mini|hochkant=1.4|Meeresspiegel-Beobachtungen seit 1880 mit Pegeln (tide gauges), seit den 1990er Jahren auch mit Satelliten
Seit der Mitte des 19. Jahrhunderts ist – global betrachtet – ein deutlicher Meeresspiegelanstieg zu beobachten, der von 1901 bis 2018 bei etwa 20 cm (±5 cm) gelegen hat – in den vergangenen Jahrzehnten ist eine Beschleunigung zu beobachten: Der durchschnittliche Anstieg des Meeresspiegels im Zeitraum von 1901 bis 1971 wird im Sechsten Sachstandsbericht des IPCC mit 1,3 mm/Jahr angegeben, im Zeitraum 1971 bis 2006 waren es 1,9 mm/Jahr, zwischen 2006 und 2018 3,7 mm/Jahr.
Hauptursache ist mindestens seit 1971 die menschengemachte Erderwärmung: der Meeresspiegelanstieg ist eine der Folgen der globalen Erwärmung. Er beruht im Wesentlichen auf zwei Phänomenen: Die Erwärmung der Ozeane führt zur Ausdehnung des Meerwassers, die gestiegenen Lufttemperaturen zum Abschmelzen von Gletschern und Eisschilden, wodurch Süßwasser vom Festland in die Ozeane gelangt. Die globale Erwärmung ist vor allem Folge der seit Beginn der Industrialisierung durch Nutzung von fossilen Energieressourcen sowie nicht-nachhaltiger Forst- und Landwirtschaft emittierten Treibhausgase. Durch die bereits erfolgten Treibhausgasfreisetzungen werden die Meeresspiegel noch auf Jahrhunderte weiter ansteigen, die Höhe des Anstiegs ist abhängig von der Menge der freigesetzten Treibhausgase: Bis 2100 kommen gegenüber dem durchschnittlichen Meeresspiegel der Jahre 1995–2014 in Szenarien mit niedrigen Treibhausgasemissionen wahrscheinlich noch 28 bis 55 cm Meeresspiegelanstieg hinzu, in Szenarien mit hohen Treibhausgasemissionen 63 bis 101 cm.
Wenn die globale Erwärmung auf unter 1,5 °C begrenzt werden könnte, würde der Meeresspiegel in den nächsten 200 Jahren noch um etwa 2 bis 3 m ansteigen, bei Einhaltung des Zwei-Grad-Ziels 2 bis 6 m. Bei über das Niveau von 2020 steigenden, sehr hohen Treibhausgasemissionen kann nicht ausgeschlossen werden, dass der Meeresspiegel bis 2100 um 2 m steigt, bis 2300 um 15 m. Es gibt Hinweise, dass bei einer anhaltenden Erwärmung um 2 °C bis 3 °C der grönländische und der westantarktische Eisschild fast vollständig und unwiederbringlich im Verlauf einiger tausend Jahre abschmelzen und einen Meeresspiegelanstieg um mehrere Meter verursachen werden.
Der Meeresspiegelanstieg bedroht besonders Inselstaaten und Länder mit breiter Küstenfläche sowie einem tief liegenden Hinterland, etwa Bangladesch und die Niederlande; ärmere Staaten sind deutlich mehr gefährdet als wohlhabende Industriestaaten, die sich kostspielige Küstenschutzmaßnahmen leisten können. Effektiver Küstenschutz kostet dabei deutlich weniger – in den meisten Fällen weniger als 0,1 % des BIP – als die Beseitigung der Schäden, die aus Inaktivität resultieren.Robert J. Nicholls, Richard Tol: Impacts and responses to sea-level rise: a global analysis of the SRES scenarios over the twenty-first century. In: Phil. Trans. R. Soc. A, Volume 364, Number 1841, April 2006, S. 1073–1095. doi:10.1098/rsta.2006.1754Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Report of the Working Group I on the Physical Science Basis. Intergovernmental Panel on Climate Change; abgerufen am 20. August 2020.
Erdgeschichtlicher Rückblick mini|hochkant=1.4|Meeresspiegel-Anstieg der letzten 24.000 Jahre: Besonders vermerkt ist der „Schmelzwasserpuls 1A“, eine kurze Übergangsphase zur heutigen Warmzeit, in der der Meeresspiegel um 4–5 cm/Jahr stieg In der erdgeschichtlichen Vergangenheit gab es über die Jahrmillionen immer wieder enorme Schwankungen des Meeresspiegels. Dabei besteht oft ein enger Zusammenhang zwischen der globalen Temperatur und dem Meeresspiegel (siehe → Eustasie). Über geologische Zeiträume ist eine Änderung der globalen Durchschnittstemperatur um 1 K mit einem Anstieg bzw. einem Absinken des Meeresspiegels um 10 bis 20 m verbunden.David Archer, Victor Brovkin: Millennial Atmospheric Lifetime of Anthropogenic CO2. In: Climatic Change, Vol. 90, 2008, (3)
Zum letzten Mal war die Erde im Warmklima des Paläogens vor etwa 35 Millionen Jahren im Wesentlichen frei von größeren polaren Eiskappen. Der Meeresspiegel war damals knapp 70 m höher als heute. Am Eozän-Oligozän-Übergang verstärkte sich der im Mittleren Eozän beginnende weltweite Abkühlungstrend und führte zu ersten Vergletscherungen in der Antarktis. Im Pliozän vor etwa 3 Millionen Jahren war die Arktis großteils noch eisfrei bzw. lediglich von kleineren Eiskappen bedeckt, deren Umfang und Volumen jedoch nicht genau bekannt sind. Das globale Klima lag über weite Teile der Epoche rund 2 bis 3 K über den vorindustriellen Temperaturwerten, mit einem entsprechend höheren Meeresspiegel von 15 bis 25 m über dem gegenwärtigen Niveau. Während des letzten Interglazials, der Eem-Warmzeit vor etwa 126.000 bis 115.000 Jahren, waren die Sommertemperaturen in der nördlichen Hemisphäre etwa 2 K wärmer als im vorindustriellen Vergleichszeitraum (auf Grönland sogar 5 K).
