Veränderte Herausforderung für die ... - Lust op dat Meer

„Küstenentwicklung und Klimawandel“ 

Ist Veränderte das unsere Herausforderung Zukunft an den Küsten? 

für die 

Küstenentwicklung 

Klaus Schwarzer 

Institut für Geowissenschaften - Sedimentologie, Küsten- und Schelfgeologie 

Christian Albrechts-Universität zu Kiel 

Lust op dat Meer – Neue Herausforderung für die Küstenentwicklung, Abschlussveranstaltung, 11.11.11, Kiel

Nord- und Ostsee sind 2 Meeresgebiete, wie 

sie unterschiedlicher nicht sein können 


Unterschiede von Nord- und Ostsee 

Nordsee Ostsee 

Beeinflusst durch die Tide und Wellen Beeinflusst durch Wellen und windinduzierte 

Wasserstandsunterschiede 

Primär Flachküste (Marsch) + Inseln Alternierend Flach- und Steilküsten 

Geringer morphologischer Gradient Gegenüber der Nordsee steilerer 

Gradient 

Natürliche Sedimentquelle: 

Nordseeboden 

Natürliche Sedimentquelle: 

Küstenerosion und der Seegrund 

Exposition nach Westen Exposition variierend 

Aufbau aus primär feinkörnigem 

Material (Silt, Sand) 

Gegenüber der Ostsee höhere Wellen 

an den Außenküsten; Energieabbau 

über Watten und Vorländern 

Geringe Verweildauer hoher 

Wasserstände 

Voll marin Brackisch 

Aufbau aus der gesamten Bandbreite 

von Ton – Steinen (Geschiebemergel) 

Gegenüber der Nordsee geringere 

Wellen an den Außenküsten. Keine 

Watten und Vorländer 

Hohe Verweildauer hoher Wasserstände 

Wasserkörper voll durchmischt Wasserkörper meist geschichtet 


(Berner & Streif, 2000, modified) 

Pleistozäne Entwicklung 

Maximale Ausdehnung des Eises 

während der Saale- und Weichselvereisung 

in Mitteleuropa. 

Ems, Weser und Elbe haben ein 

gemeinsames Urstromtal gebildet 

über das das Wasser in den Nordatlantik 

abfloss. 


Weichselzeitlicher 

Schmelzwasserabfluss 

von Ost nach West 

(Eronen et al. 2001) 


(Rouwen & Sirocko, 2010) 

Östliches Hügelland, besteht aus 

Moränenmaterial der letzten Eiszeit. 

Marsch, besteht überwiegend 

aus Material 

von der Nordsee. 

Geest, besteht aus 

Schmelzwassersanden / 

Vermoorungen und Relikten 

der Saale-Eiszeit 


S 

North Sea 

9° east. l. of . Gr 10° 11° 12° 

13° 14° 

Denmark 

Schönhagen 

Einführung 

Cliff - coasts (300 km) Coastal lowlands (600 km) 

Die Küsten von Nord- und 

Ostsee 

m 

Kiel 

Brodten 

Hamburg 

Heiligenhafen 

Baltic Sea 

Rostock 

Steilküsten (ca. 300 km) Flachküsten ca. (600 km) 

50 km 

55° 

54° 

Meier, 2010 


Effekte durch 

Klimaveränderungen 

Meeresspiegelanstieg 

Änderung der Oberflächentemperatur 

des Meerwassers 

Änderungen im 

Oberwasserabfluss 

Änderungen des 

Wellenklimas 

Änderungen in der 

Sturmhäufigkeit 

Änderung der CO 2 

Konzentration 

Auswirkungen auf die Umwelt im Küstenbereich 

Überflutung; Hochwasser- und Sturmschäden; 

Küstenerosion; Salzwasserintrusion; Anstieg des 

Grundwasserstandes; Verhinderung von Entwässerung; 

Verlust von Niederungen. 

Zunehmende Schichtung des Wasserkörpers, veränderte 

Zirkulation; weniger Vereisung in den nördlichen Bereichen, 

Veränderungen in der Nährstoffzufuhr. 

Veränderung in 

• der Sedimentzufuhr durch Flüsse; 

• der Überflutungsgefährdung von Niederungen; 

• im Nährstoffeintrag; 

• in der Wasserzirkulation. 

Änderungen in den Brandungsbedingungen; Änderungen im 

Akkumulations- /Erosionsmuster an den Küsten. 

Veränderungen in der Häufigkeit von Sturmfluten; einhergehend 

ein höheres Risiko für Schäden. Räumliche 

Ausdehnung sturmflutgefährdeter Bereiche. 

Zunehmender CO 2 Eintrag; zunehmende Versauerung der 

Ozeane; Abnahme der Sättigung des Wassers mit CaCO 3 – 

(Einfluss auf schalentragende Organismen). 


Links: Zusammenfassung der 

nordwestdeutschen Klimaentwicklung, 

der Stadien von Archäologie, 

Pollenzonen und Ostseeentwicklung 

(Naumann et al., 2010). 

Unten: Relative Meeresspiegelkurven 

für verschiedene Gebiete 

der Ostsee ( 14 C-Datierungen) 

(Lampe et al., 2010).

Klimaveränderungen, Meeresspiegelfluktuationen (Anstieg und Abfall), 

Küstenrückgang, etc.; das ist nicht neu, es sind seit Jahrhunderten / 

Jahrtausenden andauernde Prozesse. 

Als “Kleine Eiszeit” wird der Zeitraum von Anfang des 15. Jahrhunderts 

bis etwa zur Mitte des 19. Jahrhundert bezeichnet. 

In dieser Zeit war das Klima relativ kühl. Es wurde geprägt durch lange 

kalte Winter und kühle Sommer mit hohen Niederschlagsmengen. 

Die Kleine Eiszeit gilt mittlerweile als weltweites Phänomen, das für 

Europa, Nordamerika, Russland, China wissenschaftlich abgesichert ist. 

Innerhalb der aktuell geführten Klimadiskussion gilt die Kleine Eiszeit als 

Beispiel für natürliche Klimavariationen, die durch kurzfristige 

Schwankungen geprägt sind. 


Development of the sea level in the area of the East Frisian islands based on 

sequence stratigraphy (Bungenstock 2005) 


Relativer Meeresspiegelanstieg an der südlichen Ostsee. Aus homogenen Pegelreihen werden säkulare 

relative Höhenänderungen des Meeresspiegels im Bezug zur Küste als linearer Trend bestimmt und 

räumlich interpoliert. (Einheit: mm/a) (Richter et al., 2011) 


Entwicklung des mittleren Meeresspiegels seit 1925 an fünf deutschen Ostseepegeln 

(Hofstede 2009). Produkt aus eustatischer und isostatischer Komponente 


Was ist Küstenentwicklung ? 

� Veränderung in der geographischen Lage und Ausdehnung 

� Veränderung in der Art des aufbauenden Sedimentes 

� Veränderungen im Volumen des die Küste aufbauenden Sedimentes 

� Veränderung des morphologischen Gradienten 

Änderung: Zunahme in der Wellenhöhe 

(Brown et al., verändert 2005) 

Die Beziehung zwischen der Neigung des Vorstrandes, der Wellensteilheit 

(Energieeintrag) und dem vorhandenen Sediment (Korngröße)

Was ist Küstenentwicklung ? 

� Veränderung in geographischer Lage und Ausdehnung Strand wird schmaler 

� Veränderung in der Art des aufbauenden Sedimentes Sediment wird gröber 

� Veränderungen im Volumen des die Küste aufbauenden Sedimentes Da 

feines Sediment ausgetragen wird, nimmt das Volumen ab 

� Veränderung des morphologischen Gradienten Strand wird steiler 

Zunahme in der Wellenhöhe 

(Brown et al., verändert 2005) 

Die Beziehung zwischen der Neigung des Vorstrandes, der Wellensteilheit 

(Energieeintrag) und dem vorhandenen Sediment (Korngröße)

Nordseeküste 

Schematischer Schnitt durch den holozänen Akkumulationskeil an der 

Nordseeküste; Beispiel von Ostfriesland (STREIF, 1990, verändert). 

