„Meerwasserrückfluss“ ist zu einem beliebten Suchbegriff geworden. Warum fließt das Wasser aus Flüssen, die ins Meer fließen, „rückwärts“?

In jüngster Zeit kam es in vielen Küstengebieten, darunter im neuen Gebiet Tianjin Binhai, in der Stadt Tangshan in der Provinz Hebei, in den Städten Yingkou und Panjin in der Provinz Liaoning sowie in den Städten Nantong und Lianyungang in der Provinz Jiangsu, zu einem plötzlichen Rückfluss von Meerwasser. Einige Straßen, Gemeinden und Fahrzeuge wurden überflutet, Häuser wurden überschwemmt und der öffentliche Nahverkehr wurde eingestellt, was zu erheblichen Problemen für die Anwohner führte. Einige Anwohner sagten, dass es sich bei dieser Flut um die größte seit Jahrzehnten gehandelt habe und dass die Stärke der Flut unerwartet gewesen sei.

Die plötzliche Flut kam sehr überraschend und der Begriff „Meerwasserrückfluss“ wurde im Internet schnell zu einem beliebten Suchbegriff. Was ist das für eine Katastrophe?

Am 21. Oktober 2024 kam es in der Stadt Panjin in der Provinz Liaoning zu einem Rückstau von Meerwasser (Fotoquelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

01Das seltsame Phänomen des Meerwasserrückflusses

Der Fluss fließt nach Osten und alle Flüsse fließen ins Meer. das ist das ewige Gesetz der Natur. Unter bestimmten Bedingungen kann es jedoch zu einem Rückfluss von Flusswasser und einem erneuten Einströmen von Meerwasser kommen.

Wie der Name schon sagt, handelt es sich beim Meerwasserrückfluss um das Phänomen , dass Meerwasser in Flüsse eindringt, die ursprünglich überwiegend aus Süßwasser bestanden, und sogar ins Landesinnere vordringt . Dieses Phänomen tritt normalerweise an der Mündung eines Flusses auf. Wenn Meerwasser zurückfließt, wird das ursprünglich klare Flusswasser plötzlich salzig und säurehaltig, und sogar einige Küstengebiete werden vom Meerwasser überflutet, was schwerwiegende Auswirkungen auf die örtliche landwirtschaftliche Bewässerung, das Trinkwasser der Anwohner und die ökologische Umwelt hat.

Tatsächlich ist dieses Phänomen in Küstengebieten keine Seltenheit und wurde auf der ganzen Welt gemeldet. Im November 2019 erreichte der Wasserstand in Venedig, Italiens berühmter Wasserstadt, nach mehreren Tagen Unwetter und heftigen Regenfällen einen Höchststand von 1,87 Metern. Durch den Rückstau des Meerwassers wurden rund 85 Prozent der Stadt überflutet und die Infrastruktur lahmgelegt. Im Februar 2022 wurden viele europäische Länder von Stürmen heimgesucht, die Überschwemmungen mit erheblichen Verkehrsbehinderungen und großflächigen Stromausfällen verursachten. Die dänischen Küstengebiete wurden vom Meerwasser überflutet und der Bahnverkehr musste eingestellt werden. Im September 2023 erreichte der Wasserstand des Mississippi in den USA aufgrund anhaltender Dürre und Hitze seinen historischen Tiefstand. Dadurch floss mehrere Monate lang Meerwasser aus dem Golf von Mexiko zurück und erreichte New Orleans, die größte Stadt Louisianas, sowie die umliegenden Gebiete. Dies gefährdete die Sicherheit der örtlichen Wasserversorgung.

Im September 2023 kam es im Mississippi in den Vereinigten Staaten zu einem Rückstau von Meerwasser (Fotoquelle: Nachrichtenagentur Xinhua)

02Wenn Sturmflut auf astronomische Flut trifft

Das Auftreten eines Meerwasserrückflusses hängt häufig eng mit verschiedenen natürlichen Faktoren zusammen. Eine der Hauptursachen für den Rückfluss von Meerwasser ist die Sturmflut .