Die meisten neueren Studien gehen davon aus, dass in der Eem-Warmzeit der Meeresspiegel etwa 6 bis 9 m über dem heutigen Niveau lag. Davon entfiel auf den Grönländischen Eisschild ein Schmelzwasseranteil von ungefähr 1,5 bis 2,5 m, der Rest verteilte sich auf die Reduzierung der westantarktischen Eisbedeckung sowie auf die thermische Ausdehnung des Meerwassers und das Abschmelzen von Gebirgsgletschern. Demnach verlor der Grönländische Eisschild in diesem Zeitraum 20 bis 30 % seiner Masse, wobei einzelne Studien höhere Werte ansetzen und eine Abnahme bis zu 60 % veranschlagen. mini|hochkant=1.4|Paläogeographische Darstellung der Nordsee vor etwa 9000 Jahren (nach Ende der Weichsel-Kaltzeit)
Auf dem Höhepunkt der sich anschließenden Kaltzeit (Letzteiszeitliches Maximum) vor etwa 20.000 Jahren lag der Meeresspiegel um 120 m tiefer und die globale Durchschnittstemperatur im Vergleich zur vorindustriellen Epoche rund 6 K niedriger. Am Übergang zur gegenwärtigen Warmzeit, dem Holozän, stieg der Meeresspiegel im Laufe mehrerer Jahrtausende sehr rasch an. Vor etwa 8000 Jahren verlangsamte sich der Anstieg, und vor etwa 3000 Jahren pendelte sich der Meeresspiegel auf ein nahezu gleichbleibendes Level ein. Fluktuationen des Meeresspiegels aufgrund relativ geringfügiger Schwankungen des globalen Klimas sowie postglazialer Landhebungen oder -senkungen lagen im jüngeren Holozän im Bereich von maximal 25 cm innerhalb weniger hundert Jahre.
Anstieg seit Beginn der Industrialisierung Nach dem Beginn des Industriezeitalters und mit steigenden Treibhausgasemissionen setzte zwischen 1820 und 1860 ein anhaltender Meeresspiegelanstieg ein. Messungen an Pegelstationen und, seit 1992, Satellitenaltimetrie zeigen für den Zeitraum 1901–2018 einen Anstieg um 20 ±5 cm. Addiert man den geschätzten Beitrag verschiedener Komponenten des Meeresspiegelanstiegs – thermische Ausdehnung des Wassers, das Schmelzen von Gletschern und Eisschilden und Änderungen der landbasierten Wasserspeicher (z. B. Grundwasser, Stauseen) – dann betragen diese in Summe 16,5 cm (11,6 cm – 21,2 cm), im Rahmen des Unsicherheitsbereichs konsistent mit dem beobachteten Anstieg. Im Jahr 1993 begannen Satellitenmessungen des Meeresspiegel. Zwischen 1993 und 2025 ist der Meeresspiegel um ca. 11 cm gestiegen.
Der Meeresspiegelanstieg beschleunigt sich seit den späten 1960er-Jahren: Der durchschnittliche Anstieg des Meeresspiegels im Zeitraum von 1901 bis 1971 wird im Sechsten Sachstandsbericht des IPCC mit 1,3 mm/Jahr angegeben, im Zeitraum 1971 bis 2006 waren es 1,9 mm/Jahr, zwischen 2006 und 2018 3,7 mm/Jahr. Die Beschleunigung für den Zeitraum 1971–2018 wurde auf 0,075 mm/Jahr² geschätzt, im Zeitraum 1993–2018 hat auch die Beschleunigung selbst zugenommen, auf geschätzte 0,094 mm/Jahr².
Der Meeresspiegelanstieg im 20. Jahrhundert verlief schneller als in jedem anderen Jahrhundert der letzten 3000 Jahre. Im Nordatlantik nahm der Meeresspiegel schon im 19. Jahrhundert rascher zu als in vorindustrieller Zeit.
