Analyse der NASA-Meeresspiegeldaten mit unterschiedlichen Startzeitpunkten

Dr. Alan Welch FBIS FRAS

Zusammenfassung

Diese Studie entstand aus der folgenden Fragestellung:
„Satellitenmessungen des Meeresspiegels, die Veröffentlichung der Daten und deren Analyse begannen im Allgemeinen im Jahr 1993. Wie würden verschiedene Modelle auf Analysen reagieren, die zu einem späteren Zeitpunkt beginnen?“

Es wurde eine Reihe von Startzeitpunkten untersucht. Die wichtigsten Schlussfolgerungen lauteten, dass sich die Annahme, wonach sich der Anstieg des Meeresspiegels beschleunigt und die Beschleunigungsrate im Wesentlichen stabil ist, als unhaltbar erwiesen hat.

Nach der Darstellung der Analysen zu den verschiedenen Startzeitpunkten und der Darstellung ihrer Ergebnisse fasst ein Anhang alle Studien zusammen, die zeigen, dass der Meeresspiegelanstieg einem sinusförmigen Muster folgt. Hoffentlich erreicht dies ein breiteres Publikum als WUWT und löst eine Reaktion auf diese Arbeit seitens anderer Forscher auf diesem Gebiet aus.

Veränderung der Startzeitpunkte

Ein Großteil der Bedenken hinsichtlich des Anstiegs des Meeresspiegels ist im Zuge der Veröffentlichung von zwei Artikeln von Nerem et al. (Ref. 1 und 2) in den Jahren 2018 bzw. 2022 aufgekommen. In diesen Artikeln verwenden sie eine quadratische Kurvenanpassung, um eine vermeintliche Beschleunigung abzuleiten und diese dann auf die Zukunft zu extrapolieren. Ihre beiden wichtigsten Schlussfolgerungen lauten, dass der Meeresspiegelanstieg als quadratische Kurve modelliert werden könne und dass die „Beschleunigung“, die als das Zweifache des quadratischen Koeffizienten abgeleitet wird, nach 2017 stabil sei. Diese Artikel werden häufig zitiert und tauchen nach wie vor in vielen Google-Suchergebnissen zum Thema Meeresspiegelanstieg auf.

Bei der Analyse von Daten mithilfe einer quadratischen Kurve kann das Ergebnis stark durch das Startdatum der Studie und durch die Länge des Datensatzes beeinflusst werden. In meinen früheren Arbeiten (wie z. B. Ref. 3) wurde eine sinusförmige Kurvenverlaufsform als geeigneter angesehen, da diese der besten linearen Anpassung entspricht. Auf sehr lange Sicht, wie beispielsweise bei Gezeitenpegel-Daten, können Analysezeiträume andere langfristige, langsamere Veränderungen zeigen, die bei der Analyse von Satellitendaten vernachlässigt werden können.

Anhand von Daten aus dem August 2026 wurden zwei Studien durchgeführt (siehe Anmerkungen zu den Datenquellen). Zum einen wurden die tatsächlichen Daten analysiert, zum anderen eine sinusförmige Best-Fit-Anpassung. Zur Beurteilung der Effekte wurde ein gemeinsames Merkmal herangezogen, nämlich die zeitliche Veränderung der wahrgenommenen „Beschleunigung“, die aus der Anpassung einer quadratischen Kurve abgeleitet wurde. Die Verwendung dieser „Beschleunigung“ hat zwar keine physikalische Bedeutung, doch die Art und Weise, wie sie sich im Laufe der Zeit verändert oder nicht verändert, kann sehr aufschlussreich sein.

Die tatsächlichen Daten weisen einige kurzfristige Schwankungen auf, die auf das jährliche und halbjährliche Signal sowie auf zahlreiche zufällige kurzfristige Schwankungen zurückzuführen sind. Diese hatten bei der Analyse der tatsächlichen Daten im Vergleich zu einer sinusförmigen Anpassungskurve einen größeren Einfluss. Die Analyse kurzer NASA-Datensätze mit weniger als 20 Jahren Datenmaterial könnte zu starken Schwankungen der „Beschleunigung“ führen.

Der Einfluss des Startdatums lässt sich bei der sinusförmigen Kurve umfassender untersuchen, weil diese nach vorne und hinten erweitert werden kann, um eine vollständigere Untersuchung zu ermöglichen. Es wurden Pseudodaten für eine Kurve mit einer Laufzeit von 27,6 Jahren und einer Amplitude von +/- 3,8 mm generiert.

