Dieser Meeresspiegelangabe befindet sich zwischen Jerusalem und dem Toten Meer .

Der mittlere Meeresspiegel ( MSL , oft kurz Meeresspiegel genannt ) ist der durchschnittliche Oberflächenpegel eines oder mehrerer Küstengewässer der Erde , von dem aus Höhen wie die Höhe über dem Meeresspiegel gemessen werden können. Der globale MSL ist ein vertikales Bezugssystem  – ein standardisiertes geodätisches Bezugssystem  –, das beispielsweise in der Kartografie und Schifffahrt als Kartennullpunkt oder in der Luftfahrt als Standard-Meeresspiegel verwendet wird, auf dem der Luftdruck gemessen wird, um die Flughöhe und somit die Flugflächen von Flugzeugen zu kalibrieren . Ein gängiger und relativ einfacher Standard für den mittleren Meeresspiegel ist stattdessen ein langjähriger Mittelwert der Pegelstände an einem bestimmten Referenzpunkt. [ 1 ]

Der Begriff „über dem Meeresspiegel“ bezieht sich im Allgemeinen auf die Höhe über dem mittleren Meeresspiegel (AMSL). Der Begriff „über dem aktuellen Meeresspiegel “ (APSL) bedeutet „über dem gegenwärtigen Meeresspiegel“ und vergleicht den Meeresspiegel in der Vergangenheit mit dem heutigen Niveau.

Der Erdradius auf Meereshöhe beträgt am Äquator 6.378,137 km (3.963,191 Meilen), an den Polen 6.356,752 km (3.949,903 Meilen) und im Durchschnitt 6.371,001 km (3.958,756 Meilen). [ 2 ] Dieses abgeflachte Sphäroid definiert zusammen mit lokalen Schwereanomalien das Geoid der Erde, welches den mittleren Meeresspiegel an Orten im offenen Ozean annähert. Das Geoid weist eine deutliche Senke im Indischen Ozean auf , dessen Oberfläche bis zu 106 m (348 Fuß) unter den globalen mittleren Meeresspiegel absinkt (ohne Berücksichtigung geringfügiger Einflüsse wie Gezeiten und Strömungen). [ 3 ] Im Jahr 2026 wurde festgestellt, dass die anhand des in 90 % der veröffentlichten Arbeiten verwendeten Geoids geschätzten Meeresspiegel im Durchschnitt etwa 25 cm niedriger waren als die gemessenen Werte, wodurch der Effekt des Meeresspiegelanstiegs unterschätzt wurde.

Messung

Meeresspiegelmessungen aus 23 Langzeit -Pegelmessreihen in geologisch stabilen Umgebungen zeigen einen Anstieg von rund 200 Millimetern (7,9 Zoll) im Laufe des 20. Jahrhunderts (2 mm/Jahr).

Die präzise Bestimmung eines mittleren Meeresspiegels ist aufgrund der vielen Einflussfaktoren schwierig. [ 4 ] Der momentane Meeresspiegel variiert erheblich auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen. Dies liegt daran, dass sich das Meer in ständiger Bewegung befindet und von Gezeiten, Tsunamis, Wind , Luftdruck, lokalen Gravitationsunterschieden, Temperatur, Salzgehalt usw. beeinflusst wird. Der mittlere Meeresspiegel an einem bestimmten Ort kann über einen längeren Zeitraum berechnet und als Bezugspunkt verwendet werden . Beispielsweise können stündliche Messungen über einen vollständigen 19-jährigen Metonischen Mondzyklus gemittelt werden , um den mittleren Meeresspiegel an einem offiziellen Pegel zu bestimmen . [ 5 ]

