Auch die Ostsee wird wärmer

Wären die Werte aus Deutschland stellvertretend für die ganze Welt, wäre das Pariser Klimaabkommen von 2015 schon jetzt nicht mehr haltbar. Im langjährigen Mittel beträgt der Anstieg der Durchschnittstemperatur in Deutschland bis 2021 2° C seit Beginn der Industrialisierung. Maximal 1,5° C sind im Abkommen angepeilt.

Ein Temperaturanstieg lässt sich mittels Satellitendaten auch für das Wasser der Ostsee feststellen. Auch hier zeigt der Klimawandel Wirkung. Doch wie genau spielen sich solche Veränderungen ab? Und welche Auswirkungen können Sie bei Flora und Fauna nach sich ziehen?

Temperaturdaten zeigen Trend zur Erwärmung

Die von KATAPULT MV mithilfe des Onlinetools Google Earth Engine erhobenen und berechneten Durchschnittswerte der Wasseroberflächentemperatur je Monat und jeweils für das ganze Jahr geben Hinweis auf die langfristige Entwicklung der Wassertemperatur der Ostsee. Es lassen sich daraus Trends ableiten – zum Beispiel für die Durchschnittstemperatur der Ostsee von 2002 bis 2020, bezogen auf das ganze Jahr oder auf die Monate Januar und August. 

Überraschenderweise zeigt der Trend der Augustwerte nach unten. Das würde dafür sprechen, dass seit 2002 die Wassertemperatur in der Ostsee in den Sommermonaten eher gesunken ist. Allerdings liegt hier mit knapp 20 Jahren eine vergleichsweise kurze Zeitspanne zugrunde. Einzelne Werte, die aus der Reihe fallen, können so das Ergebnis verzerren. Mit Blick auf den Ganzjahrestrend und den Januartrend relativiert sich der Eindruck, denn unter dem Strich steigt die Temperatur in der Ostsee.

Bei der Betrachtung des längeren Zeitraums von 1969 bis 2017 wurde dementsprechend ein Temperaturanstieg von 0,6° C alle zehn Jahre festgestellt, der vor allem auf wärmere Sommer zurückzuführen ist. Cyril Dutheil vom Leibniz-Institut für Ostseeforschung in Warnemünde (IOW) bestätigt diese Werte. Er wertete Satellitendaten für den Zeitraum von 1990 bis 2020 aus. Daraus ergab sich eine Temperatursteigerung des Oberflächenwassers der Ostsee in dieser Zeit um 1,6° C.

Im Winter macht sich der Rückgang von Frosttagen und damit auch des Meereises der Ostsee bemerkbar. Das zeigt sich auch an der steigenden Trendlinie für den Januar. 

Insgesamt kann also von einer Erwärmung der Ostsee gesprochen werden. Diese verteilt sich allerdings nicht gleichmäßig auf die Ostsee, stellte auch Dutheil fest. Und sie war in den vergangenen Jahren langsam und nicht auf alle Jahreszeiten gleichmäßig verteilt. Doch das muss nicht so bleiben: „Wie die Klimageschichte zeigt, gehören sprunghafte Temperaturänderungen zum Verhaltensspektrum des nichtlinearen, komplexen und chaotischen Klimasystems.“ Die Erwärmung kann sich also auch noch beschleunigen.

Meeresspiegelanstieg bedroht auch Ostseeküste

Die Wassertemperatur hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehört die Lufttemperatur, beeinflusst durch Sonneneinstrahlung beziehungsweise Wolkenbedeckung. Außerdem strömt in die Ostsee unregelmäßig kühleres, salzhaltigeres Wasser aus der Nordsee ein, was ebenso die Wassertemperatur beeinflusst, wie auch Winde über der Oberfläche. Gerade die Oberflächentemperatur von Gewässern ist relevant für viele Phänomene wie die Entwicklung von Blaualgen und ist vor allem auch ein wichtiger Messwert. Auch Satellitendaten messen sie als repräsentativen Wert.

Auch der Meeresspiegelanstieg als direkte Folge der globalen Erwärmung spielt eine Rolle. Durch das Abschmelzen der globalen Eismassen und weil sich wärmeres Wasser ausdehnt, steigt der Meeresspiegel in der Ostsee an. „In den letzten 100 Jahren ist der mittlere jährliche Wasserstand in Warnemünde um 14 cm und in Travemünde um 17 cm angestiegen.“ Das passiert nicht gleichmäßig, sondern mit steigendem Tempo. An der gesamten Ostseeküste gibt es Flächen, die durch einen Meeresspiegelanstieg bedroht sind. Der ständige Verlust von Sand an den Küsten und der Verlust von Stränden, die teilweise mit hohem technischen und finanziellen Aufwand geschützt werden müssen, sind Symptome dieser Entwicklung.

Zusammenhang zwischen Todeszonen und Temperaturschwankungen

Die Ostsee ist ein sogenanntes Brackwassermeer mit einem verhältnismäßig kleinen Wasseraustausch zum Nachbarn Nordsee. Dadurch existieren große Totwassergebiete. Dort ist der Sauerstoffgehalt so gering, dass sogenanntes höheres Leben nicht mehr möglich ist. Dieses Phänomen ist lange bekannt und grundsätzlich natürlichen Ursprungs. Es wird jedoch verstärkt durch Nährstoffeinträge, die etwa aus ausgewaschenen Düngemitteln aller Ostseeanrainerstaaten stammen. Vor allem der gelöste Stickstoff führt zu großen Algenblüten. Sterben diese ab und sinken auf den Meeresgrund, werden sie von Bakterien zersetzt, was Sauerstoff verbraucht. Wird dann eine bestimmte Schwelle an Sauerstoffanteil im Wasser unterschritten, ist Leben für größere Organismen nicht mehr möglich und die betroffene Meeresregion verödet.