Bei der natürlichen Küstenentwicklung und ausreichender Sedimentverfügbarkeit 

verlagert sich das gesamte System unter Beibehaltung 

des morphologischen Gradienten landwärts. 


Transgression 

Regression 

(Behre, 2003) 


Der Mensch greift seit Jahrhunderten 

in das morphodynamische System ein. 

Die Bedeichung Nordfrieslands 

(Prange, 1986) 


Bei einem 

Meeresspiegelanstieg 

weicht die 

Aussenküste 

zurück 

Quelle: J. Hofstede, MLUR 


Entwicklung und 

Rekonstruktion 

eines Hakens 

(Köster, 1955) 

Akkumulation und Erosion hängen 

unmittelbar voneinander ab. 

Man kann nicht das eine haben, 

ohne das andere zu akzeptieren 

EROSION 

AKKUMULATION 

Aus: 

Kohlhase, S. 

(1991) 


Ostseeküste: Natürliche Küstendynamik 

Durch die natürliche Küstendynamik entstehen neue 

Landflächen und Steilufer können inaktiv werden 


Natürliche Dynamik an der wellendominierten Küste 

Wir sehen eine natürliche Rückverlegung von Küstenvorsprüngen 

Entwicklung des Brodtener Ufers in den letzten ca. 6000 

Jahren (GRIPP, 1952) 


Stakendorf , Profil : Mitte Buhne 47/48 , Station : 16+754 

500 [m] 

1954 

1975-1983 

1985-1990 

400 

300 

200 

Kalifornien , Profil : Kf9 , Station : 11+698 (Messkette) 

500 [m] 

1954 

1975-1983 

1985-1990 

1991-1994 

400 

300 

200 

Flachküsten 

100 

[NN+m] 

(aus: Schwarzer, 2003, Die Küste, 66 

100 

0 

0 

1 

0 

-1 

-2 

-3 

-4 

-5 

[NN+m] 

(aus: Schwarzer, 2003, Die Küste, 66 

1 

0 

-1 

-2 

-3 

-4 

-5 

© Schwarzer 

Vergleich von Seevermessungen aus 

den Jahren 1954 -1994 (Fertigstellung 

des Deiches: 1988).

After 2002 

Hofstede 2004 

Coastal defence on Sylt Island, Kampen, with 

support by geotextiles and beach nourishment. It 

is a costly measure but it can provide a 

permanent protection from storm surges 

(Source: MBM+F 2002: The North Sea, 

Problems and Research Needs.) 


Probstei, östl. Kieler Aussenförde 

Anpassung durch Rückzug 

Also doch? 

aber 

Dort ist kein Platz ! 

Beach from Balneario Camboriu, Brazil 


Sandentnahmegebiet Westerland II, 7 km offshore Sylt, September 2001. 

Entnahme kontinuierlich seit 1984. Entnommenes Volumen: 20 mio m³. 

Entnahmetrichter sind tiefer als 20 m. 

Zeiler et al., 2004

Vergleich der Position der 20 m Isobathe in dem Sandentnahmegebiet 

„Westerland II /Sylt, 1993, 1997 and 2001 (Zeiler et al. 2004). 

Zeiler et al., 2004

Zusammenfassung 

� Nord- und Ostsee sind hinsichtlich ihrer Genese, den steuernden 

Prozessen und in ihrem heutigen Erscheinungsbild grundsätzlich 

unterschiedlich. 

� Küsten sind hinsichtlich ihrer Funktionsweise in ihrer Gesamtheit 

zu betrachten – das schließt Erosionsgebiet, Sedimenttransport- 

zone und Akkumulationsgebiet ein. 

� Eine klimaabhängige Küstenentwicklung ist nichts Neues. Neu ist 

die verstärkt anthropogene Einflussnahme auf die Küste. 

� Eine fixierte Küstenlinie wirkt bei steigendem Meeresspiegel 

bzw. höherem Energieeintrag nachteilig auf die natürliche Dynamik. 

� Herausforderungen: Entwicklung von Konzepten, um den Eingriff in 

den Küstenraum so naturnah wie möglich zu gestalten. 


Vielen Dank für die 

Aufmerksamkeit

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