Die „Beschleunigungen“ wurden für verschiedene Startzeitpunkte von 1963 bis 2007 in 4-Jahres-Schritten berechnet. Eine Auswahl der extremsten Ergebnisse wurde, wie in Abb. 1 dargestellt, grafisch dargestellt. Die Darstellungen der „Beschleunigung“ beziehen sich auf Startzeitpunkte in den Jahren 1963, 1971, 1979, 1987, 1999 und 2007 und ergeben aufgrund einer sinusförmigen Schwankung glatte Kurven bis zurück zum Startzeitpunkt. Alle diese Kurven zeigen einen Rückgang der „Beschleunigung“ im Laufe der Zeit, wobei nach etwa 50 Jahren Werte nahe Null erreicht werden.

Ebenfalls dargestellt sind die anhand der NASA-Daten berechneten „Beschleunigungen“ sowie ein Teil der Startkurve von 1993. Diese Grafik mit Startjahr 1993 ist in vielen Berichten (Ref. 3, 6 und 7) über die Entwicklung des Meeresspiegels erschienen und wurde als eine der wichtigeren grafischen Darstellungen zur Beurteilung verschiedener Modelle hervorgehoben. Sie wird nur ab etwa 2020 gezeigt, weil die auf den NASA-Daten basierende Kurve davor bei Verwendung kürzerer Zeiträume unregelmäßiger verläuft.

Diese reichten aus, um das erwartete Wiederholungsmuster in einem Zyklus von etwa 28 Jahren aufzuzeigen. Zu Beginn der Jahre 1979 und 2007 gab es nahezu positive Spitzenwerte von etwa 0,2 mm/Jahr² und spiegelbildliche negative zwischenzeitliche Einbrüche.

Was die tatsächlichen Daten betrifft, so ist es nicht möglich, weiter als bis ins Jahr 1993 zurückzugehen, und wenn ein Startdatum zu weit nach 1993 liegt, ist der Datenzeitraum möglicherweise zu kurz, um aussagekräftig zu sein.

Als Startdatum wurde das Jahr 1999 gewählt, und die Darstellung der „Beschleunigungen“ ist in Abbildung 2 für die tatsächlichen und die sinusförmigen Daten zu sehen. Es hat sich gezeigt, dass es fast 20 Jahre dauert, bis sich die Kurve stabilisiert. Bis 2006 stützten sich die Daten auf Messwerte des Topex-Satelliten, die im Vergleich zum 2001 gestarteten Jason-1-Satelliten weniger zuverlässig zu sein schienen. Die einzelnen Satellitenmesswerte waren auf einer NOAA-Website verfügbar, doch diese scheint inzwischen verschwunden zu sein. Auch Daten der NASA und der University of Colorado ändern sich gelegentlich, ohne dass dafür Erklärungen gegeben werden. In extremen Fällen änderten sich ALLE Datenwerte. Eine ausführlichere Beschreibung der Datenquellen findet sich am Ende dieses Artikels. Es sind nur noch die neuesten NASA-Daten verfügbar, und seit 2018 wurden auch die Daten der University of Colorado bis auf die aktuellsten entfernt.

Eine Analyse für den ersten Rückgang war nicht möglich, weil hierfür ein ungefähres Startdatum im Jahr 2014 erforderlich gewesen wäre, wodurch nur Daten aus etwa 12 Jahren zur Verfügung gestanden hätten.

Die Analysen mit dem Startjahr 1993 wurden bereits mehrfach in monatlichen Studien und Jahresberichten veröffentlicht, doch die Ergebnisse mit dem Startjahr 1999 zeigen einen höheren Spitzenwert bei der „Beschleunigung“. In Abbildung 2 weisen die beiden Kurven einen ähnlich hohen Spitzenwert von etwa 0,13 mm/Jahr² auf, obwohl der Anstieg bei den tatsächlichen Daten deutlich schneller verläuft – möglicherweise aufgrund der Tatsache, dass die Daten kurz nach 1999 von einem niedrigen Ausgangsniveau ausgehen, was zu deutlich stärkeren „Verlangsamungen“ in der Anfangsphase führen könnte.

Eine Darstellung des Startdatums 1993 zeigt Abbildung 3:

Weil ein Startjahr 2014 aufgrund des kurzen Datenzeitraums nicht möglich ist, wurde 2007 als alternatives Startjahr in Betracht gezogen. Abbildung 4 zeigt die Ergebnisse. Die „Beschleunigungen“ erreichen nun eine deutliche negative „Verlangsamungsphase“, wobei die beiden Kurven im Zeitraum von 2019 bis 2026 gut übereinstimmen. Die nun verwendeten Satelliten sind Jason 1 (2001–2013), Jason 2 (2008 – 2019), Jason 3 (2016–) und Sentinel-6 (2020–), die in den Überlappungsbereichen eine deutlich bessere Korrelation aufwiesen.

Die Schlussfolgerungen aus diesen Analysen lauten, dass die gleichen Daten bei unterschiedlichen Startzeitpunkten sowohl eine „Verlangsamung“ als auch eine „Beschleunigung“ ergeben können, wobei Werte im Bereich von +/- 0,2 mm/Jahr² erreicht werden.

Die Abbildungen 2, 3 und 4 zeigen Startzeitpunkte von 1999, 1993 und 2007 und alle zeigen eine Übereinstimmung zwischen einer optimal angepassten sinusförmigen Datenreihe und den tatsächlichen Daten, obwohl sich die Analyse der tatsächlichen Daten erst nach einem Zeitraum von etwa 20 Jahren einpendelt, während die sinusförmigen Daten bis zum Startzeitpunkt zurückanalysiert werden können. Im Laufe der Jahre wurde der Startzeitpunkt von 1993 umfassend untersucht, und es könnte aufschlussreich sein, diese laufende Analyse auf die Startzeitpunkte von 1999 und 2007 auszuweiten.

Der Begriff „Beschleunigung“ wurde in der Studie von Nerem et al. aus dem Jahr 2018 eingeführt. Dieser wurde schnell von den Medien und der Öffentlichkeit aufgegriffen, und durch extreme Extrapolationen – zunächst bis zum Jahr 2100, später bis zum Jahr 2050 – wurden völlig falsche Schlussfolgerungen hinsichtlich des langfristigen Anstiegs des Meeresspiegels gezogen. Wäre er als quadratischer Koeffizient bezeichnet worden, würde man ihn als das erkennen, was er ist: ein mathematischer Begriff. Zudem zeigen die verschiedenen Abbildungen, dass es je nach Startdatum der Analysen eine große Bandbreite an „Beschleunigungen“ von -0,2 bis +0,2 mm/Jahr² gibt. Dies widerlegt vollständig die Aussage von Nerem et al. aus dem Jahr 2022, dass die Beschleunigungen nach 2017 stabil seien.

Angesichts dieser neuen Erkenntnisse habe ich beschlossen, alle bisherigen Belege zusammenzutragen, um die Theorie des sich beschleunigenden Anstiegs des Meeresspiegels in Frage zu stellen.

Andere Studien

Neben den obigen Abbildungen 1 bis 4 sprechen auch die folgenden Punkte gegen die Theorie eines sich beschleunigenden Meeresspiegelanstiegs.

Während in Abbildung 3 die aus einer einzigen Datendatei abgeleiteten „Beschleunigungen“ im Zeitverlauf dargestellt sind, zeigt Abbildung 5 die endgültige „Beschleunigung“ aus jeder untersuchten Datendatei. Die Untersuchung dieser Daten begann im Jahr 2018, wobei die meisten von der NASA und der University of Colorado veröffentlichten Datensätze verwendet worden sind, was insgesamt mehr als 60 Datensätze ergibt. Die entsprechende Sinuskurve ist ebenfalls dargestellt. In Abbildung 5 gibt jeder Punkt die am Ende jeder Analyse berechnete „Beschleunigung“ an. Sprünge zwischen aufeinanderfolgenden Punkten stellen wesentliche Änderungen in den Daten dar.

Die Abbildungen 6 und 7 zeigen Diagramme der Meeresspiegel-Residuen mit den jeweils am besten passenden quadratischen und sinusförmigen Geraden. Die Residuen sind die Differenz zwischen dem tatsächlichen Wert und dem Wert auf einer am besten passenden linearen Geraden.

Die Sinuskurve passt deutlich besser. Die Verringerung der Standardabweichung erscheint zwar recht gering, ist jedoch größtenteils auf die starken Schwankungen zurückzuführen, die durch das jährliche und halbjährliche Signal verursacht werden. Die Standardabweichung der Residuen um die Linie y = 0 beträgt 5,83, so dass die Verbesserung der Standardabweichung bei der quadratischen Kurve 0,52 und bei der Sinuskurve 0,70 beträgt.

Es wurde eine Excel-Arbeitsmappe entwickelt, um die am besten passende Sinuskurve für einen Datensatz zu ermitteln. Darin wird eine Gleichung der Form im Excel-Format

Y = CONST+AMP*SIN(((SHIFT+2*X)/PERIOD)*PI())

verwendet, wobei Y das residuum ist.

