Ebbe und Flut: Wie die Gezeiten entstehen und sich im Klimawandel verändern

Foto: CC0/pixabay/khfalk

Ebbe und Flut entstehen durch den Mond – es gibt aber auch einige irdische Einflüsse. So ist es nicht verwunderlich, dass auch der Klimawandel seine Spuren hinterlässt.

Ebbe und Flut: So entstehen die Gezeiten

Die Erde ist eine Kugel? Nicht so ganz: Denn durch die Anziehungskraft des Mondes türmen sich rechts und links zwei riesige Flutberge in den Ozeanen auf, sodass die Erde eher wie ein liegendes Ei aussieht.

Das Wissensportal Welt der Physik erklärt das Phänomen der Flutberge: Der Mond wirkt ähnlich wie ein Magnet auf die Erde und zieht sowohl Wasser als auch die Erdkruste an. Das Wasser ist beweglicher als der Meeresboden darunter und so strömt das Meer auf der zum Mond gewandten Seite zu einem riesigen Flutberg zusammen.

Aber auch der darunter liegende Erdmantel und Erdkern geben der Anziehungskraft des Mondes nach. Weil der Meeresboden angezogen wird, entsteht auch auf der anderen Seite der Erde, die vom Mond abgewandt ist, ein etwas kleinerer Flutberg. Der Mond zieht dem Ozean quasi den Boden weg.

Da sich aber Erde und Mond drehen, wandern die beiden Flutberge oder die Gezeitenwellen täglich über die Ozeane.

  • Ebbe markiert den jeweils niedrigsten Wasserstand am Tag und Flut den höchsten.
  • Die Zeit zwischen Ebbe und Flut ist die Tide (ein niederdeutsches Wort für Zeit).
  • Die Höhendifferenz zwischen den Wasserständen von Ebbe und Flut ist der Tidenhub.

Die Höhe der Wasserstände von Ebbe und Flut ist jeden Tag verschieden. Die Schwankungen treten außerdem zu unterschiedlichen Zeiten auf, weil Mond, Erde und Sonne in ihren Umlaufbahnen verschiedene Positionen zueinander einnehmen. Denn auch die Sonne ist bei den Gezeiten mitbeteiligt. Sie übt ebenfalls eine Anziehungskraft aus, nur ist ihre Kraft durch die größere Entfernung wesentlich schwächer.

Nicht nur der Stand der Himmelskörper bestimmen die Gezeiten, auch Bedingungen auf der Erde beeinflussen Ebbe und Flut:

  • Geografische Lage
  • Tiefe des Meeres
  • Küste oder offenes Meer

So berichtet Welt der Physik, dass sich bei flacheren Gewässern wie dem Wattenmeer die Kräfte der Gezeitenwelle aufschaukeln, sodass hier der Wasserstand zwischen Ebbe und Flut stärker schwankt, als auf dem offenen Ozean. Laut dem Bundesamt für Seeschifffahrt kann der Tidenhub an der Nordseeküste zwischen einem und vier Metern betragen.

Ebbe und Flut: Wie wir uns davor schützen

An der Themse stehen gigantische Schutzanlagen vor Hochwasser.
An der Themse stehen gigantische Schutzanlagen vor Hochwasser. (Foto: CC0/pixabay/Stevebidmead)

Der Stand von Sonne und Mond lässt die Flut zwei Mal im Monat höher steigen. Spektrum der Wissenschaft erläutert: Stehen bei Voll- oder Neumond Sonne und Mond in einer Linie, addieren sich beide Kräfte zu einer sogenannten Springtide. Kommen noch andere ungünstige Einflüsse dazu, steigt das Wasser zu einer Springflut und kann bei starkem Wind das Land überschwemmen.

Zum Schutz vor Hochwasser haben die Küstenregionen an der Nordsee große Summen in Schutzanlagen investiert.

  • Eine der größten Schutzanlagen gegen Sturmfluten steht in England an der Themse.
  • Hamburg steckte rund 500 Millionen Euro in neue Deiche und modernen Hochwasserschutz, damit sich eine Flutkatastrophe wie 1962 nicht mehr wiederholt. Damals forderte eine Springflut über 300 Menschenleben und machte 75.000 Personen obdachlos.

Ebbe, Flut und der Klimawandel

Durch den Klimawandel ist das Wattenmeer gefährdet.
Durch den Klimawandel ist das Wattenmeer gefährdet. (Foto: CC0/pixabay/EvgeniT)

Schon jetzt gibt es Hinweise, dass der Mensch in das empfindliche Gleichgewicht der Gezeiten eingreift. Nicht umsonst nennen Forscher das Erdzeitalter in dem wir jetzt leben Anthropozän – das Zeitalter in dem der Mensch und nicht mehr die Natur bestimmt, wie die Erde aussieht.

Laut Umweltbundesamt nehmen die Höchststände der Sturmfluten in den letzten hundert Jahren stetig zu. Daran ist teilweise ein weiteres vom Mensch gemachtes Umweltproblem schuld. Der Schutz durch Deiche und Sperren in den Zuflüssen bewirkt, dass zunehmend natürliche Überschwemmungsgebiete fehlen. Das Hochwasser kann sich nicht mehr verteilen und abfließen, sondern staut sich vor den Deichanlagen.

Problematisch dabei ist, dass sich die Küsten in Zukunft auf immer höhere Wasserstände durch den Klimawandel einrichten müssen. Ein Wettlauf gegen die Natur hat begonnen. Die Küstenregionen stocken ihre Deiche weiter auf und riegeln sich mit Schutzanlagen gegen die Wasserflut ab.

Doch der allgemein höhere Wasserspiegel wird wohl nicht das einzige Problem der Küstenbewohner bleiben. Sturmfluten, Winde und die Kräfte der Gezeiten ergeben ein um vieles komplexeres Bild des Klimawandels, das Forscher erst beginnen in Modellen abzubilden.

  • Das Umweltbundesamt berichtet, dass Experten es für wahrscheinlich halten, dass immer öfter heftigere Sturmfluten auftreten könnten.
  • Germanwatch weist zudem darauf hin, dass die bisherigen Prognosen, über den steigenden Meeresspiegel nicht die Kräfte der Gezeiten berücksichtigen. Aus Sicht von Wissenschaftlern, die sich mit Deichen beschäftigen, kommen sie speziell für die Nordseeküsten in 2050 auf eine doppelt so hohe Prognose. Demnach müssten die Deiche auf 80 Zentimeter höhere Wasserstände ausgerichtet sein und nicht auf die bisher genannten 40 Zentimeter.
  • Forscher aus Großbritannien haben über Jahrzehnte gesammelten Daten der Wasserstände analysiert. Sie stellten fest, dass der Tidenhub in den letzten Jahren an vielen Orten der Erde pro Jahr um wenige Millimeter zunahm. Noch können die Forscher nicht erklären, wie genau die Klimaerwärmung auf Ebbe und Flut einwirken. Sicher ist nur, dass an diesen Orten Ebbe und Flut extremer ausfallen als noch vor einigen Jahren.

Auch wenn wir uns noch vor dem Wasser schützen können, ist durch den Klimawandel das Ökosystem Wattenmeer gefährdet. Forscher des Alfred-Wegener-Instituts beobachten ebenfalls steigende Wasserstände bei Flut. Sie fürchten um die Salzwiesen. Dass Meerwasser könnte bald die den Deichen vorgelagerten Salzwiesen überspülen und so den geschützten Lebensraum von vielen Vögeln und Insekten gefährden.

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