Der Meeresspiegel bei ruhigem Wasser (SWL) ist der Meeresspiegel, bei dem Bewegungen wie Windwellen herausgerechnet werden. [ 6 ] Der mittlere Meeresspiegel (MSL) ist der über einen bestimmten Zeitraum gemittelte SWL, sodass Änderungen, z. B. durch die Gezeiten , ebenfalls einen Mittelwert von null aufweisen. Der globale MSL bezeichnet einen räumlichen Mittelwert über die gesamte Meeresfläche, typischerweise unter Verwendung zahlreicher Pegelmessstationen und/oder Satellitenmessungen. [ 5 ]

Man misst den mittleren Meeresspiegel (MSL) oft relativ zum Land; daher kann eine Änderung des relativen MSL ( relativer Meeresspiegel ) auf eine tatsächliche Änderung des Meeresspiegels, auf eine Änderung der Höhe des Landes, auf dem der Pegelstand gemessen wird, oder auf beides zurückzuführen sein. In Großbritannien ist das Bezugsniveau (der Nullpunkt auf britischen Karten) der mittlere Meeresspiegel, der zwischen 1915 und 1921 in Newlyn in Cornwall gemessen wurde. [ 7 ] Vor 1921 war das Bezugsniveau der mittlere Meeresspiegel am Victoria Dock in Liverpool . Seit der Zeit des Russischen Reiches wird in Russland und seinen ehemaligen Teilen, die heute unabhängige Staaten sind, der Meeresspiegel vom Nullpunkt des Pegels Kronstadt aus gemessen. In Hongkong ist „mPD“ ein Vermessungsbegriff und bedeutet „Meter über dem Hauptbezugsniveau“. Er bezeichnet eine Höhe von 0,146 m (5,7 Zoll) über dem Kartennullpunkt [ 8 ] und 1,304 m (4 Fuß 3,3 Zoll) unter dem mittleren Meeresspiegel. In Frankreich misst der Marégraphe in Marseille seit 1883 kontinuierlich den Meeresspiegel und bietet die längste zusammenhängende Datensammlung zu diesem Thema. Er dient als offizieller Meeresspiegel für Teile Kontinentaleuropas und den größten Teil Afrikas. Spanien nutzt ihn zur Höhenmessung in Alicante , während das Europäische Höhenreferenzsystem auf die Höhe des Amsterdamer Peils kalibriert ist , die bis in die 1690er-Jahre zurückreicht.

Seit dem Start von TOPEX/Poseidon im Jahr 1992 führen Satellitenaltimeter präzise Messungen des Meeresspiegels durch. [ 9 ] Auf die gemeinsame Mission TOPEX/Poseidon von NASA und CNES folgte 2001 Jason-1 und 2008 die Ocean Surface Topography Mission auf dem Satelliten Jason-2.

Höhe über dem mittleren Meeresspiegel

Die Höhe über dem mittleren Meeresspiegel ( AMSL ) ist die Höhe (am Boden) bzw. Höhe (in der Luft) eines Objekts relativ zu einem Bezugsniveau für den mittleren Meeresspiegel (MSL). Sie wird auch in der Luftfahrt verwendet, wo einige Höhen relativ zum mittleren Meeresspiegel erfasst und angegeben werden (im Gegensatz zur Flugfläche ), sowie in den Atmosphärenwissenschaften und der Landvermessung . Alternativ können Höhenmessungen auf einem Referenzellipsoid basieren , das die gesamte Erde annähernd darstellt, wie es beispielsweise GPS tut. In der Luftfahrt wird zunehmend das Referenzellipsoid WGS84 zur Definition von Höhen verwendet; allerdings bestehen Unterschiede von bis zu 100 Metern (328 Fuß) zwischen dieser Ellipsoidhöhe und dem lokalen mittleren Meeresspiegel. [ 3 ] Eine weitere Alternative ist die Verwendung eines geoidbasierten Höhenbezugssystems wie NAVD88 und des globalen EGM96 (Teil von WGS84 ). Die Details variieren von Land zu Land.

Bei der Darstellung geografischer Merkmale wie Gebirge auf topografischen Karten werden Höhenunterschiede durch Höhenlinien veranschaulicht . Der höchste Punkt oder Gipfel eines Gebirges wird üblicherweise mit der Höhe über dem Meeresspiegel in Metern, Fuß oder beidem angegeben. In Ausnahmefällen, in denen ein Gebiet unter dem Meeresspiegel liegt, wie beispielsweise im Death Valley in Kalifornien , ist die Höhe über dem Meeresspiegel negativ.

Schwierigkeiten bei der Anwendung

Oft ist es notwendig, die lokale Höhe des mittleren Meeresspiegels mit einer Bezugsfläche, dem Geoid, zu vergleichen . Ohne äußere Einflüsse würde der lokale mittlere Meeresspiegel mit der Geoidfläche übereinstimmen. Diese ist eine Äquipotentialfläche des Erdgravitationsfeldes, die selbst keiner einfachen Kugel oder einem Ellipsoid entspricht und Gravitationsanomalien aufweist , wie sie beispielsweise von den GRACE-Satelliten der NASA gemessen wurden . In der Realität ist die Geoidfläche aufgrund von Meeresströmungen, Luftdruckschwankungen, Temperatur- und Salzgehaltsschwankungen etc. nicht direkt beobachtbar, selbst nicht als langfristiger Mittelwert. Die ortsabhängige, aber zeitlich beständige Abweichung zwischen dem lokalen mittleren Meeresspiegel und dem Geoid wird als (mittlere) Meeresoberflächentopographie bezeichnet . Sie variiert global typischerweise um ±1 m. [ 10 ]

Eine 2026 veröffentlichte Studie analysierte 385 seit 2009 publizierte, von Fachkollegen begutachtete wissenschaftliche Artikel und verglich die Differenz zwischen Berechnungen anhand globaler Geoidmodelle mit gängigen Annahmen zum Küstenmeeresspiegel und tatsächlichen Messungen. Es zeigte sich, dass über 90 % der Studien Landhöhenmessungen verwendeten, die auf globalen Geoidmodellen basierten, anstatt lokale Direktmessungen durchzuführen. Dies führte zu einer durchschnittlichen Unterschätzung des Meeresspiegels um 24–27 cm, wobei die Abweichungen teilweise sogar 550–760 cm erreichten – eine Diskrepanz, die als „interdisziplinärer blinder Fleck“ bezeichnet wird. Die Folge dieser Unterschätzung ist, dass bei einem Meeresspiegelanstieg von 1 m 37 % mehr Küstengebiete als bisher angenommen unter den Meeresspiegel fallen werden, was bis zu 132 Millionen Menschen betrifft. [ 11 ] [ 12 ]

Trockenland

Meeresspiegelschild an einer Klippe (rot eingekreist) im Badwater Basin , Death Valley Nationalpark

Zur Beschreibung der sich verändernden Beziehungen zwischen Meeresspiegel und Festland werden verschiedene Begriffe verwendet.

  • „Relativ“ bedeutet Veränderung im Verhältnis zu einem festen Punkt im Sedimenthaufen. [ 13 ]
  • Der Begriff „eustatisch“ bezeichnet globale Veränderungen des Meeresspiegels relativ zu einem festen Punkt, wie beispielsweise dem Erdmittelpunkt, etwa infolge des Abschmelzens der Eiskappen. [ 14 ]
  • Der Begriff „sterisch“ bezieht sich auf globale Veränderungen des Meeresspiegels aufgrund von thermischer Ausdehnung und Schwankungen des Salzgehalts . [ 15 ]
  • Der Begriff „isostatisch“ bezieht sich auf Veränderungen des Landniveaus relativ zu einem festen Punkt in der Erde, die möglicherweise auf thermischen Auftrieb oder tektonische Effekte zurückzuführen sind, wobei Veränderungen des Wasservolumens in den Ozeanen außer Acht gelassen werden.