Bei der sogenannten Sturmflut handelt es sich um starke Winde und plötzliche Luftdruckänderungen, die mit dem Durchzug tropischer Wirbelstürme, außertropischer Wirbelstürme, Seeböenlinien (eine Art heftiger konvektiver Wetterlagen, die aus einer Gruppe von Gewittern besteht) und anderen Stürmen einhergehen und den astronomischen Gezeitenpegel überlagern, wodurch es zu Schwingungen der Meeresoberfläche oder nicht periodischen Phänomenen des anormalen Steigens (Sinkens) kommt. Man unterscheidet zwischen Taifun-Sturmflut und außertropischer Sturmflut . Kurz gesagt: Wenn starke Winde (wie Taifune, Hurrikane usw.) über das Meer wehen, bilden sich riesige Wellen, die das Meerwasser in Richtung Küste drücken .

Wenn eine Sturmflut zu einem Zeitpunkt auftritt, an dem eine astronomische Flut herrscht (d. h. die kombinierten Gravitationskräfte des Mondes und der Sonne auf die Erde lassen den Meerwasserspiegel auf seinen höchsten Gezeitenpegel ansteigen), wird das Meerwasser aufgrund der doppelten Wirkung der Sturmflut und der astronomischen Flut einen höheren Gezeitenpegel bilden und möglicherweise sogar den Deich durchbrechen und ins Landesinnere eindringen. Laut dem vom chinesischen Ministerium für natürliche Ressourcen veröffentlichten „2023 Marine Disaster Bulletin“ sind Sturmfluten die schwerwiegendsten Meereskatastrophen in meinem Land. Im Jahr 2023 kam es an der Küste meines Landes zu insgesamt 14 Sturmfluten, von denen 7 Katastrophen verursachten.

Am 20. (18.) und 21. Oktober (19.) dieses Jahres kam es in vielen Teilen Chinas zu einem Rückfluss von Meerwasser. Meteorologen gehen davon aus, dass dies mit der Überlagerung von Sturmfluten und astronomischen Gezeiten zusammenhängen könnte. Astronomische Fluten treten normalerweise ein oder zwei Tage nach Neumond und Vollmond (Neumond und Vollmond) des Mondkalenders auf, also etwa am zweiten, dritten , siebzehnten und achtzehnten Tag des Mondkalenders. Dies liegt daran, dass bei Neumond und Vollmond die Mittelpunkte von Sonne, Erde und Mond nahezu auf einer Linie liegen. Zu dieser Zeit sind die Gezeitenkräfte von Sonne und Mond am größten, das Meerwasser wird jedoch während seiner Strömung durch Viskosität und Trägheit beeinflusst, sodass das Steigen und Fallen des Meerwassers nicht unmittelbar auf Veränderungen der Position der Himmelskörper reagieren kann, sondern um ein oder zwei Tage verzögert erfolgt.

Als sich am 28. Juli 2023 die Sturmflut des Taifuns Dusurui ereignete, veränderten sich im Laufe der Zeit der gemessene Gezeitenpegel, die astronomische Flut und die Sturmflut an der Dongshan-Station in der Provinz Fujian. Die Abbildung zeigt deutlich, dass nach der Überlagerung von Sturmflut und astronomischer Flut der Echtzeit-Gezeitenpegel deutlich anstieg.

(Quelle: China Marine Disaster Bulletin 2023)

Die Flut des Qiantang-Flusses, fotografiert am 19. September 2024 (Drohnenfoto). Die beste Zeit, um die Gezeiten des Qiantang-Flusses zu beobachten, ist jedes Jahr rund um das Mittherbstfest, das als „die Gezeiten am 18. August sind die spektakulärsten der Welt“ bekannt ist. (Fotoquelle: Reporter der Nachrichtenagentur Xinhua, Jiang Han)