Der Anstieg fällt regional unterschiedlich deutlich aus. Zwar stieg der Meeresspiegel zwischen 1992 und 2018 auf 98 % der Meeresoberfläche an, jedoch mit uneinheitlicher Beschleunigung. Regionale Abweichungen vom mittleren Meeresspiegelanstieg sind vor allem auf Abweichungen von Driftströmungen, unterschiedliche Süßwassereinträge und die räumliche Variabilität atmosphärischen Wärmetransports zurückzuführen. In Regionen, die während der letzten Kaltzeit von Eisschilden bedeckt waren, spielt auch postglaziale Landhebung eine Rolle. Manche Städte und Flussdeltas sind vom Absinken durch Grundwasserentnahme, Extraktion fossiler Brennstoffe oder neue Staudämme betroffen. Das Abschmelzen der Eisschilde in Arktis und Antarktis bedeutet Massenverlagerungen, die das Geoid ändern: Die Gravitationskraft, die die Eisschilde auf das Meerwasser ausüben, nimmt ab und dadurch steigt der Meeresspiegel in niedrigen Breiten rascher als in hohen.
Ursachen Der sechste Sachstandsbericht des IPCC aus dem Jahr 2023 gibt als Hauptursache des beschleunigt ansteigenden Meeresspiegels die menschengemachte globale Erwärmung an. Auf die Wärmeausdehnung der Ozeane war fast die Hälfte des Anstiegs der letzten Dekaden zurückzuführen, die Gletscherschmelze trug zu etwa einem Fünftel bei, das Schmelzen des grönländischen Eisschildes zu etwa 15 %, das des antarktischen Eisschildes zu knapp 9 %. Nahm bis in die 1960er Jahre die Speicherung von Wasser an Land – im Grundwasser oder in Stauseen – noch zu, so kehrte sich dies ab 1970 um, und der Eintrag von Süßwasser ließ den Meeresspiegel ebenfalls steigen. Quelle 1901–1990 1993–2018 Beitrag gesamt Anteil jährl. Beitrag Beitrag gesamt Anteil jährl. Beitrag Wärmeausdehnung der Meere +31,6 mm +31,9 % +0,36 mm/a +32,7 mm +45,9 % +1,31 mm/a Gletscherschmelze +51,8 mm +52,3 % +0,58 mm/a +13,8 mm +19,4 % +0,55 mm/a Grönländischer Eisschild +29,0 mm +29,3 % +0,33 mm/a +10,8 mm +15,2 % +0,43 mm/a Antarktischer Eisschild +0,4 mm +0,4 % +0,00 mm/a +6,1 mm +8,6 % +0,25 mm/a landbasierte Wasserspeicherung −13,8 mm −13,9 % −0,15 mm/a +7,8 mm +10,9 % +0,31 mm/a
Das Schmelzen im Salzwasser schwimmender Eisberge und von Meereis trägt nur wenig zur Erhöhung des Meeresspiegels bei. Schmölze alles heute schwimmende Eis, stiege der Meeresspiegel um etwa 4 cm an. – Im salzigen Meer schwimmendes Eis enthält näherungsweise kein Salz, mitunter eingeschlossene Salzlauge wird sogar ausgeschieden. Eis, das in Süßwasser zuerst schwimmt und dann schmilzt, erhöht den Wasserspiegel gemäß dem Auftrieb nach Archimedes nicht, sofern die Temperatur des flüssigen Wassers gleich bleibt. Das Schmelzen von schwimmendem (salzfreiem!) Eis im Salzwasser erhöht aber den Meeresspiegel, wenn auch in relativ geringem Maße: Das Meerwasser weist eine um etwa 2,6 % höhere Dichte auf als salzfreies Wasser. Ein schwimmender Eisblock von 1 Tonne verdrängt genau 1 Tonne Meerwasser, das aber nur ein Volumen von etwa 0,975 m³ einnimmt. Schmilzt derselbe Eisblock und mischt sich bei 4 °C mit dem Meerwasser, vergrößert er dessen Volumen aber auf 1 m³. Das Meeresvolumen steigt deshalb um 2,6 % des Volumens des zuvor vom Eis verdrängten Wassers.
Künftiger Anstieg Dieser Abschnitt behandelt den Anstieg des Meeresspiegels im globalen Mittel (englisch global mean sea level, GMSL). Zu beachten ist, dass sich der Anstieg nicht überall auf der Welt gleichförmig bemerkbar machen wird. So werden beispielsweise aufgrund eustatischer Schwankungen für den Nordpazifik und die US-Küste deutlich höhere Werte als im weltweiten Durchschnitt angenommen.Jerry X. Mitrovica, Natalya Gomez, Peter U. Clark: The Sea-Level Fingerprint of West Antarctic Collapse. In: Science, 323, Nr. 5915, 2009, S. 753, doi:10.1126/science.1166510
21. und 22. Jahrhundert Sechster Sachstandsbericht des IPCC (2021) mini|hochkant=2|Meeresspiegelanstieg bis 2150 in unterschiedlichen Szenarien (SSP), mit Bereichen mittleren Vertrauens:Für die Bezeichnungen der SSP-RCP-Kombinationen: