruppen gibtDie dritte schlägt konkret vor, was man jetzt tun sollteMeeresspiegelmessungen sind kompliziertEs gibt verschiedene Methoden, die zur Meeresspiegelmessung eingesetzt werden und werden müssenDer Meeresspiegel ist von vielen Faktoren beeinflusst, unter anderem haben wir genannt: Ebbe und Flut, Landhebungen durch frühere Eismassen, SchmelzwasserDie IPCC Berichte werden auch im speziellen dafür aufbereitet, Entscheidungsträger*innen zur Verfügung zu stehen, die vor allem in der Politik agierenDas heißt neben den komplexen Untersuchungen gibt es auch immer wieder ZusammenfassungenUnd Aussagen, die getroffen werden, werden immer mit einem Label versehen, mit welcher Wahrscheinlichkeit sie eintreffenDie Forscher*innen müssen eine Aussage danach beurteilen, wie sicher sie sich sind, dass genau das eintreffen wirdUnd diese Beurteilung hängt dabei immer auch vom Modell ab, mit dem gearbeitet wirdDas heißt, was letztlich Realität wird, hängt davon ab, wie wir jetzt handeln.Guckt in unsere weiterführenden Links rein, da haben wir zum Beispiel einen tollen Vortrag von Prof. Dr. Ricarda Winkelmann verlinkt, der sich um die Große Eisschmelze dreht, zu der sie forschtWer sich für Grafiken und die Visualisierung komplexer Daten interessiert, ist bestens versorgt mit den IPCC-Berichten, allein beim Durchscrollen fallen einem innerhalb weniger Seiten gefühlt Dutzende verschiedene Optionen auf, wie derart komplexe Daten abgebildet werden können ... ob das alles übersichtlich und zugänglich ist, steht dabei aber auch auf einem anderen Blatt ... Nächste Folge: Graphentypen im August (00:58:37)
Hier spielt auch die grafische Aufbereitung von Daten eine Rolle Wir hatten das ja schonmal in der Visualisierungsfolge angefangen, was es da so gibtJetzt geht es um Möglichkeiten für die Darstellung von eindimensionalen Daten, wie eine Temperatur zum BeispielWir wollen das anhand von konkreten Beispielen zeigen und damit mal wieder Data Science Tool behandelnCall to Action (00:59:16)
Wenn ihr uns weiter hören möchtet, folgt uns auf Twitter unter @datenlebenOder besucht unsere Webseite: www.datenleben.deHinterlasst uns gerne Feedback, wir würden uns darüber sehr freuenIhr könnt uns als Data Scientists auch Buchen für Analysen oder ProjekteHabt ihr Fragen oder Themen, die euch interessieren? Dann schreibt uns!Outro (00:59:47)
Schlagworte zur Folge
Klimakrise, Klimawandel, Wasserspiegel, Meeresspiegel, Auswirkungen, Wahrscheinlichkeit
Quellen
IPCC: Sixth Assessment ReportUmweltbundesamt: Weltklimarat (IPCC)AntarcticGlaciers.org: Postglacial reboundIPCC: Sixth Assessment Report. Working Group II – Impact, Adaption and Vulnerability. Fact Sheet EuropeIPCC: Sixth Assessment Report. Working Group II – Impact, Adaption and Vulnerability. Fact Sheet AfricaIPCC: Sixth Assessment Report. Working Group II – Impact, Adaption and Vulnerability. AnnexesWeiterführende Links
Georgia State University, HyperPhyics: Tidesmedia.ccc.de: Prof. Dr. Ricarda Winkelmann – The big melt: Tipping points in Greenland and AntarcticaDeutscher Wetterdienst: Arktische Meereisbedeckung zum Sommerstart auf hohem Niveau)Wikipedia: GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment)dl007: klimadatendl008: temperaturkurvendl014: waldbrändedl025: luftdatenFreistetter/Frick: Das Klima. Podcast zur Wissenschaft hinter der Krise
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