03Tsunami erzeugt riesige Wellen

Tsunamis sind eine weitere extreme Naturkatastrophe, die einen Rückfluss von Meerwasser verursachen kann. Tsunamis unterscheiden sich von normalen, durch Wind und Gezeiten verursachten Wellen durch die Schwerkraft von Mond und Sonne. Ihre Ursache sind in der Regel unterseeische Erdbeben, Vulkanausbrüche oder unterseeische Erdrutsche . Sie erzeugen riesige Wellen, die sich mit extrem hoher Geschwindigkeit im Ozean ausbreiten und dann große Mengen Meerwasser auf das Land an der Küste schütten, was zu einem Rückfluss des Meerwassers führt. Manchmal können Tsunamis riesige Wellen verursachen, die immer wieder aufflammen und große Schäden in den Küstengebieten verursachen.

Am 14. und 15. Januar 2022 brach der Unterwasservulkan auf der Insel Honahāapai im südpazifischen Inselstaat Tonga heftig aus und löste einen großen Tsunami aus, der nicht nur 85 % der Bevölkerung Tongas betraf, sondern auch die mehr als 10.000 Kilometer entfernte Nordküste Chiles von riesigen, mehr als zwei Meter hohen Wellen traf und in einigen städtischen Gebieten zu einem Rückstau des Meerwassers führte.

04Bodenabsenkungen führen zum Eindringen von Meerwasser

Auch Bodenabsenkungen sind eine wichtige Ursache für den Rückfluss von Meerwasser. In Küstengebieten führt die übermäßige Nutzung des Grundwassers dazu, dass der Grundwasserspiegel stark absinkt und sich ein großflächiger Falltrichter bildet. Wenn die Grundwasseroberfläche niedriger liegt als der Meeresspiegel, kommt es zu einem Rückfluss von Meerwasser, auch als Meerwasserintrusion bekannt.

Beispielsweise ist die Stadt Venedig in Italien häufig durch den Rückfluss von Meerwasser bedroht. Die Stadt besteht aus 118 kleinen Inseln und ist als „Stadt der Hundert Inseln“ bekannt. Die Inseln sind durch mehr als 400 Brücken unterschiedlicher Größe miteinander verbunden. Seit den 1920er Jahren pumpen Fabriken rund um Venedig große Mengen Grundwasser ab, was zu großflächigen Bodensenkungen führt. Das Gebiet sinkt immer noch langsam mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 2 mm pro Jahr. Bereits vor etwa sechs- oder siebentausend Jahren überflutete der Meerwassereinbruch in der späten Eiszeit die Küstenebene der Adria und ließ diesen riesigen See entstehen. Derzeit gibt es noch drei Eingänge, durch die die Stadt Venedig mit dem Meer verbunden ist, und viele Inseln werden oft durch zurückfließendes Meerwasser überflutet.

05 Die Klimaerwärmung verstärkt das Eindringen von Meerwasser

Der durch die globale Erwärmung steigende Meeresspiegel verschärft das Eindringen von Meerwasser zusätzlich. Laut dem vom Ministerium für natürliche Ressourcen veröffentlichten „China Sea Level Bulletin 2023“ zeigt der Meeresspiegel entlang der Küste Chinas insgesamt einen beschleunigten Aufwärtstrend. Von 1993 bis 2023 betrug der Anstieg des Meeresspiegels entlang der Küste Chinas 4,0 mm/Jahr und lag damit über dem weltweiten Durchschnitt von 3,4 mm/Jahr im gleichen Zeitraum. Beeinflusst durch zahlreiche Faktoren wie den Klimawandel und die kumulative Wirkung des steigenden Meeresspiegels manifestiert es sich unter der Erde als Eindringen von Meerwasser. In einigen überwachten Abschnitten entlang der Küste von Nord-Hebei, Shandong und Süd-Jiangsu hat sich das Ausmaß des Eindringens von Meerwasser verschärft (das Kriterium für ein schwerwiegendes Eindringen von Meerwasser ist ein Chloridionengehalt von >1000 mg/l). Oberirdisch äußert es sich als Salzwasserintrusion, das heißt, dass bei Flut Meerwasser flussaufwärts in Flussabschnitten eindringt, die von der Flut erreicht werden können und deren Strömung und Wasserstand von der Flut beeinflusst werden.