Mit saisonalen Schwankungen sind große Teile der zentralen Ostsee davon betroffen. Im Jahr 2016 erreichte die maximale Ausdehnung der sauerstoffarmen Totwassergebiete eine Fläche von rund 70.000 km². Das ist rund dreimal so groß wie Meck-Vorp. 

Ein natürlicher Grund für das Vorkommen von weitgehend sauerstofffreien Gebieten in der Ostsee ist an der Darßer Schwelle zu finden. Diese unterseeische Erhebung in der Mecklenburger Bucht „bildet eine ökologische Barriere zwischen Belt- und Ostsee“ mit einer maximalen Tiefe von 18 Metern. Das sauerstoffreiche Wasser, das aus der Nordsee nachströmen könnte, kann diese Schwelle seltener als früher überwinden. Mit steigendem Meeresspiegel wird die Schwelle leichter überwindbar, da dann eine dickere Wasserschicht darüber liegt. Ganz absehbar ist diese Entwicklung nicht. Bedeutender sind wohl die Folgen der massiven Überdüngung, die noch heute nachwirkt. Das IOW sieht einen direkten Zusammenhang zwischen langfristigen Temperaturschwankungen und der Ausbreitung von Todeszonen: Wärmere Temperaturen bedeuten eine größere Ausdehnung von Meeresgebieten mit sauerstoffarmem Wasser.

Neue Mitbewohner und alte Schädlinge

Auch Flora und Fauna der Ostsee verändern sich. Dazu zählen etwa Kleinstlebewesen, wie die als Blaualgen bekannten Cyanobakterien, die für Mensch und Tier giftig sind. Das Auftreten von Blaualgen ist ein als problematisch wahrgenommenes Phänomen bei sommerlichen Wassertemperaturen über 20° C.

Bisher galt die Wassertemperatur als entscheidend für die Wachstumsraten von Blaualgen. So kann ab 17° C ein gesteigertes Wachstum beobachtet werden,  25° C sind ideal für eine schnelle Vermehrung der Algen. Allerdings zeigen aktuelle Forschungsergebnisse, dass die Wassertemperatur nicht alleine ausschlaggebend für die Entwicklung der Algenblüten ist. Zum einen bilden sie sich nicht in den wärmeren Uferregionen der Ostsee, sondern in der tendenziell kühleren offenen See. Andere (Kleinst-)Lebewesen und die Nährstoffverteilung in der Ostsee spielen dabei eine Rolle. Erst die gewachsenen Algenteppiche werden dann je nach Windverhältnissen an die Küsten getrieben. Ob die Erwärmung der Ostsee und die damit einhergehende Ausdehnung der Bereiche mit höherer Oberflächentemperatur auch das Vorkommen von Cyanobakterien in der Ostsee zunehmen lässt, bleibt vorerst unklar.

Da Blaualgen den Strömungen ausgesetzt sind, ist ihr räumliches Auftreten von vielen Faktoren abhängig und eine Registrierung mit stationären Messungen daher zwangsläufig ungenau. Und mit Satellitendaten können sie nur erkannt werden, wenn sie direkt an der Wasseroberfläche schwimmen. Werden sie in tiefere Wasserschichten gespült, werden sie auch nicht mehr registriert. Außerdem sterben auch Blaualgen ab, sinken zum Meeresgrund und tragen so zur Eutrophierung, also der Überversorgung mit Nährstoffen,  und Sauerstoffverarmung der Ostsee bei.

Auch andere Lebewesen werden von den klimatischen Veränderungen beeinflusst: In immer schnelleren Frachtschiffen haben Lebewesen, die im Ballastwasser mitgeschleppt werden, bei kürzeren Reisezeiten eine höhere Überlebenschance. In der wärmeren Ostsee finden sie dann die richtigen Bedingungen, um sich anzusiedeln. Dazu gehören auch invasive Arten wie zum Beispiel die Chinesische Wollhandkrabbe, Zebramuscheln oder die Meerwalnuss. Andere Arten weichen dafür in kühlere Gewässer, etwa Richtung Nordsee, aus. So verändern sich ganze Nahrungsketten relativ unvorhersehbar. Das Konsortium Deutsche Meeresforschung (KDM) spricht daher von einem „biologischen Strukturwandel“, der keine Evolution mehr sei, sondern eine „revolutionäre Dimension angenommen“ habe.

Das bedeutet, dass sich neben dem Klima auch viele andere Faktoren verändern, vor allem durch menschliche Einflüsse wie Nährstoffeintrag, Fischfang, Lärmemissionen im Wasser, Errichtung von Offshore-Parks oder unterseeische, geologische Arbeiten. Es lassen sich also nicht alle Veränderungen allein auf den Klimawandel zurückführen. Dieser hat aber oft einen verstärkenden Einfluss. Und auch in der Ostsee ist er ohne Zweifel angekommen.