Das Abschmelzen der Gletscher am Ende der Eiszeiten führt zu einer isostatischen postglazialen Landhebung , bei der sich das Land nach dem Wegfall des Eisgewichts anhebt. Umgekehrt erfahren ältere Vulkaninseln einen relativen Meeresspiegelanstieg aufgrund isostatischer Absenkung durch das Gewicht der abkühlenden Vulkane. Auch die Absenkung des Landes durch den Rückgang des Grundwasserspiegels trägt zum relativen Meeresspiegelanstieg bei.

Auf Planeten ohne flüssigen Ozean können Planetenforscher eine „mittlere Höhe“ berechnen, indem sie die Höhen aller Punkte auf der Oberfläche mitteln. Diese Höhe, die manchmal auch als „Meeresspiegel“ oder Nullniveau bezeichnet wird , dient als Referenz für die Höhe planetarer Strukturen. [ 16 ]

Ändern

Lokal und eustatisch

Wasserkreislauf zwischen Ozean, Atmosphäre und Gletschern

Der lokale mittlere Meeresspiegel (LMSL) ist definiert als die Höhe des Meeresspiegels relativ zu einem Landbezugspunkt, gemittelt über einen Zeitraum von in der Regel mindestens einem Jahr, in dem Schwankungen durch Wellen und Gezeiten ausgeglichen werden. Die wahrgenommenen Veränderungen des LMSL müssen an die vertikalen Landbewegungen angepasst werden, die mit ähnlichen Raten wie Meeresspiegelveränderungen (Millimeter pro Jahr) auftreten können.

Einige Landbewegungen entstehen durch isostatische Ausgleichsbewegungen infolge des Abschmelzens der Eisschilde am Ende der letzten Eiszeit . Das Gewicht des Eisschildes drückt das darunterliegende Land nach unten, und mit dem Abschmelzen des Eises hebt sich das Land langsam wieder . Veränderungen des bodennahen Eisvolumens beeinflussen auch den lokalen und regionalen Meeresspiegel durch die Anpassung des Geoids und der wahren Polwanderung . Auch der Luftdruck , Meeresströmungen und lokale Meerestemperaturänderungen können den lokalen Meeresspiegel beeinflussen.

Der eustatische Meeresspiegelanstieg (globaler, nicht lokaler Anstieg) ist auf Veränderungen des Wasservolumens in den Weltmeeren oder des Volumens der Ozeanbecken zurückzuführen . [ 17 ] Zwei Hauptmechanismen verursachen derzeit den eustatischen Meeresspiegelanstieg. Erstens gibt das Abschmelzen von Landeis, wie beispielsweise Gebirgsgletschern und polaren Eisschilden, Wasser in die Ozeane ab. Zweitens dehnt sich das wärmere Wasser mit steigenden Ozeantemperaturen aus. [ 18 ]

Kurzfristige und periodische Änderungen

Die letzte Eiszeit führte zu einem deutlich niedrigeren globalen Meeresspiegel.
Steigende Temperaturen und schmelzende Gletscher lassen den Meeresspiegel derzeit ansteigen.

Zahlreiche Faktoren können kurzfristige Veränderungen des Meeresspiegels hervorrufen, typischerweise im Bereich von wenigen Metern, in Zeiträumen von Minuten bis Monaten:

Periodische Meeresspiegeländerungen
Tägliche und halbtägliche astronomische Gezeiten12–24 h P0,1–10+ m
Langperiodische Gezeiten2 Wochen bis 1 Jahr P<0,1 m
Polgezeiten ( Chandler-Wobble )14 Monate P5 mm
Meteorologische und ozeanographische Schwankungen
AtmosphärendruckStunden bis Monate−0,7 bis 1,3 m
Winde ( Sturmfluten )1–5 TageBis zu 5 m
Verdunstung und Niederschlag (können auch einem langfristigen Muster folgen)Tage bis Wochen<0,1 m
Topographie der Meeresoberfläche (Veränderungen der Wasserdichte und der Strömungen)Tage bis WochenBis zu 1 m
El Niño / Südliche Oszillation6 Monate alle 5–10 JahreBis zu 0,6 m
Saisonale Schwankungen
Saisonale Wasserbilanz der Ozeane (Atlantik, Pazifik, Indischer Ozean)6 Monate 
Saisonale Schwankungen der Neigung der Wasseroberfläche6 Monate 
Flussabfluss/Überschwemmungen2 Monate1 m
Saisonale Änderungen der Wasserdichte (Temperatur und Salzgehalt )6 Monate0,2 m
Seiches
Seiches (stehende Wellen)Minuten bis StundenBis zu 2 m
Erdbeben
Tsunamis (katastrophale, langperiodische Wellen)Std0,1–10+ m
Abrupte Änderung des LandniveausMinutenBis zu 10 m

Jüngste Änderungen

Der Meeresspiegel steigt seit dem Ende des letzten glazialen Maximums vor etwa 20.000 Jahren. [ 19 ] Zwischen 1901 und 2018 stieg der durchschnittliche Meeresspiegel um 15–25 cm, was einem Anstieg von 2,3 mm pro Jahr seit den 1970er Jahren entspricht. [ 20 ] : 1216 Dies war ein schnellerer Anstieg als jemals zuvor in den letzten 3.000 Jahren. [ 20 ] : 1216 Im Jahrzehnt 2013–2022 beschleunigte sich der Anstieg auf 4,62 mm/Jahr. [ 21 ] Der Klimawandel infolge menschlicher Aktivitäten ist die Hauptursache für diese anhaltende Beschleunigung. [ 22 ] : 5, 8 Zwischen 1993 und 2018 waren 44 % des Meeresspiegelanstiegs auf das Abschmelzen von Eisschilden und Gletschern zurückzuführen, weitere 42 % auf die thermische Ausdehnung des Wassers . [ 23 ] : 1576

Der Meeresspiegelanstieg hinkt den Veränderungen der Erdtemperatur um Jahrzehnte hinterher und wird sich daher bis 2050 als Folge der bereits eingetretenen Erwärmung weiter beschleunigen. [ 24 ] Was danach geschieht, hängt von den zukünftigen Treibhausgasemissionen des Menschen ab . Bei drastischen Emissionsreduktionen würde sich der Meeresspiegelanstieg zwischen 2050 und 2100 verlangsamen. Er könnte dann um 30 cm bis 1,0 m ansteigen .+1/3 Fuß  ) zwischen den frühen 2020er Jahren und 2100, oder um ungefähr 60 cm (2 Fuß) bis130 cm ( 4 Fuß) .+ Der Meeresspiegelanstieg wird vom 19. Jahrhundert bis 2100 voraussichtlich um 1,5 Fuß (ca. 1,5 m) steigen. Bei hohen Emissionen würde er sich jedoch weiter beschleunigen und bis 2100 um 50 cm (1,6 ft) oder sogar 1,9 m (6,2 ft) ansteigen. [ 25 ] [ 22 ] [ 20 ] : 1302 Langfristig würde der Meeresspiegelanstieg in den nächsten 2000 Jahren 2–3 m (7–10 ft) betragen, wenn die Erwärmung bei den derzeitigen 1,5 °C (2,7 °F) gegenüber der vorindustriellen Zeit bleibt. Bei einer maximalen Erwärmung von 5 °C (9,0 °F) würde der Anstieg 19–22 Meter (62–72 ft) betragen. [ 22 ] : 21 Der zu erwartende Anstieg des Hochwasserrisikos ist selbst bei moderaten Meeresspiegelanstiegsszenarien oft extrem hoch und reicht von 10 bis 1000 bei einem Anstieg von 0,5 m oder weniger. [ 26 ]

Der steigende Meeresspiegel betrifft alle Küstenbewohner der Erde. [ 27 ] Dies kann durch Überschwemmungen, höhere Sturmfluten , Springfluten und eine erhöhte Anfälligkeit für Tsunamis geschehen . Es gibt viele Folgewirkungen. Sie führen zum Verlust von Küstenökosystemen wie Mangrovenwäldern . Durch den steigenden Salzgehalt im Bewässerungswasser kann es zu Ernteausfällen kommen . Schäden an Häfen beeinträchtigen den Seehandel. [ 28 ] [ 29 ] Der bis 2050 prognostizierte Meeresspiegelanstieg wird Gebiete, die derzeit von zig Millionen Menschen bewohnt werden, jährlichen Überschwemmungen aussetzen. Ohne eine drastische Reduzierung der Treibhausgasemissionen könnte diese Zahl in den letzten Jahrzehnten des Jahrhunderts auf Hunderte von Millionen ansteigen. [ 30 ]

Lokale Faktoren wie der Tidenhub oder die Landabsenkung beeinflussen die Schwere der Auswirkungen erheblich. So wird der Meeresspiegelanstieg in den Vereinigten Staaten bis zum Ende des Jahrhunderts voraussichtlich zwei- bis dreimal so hoch sein wie der globale Durchschnitt. [ 31 ] [ 32 ] Zwölf der zwanzig Länder, die am stärksten vom Meeresspiegelanstieg betroffen sind, liegen jedoch in Asien, darunter Indonesien , Bangladesch und die Philippinen. [ 33 ] Auch die Widerstandsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit von Ökosystemen und Ländern variiert, was zu mehr oder weniger ausgeprägten Auswirkungen führt. [ 34 ] Die größten Auswirkungen auf die Bevölkerung werden kurzfristig auf niedrig gelegenen Inseln der Karibik und des Pazifiks, einschließlich Atollen, zu spüren sein . Der Meeresspiegelanstieg wird viele von ihnen im Laufe dieses Jahrhunderts unbewohnbar machen. [ 35 ]

Gesellschaften können sich auf vielfältige Weise an den Meeresspiegelanstieg anpassen. Gezielter Rückzug , die Anpassung an Küstenveränderungen oder der Schutz vor dem Meeresspiegelanstieg durch bauliche Maßnahmen wie den Bau von Deichen [ 36 ] sind Beispiele für harte Maßnahmen. Daneben gibt es weichere Ansätze wie die Wiederherstellung von Dünen und die Strandaufspülung . Manchmal ergänzen sich diese Anpassungsstrategien. In anderen Fällen müssen Entscheidungen zwischen verschiedenen Strategien getroffen werden. [ 37 ] Ärmere Länder haben möglicherweise Schwierigkeiten, dieselben Anpassungsstrategien an den Meeresspiegelanstieg umzusetzen wie reichere Staaten.

Sea level rise has been studied through an environmental justice framework, as its impacts are not evenly distributed across populations.[38] Research suggests that socially and economically vulnerable communities are often more at risk to coastal flooding and have fewer resources for adaptation or relocation.[39]

Sea level rise can also contribute to the displacement or relocation of coastal and island populations, including some Indigenous communities whose cultural practices are closely connected to ancestral lands. Relocation efforts may involve challenges related to maintaining community organization and farming practices as well.[40]

Aviation

Pilots can estimate height above sea level with an altimeter set to a defined barometric pressure. Generally, the pressure used to set the altimeter is the barometric pressure that would exist at MSL in the region being flown over. This pressure is referred to as either QNH or "altimeter" and is transmitted to the pilot by radio from air traffic control (ATC) or an automatic terminal information service (ATIS). Since the terrain elevation is also referenced to MSL, the pilot can estimate height above ground by subtracting the terrain altitude from the altimeter reading. Aviation charts are divided into boxes and the maximum terrain altitude from MSL in each box is clearly indicated. Once above the transition altitude, the altimeter is set to the international standard atmosphere (ISA) pressure at MSL which is 1013.25 hPa or 29.92 inHg.[41]

See also

Referenzen

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