Darüber hinaus kann eine anhaltende Dürre auch zu einem Rückfluss von Meerwasser führen. Einem Bericht des Finanzkanals CCTV vom 18. März 2024 zufolge sind viele Teile Vietnams aufgrund der Klimaerwärmung, des steigenden Meeresspiegels und der Dürre mit dem Problem des Rückflusses von Meerwasser konfrontiert. Am schlimmsten betroffen ist dabei die Region des Mekongdeltas. Dort ist die Versalzung der Böden zugenommen und auch die Fischerei hat schwere Verluste erlitten.

06So verhindern Sie den Rückfluss von Meerwasser

Der Schaden, der durch den Rückfluss von Meerwasser in Küstengebiete entsteht, ist vielschichtig. Es beschädigt nicht nur die Häuser, die Wasserversorgung, die Stromversorgung, das Transportwesen, die Häfen, Docks und andere Infrastruktur der Küstenbewohner und bedroht so Leben und Eigentum der Menschen, sondern schädigt auch die lokale ökologische Umwelt, was zur Versalzung der Böden, zur Zerstörung von Feuchtgebieten und anderen Problemen führt. Angesichts der Gefahr eines Rückflusses von Meerwasser müssen wir eine Reihe von Maßnahmen ergreifen, um unsere Verteidigungs- und Reaktionsfähigkeit zu stärken.

Der erste Schritt besteht darin, die Ufermauern zu verstärken . Deiche sind die erste Verteidigungslinie gegen den Rückfluss von Meerwasser. Küstenländer wie die Niederlande und Japan haben an ihren Küsten über zehn Meter hohe, wasserdichte Dämme errichtet, um das Eindringen der Wellen zu verhindern, oder Hochwasserschutzgräben und -tore gebaut, um die großen Mengen Meerwasser abzuleiten, die Tsunamis mit sich bringen. Diese technischen Maßnahmen sind jedoch in der Regel sehr kostspielig.

Die zweite besteht in der Umsetzung ökologischer Wiederherstellungsprojekte . Die ökologische Abwehrfähigkeit von Küstengebieten kann durch die Anpflanzung salztoleranter Pflanzen wie Mangroven und Schilf sowie die Wiederherstellung von Feuchtgebietsökosystemen verbessert werden. Diese Pflanzen und Feuchtgebiete können große Mengen Wasser und Salz aufnehmen und speichern und so die Auswirkungen des Rückflusses von Meerwasser auf Binnengebiete verringern.

Darüber hinaus kann das Eindringen von Meerwasser in das terrestrische Grundwasser kontrolliert werden, indem die dynamische Überwachung des Grundwassers in Küstengebieten verstärkt und die Menge der Grundwasserentnahme in Küstengebieten entsprechend den hydrogeologischen Bedingungen der verschiedenen Regionen streng kontrolliert wird. Auch kann das Abfangen von Oberflächenwasser oder der Bau von unterirdischen Reservoirs zur Steigerung der Süßwasserneubildung im Untergrund und zur Erhöhung des Wasserspiegels der Süßwasserleiter eingesetzt werden.

Autor:

Liu Hanbin, leitender Ingenieur, Shanxi Coal Geology Bureau, Doktor der Geologie

Ma Zhifei ist ein populärwissenschaftlicher Autor für Geologie und Geographie und Mitglied der Beijing Association for the Popularization of Science and Technology

Produziert von: Science Popularization China

Quellen:

[1] Redaktionsausschuss des Earth Science Dictionary. Geowissenschaftliches Wörterbuch (Grundlagenband)[M]. Peking: Geologischer Verlag, 01.2006.

[2] Ministerium für natürliche Ressourcen. Katastrophenbulletin für die chinesische Seefahrt 2023. April 2024.

[3] Ministerium für natürliche Ressourcen. China Sea Level Bulletin 2023. April 2024.