CONST = ein vertikaler Versatz, der sich aus dem Startdatum der Daten ergibt (mm)

AMP = die Amplitude der Sinuskurve (mm)

SHIFT = eine Phasenverschiebung (Jahre)

PERIOD = die Periode der Sinuskurve (Jahre)

Zunächst wird eine erste Schätzung der vier Parameter vorgenommen; durch die Anwendung kleiner +/- Änderungen an diesen Parametern und die Berechnung der Quadratwurzel aus der Summe der Fehlerquadrate konvergiert der Prozess zu einer best-fit-Anpassungskurve.

Dies wurde auf die Start-Daten von 2007 angewendet. Das Ergebnis ist in Abbildung 8 dargestellt und wird mit den Ergebnissen von 1993 verglichen. Die Parameter der abgeleiteten Gleichung haben sich kaum verändert. Die Konstante ändert sich von -0,6 mm auf -1,1 mm, was jedoch keine Auswirkungen auf die anderen Parameter hat. Die Amplitude steigt von 3,8 mm auf 4,2 mm, die Phasenverschiebung bleibt gleich, und die Periode verringert sich von 27,6 Jahren auf 27,0 Jahre. Durch die Anpassung quadratischer Kurven ändert sich der quadratische Koeffizient von +0,0288 auf -0,0243, was einer Änderung der Beschleunigung von 0,0576 mm/Jahr² zu einer Verzögerung von 0,0486 mm/Jahr² entspricht.

Zum Schluss

Welche Schätzungen zur „Beschleunigung“ haben die Befürworter eines sich beschleunigenden Meeresspiegelanstiegs in den letzten 8 Jahren abgegeben?

In Ref. 1 (2018) wurde ein Wert von 0,084 mm/Jahr² ± 0,025 mm/Jahr² angegeben, basierend auf einer Standardabweichung von 1 Sigma.

In Ref. 2 (2022) wurde ein Wert von 0,08 mm/Jahr² ± 0,065 mm/Jahr² angegeben, basierend auf 5 %- und 95 %-Grenzen.

In Ref. 4 (2024) wurde ein Wert von 0,08 mm/Jahr² ± 0,06 mm/Jahr² angegeben, basierend auf 5 %- und 95 %-Grenzen. In dieser Arbeit hieß es außerdem: „Die Auswirkungen des El Niño von 2023 sind gering, was zeigt, dass sich die derzeit gemessene Beschleunigung in naher Zukunft wahrscheinlich nicht wesentlich ändern wird.“

Es ist zu beachten, dass die „Beschleunigung“ im Laufe des Jahres 2025 um 0,008 mm/Jahr² zurückging und bis Anfang September 2026 bereits um weitere 0,008 mm/Jahr² gesunken ist. In Ref. 5 habe ich versucht, die Werte der „Beschleunigung“ für die nächsten fünf Jahre ab Ende 2025 vorherzusagen. Es wurden vier Prognosen mit Unter- und Obergrenzen erstellt, sowohl mit als auch ohne ein starkes El-Niño-Ereignis. Abbildung 9 zeigt die niedrigsten und höchsten Prognosen zusammen mit dem Diagramm für September:

Die Vorhersagen basierten auf den Daten vom Dezember 2025, während die NASA-Grafik auf den Daten vom September 2026 beruhte. Die NASA-Daten änderten sich im April 2026, und Abbildung 10 zeigt die Unterschiede zwischen den Daten vom März 2026 und denen vom April 2026 mit linearen und quadratischen Kurven, die den Daten am besten entsprechen:

Schlussfolgerungen

Alle Grafiken deuten darauf hin, dass der Meeresspiegel sinusförmig um die beste lineare Regressionsgerade variiert mit einer Amplitude von etwa 4 mm und einer Periode von etwa 27 bis 28 Jahren.

In der Veröffentlichung von Nerem et al. aus dem Jahr 2022 (Ref. 2) war eine Grafik ähnlich wie Abbildung 3 enthalten, allerdings bezog sich der Zeitrahmen auf die Jahre 2006 bis 2022 (Abbildung 11). Es wurde Kontakt zu einem der Mitautoren (B.D.H.) aufgenommen, wobei darauf hingewiesen wurde, dass es sich um eine interessante Darstellung handele und gefragt wurde, ob sie gelegentlich aktualisiert werden könne. Es ging keine Antwort ein, und soweit feststellbar, wurde keine Aktualisierung veröffentlicht.

Auch wenn die These, dass sich der Meeresspiegelanstieg beschleunigt, zurückgewiesen wird – abgesehen von einem niedrigen Wert um 0,01 mm/Jahr², der mit den langfristigen Gezeitenmessungen übereinstimmt –, hat sich die Verwendung von berechneten „Beschleunigungswerten“ mittels einer quadratischen Anpassung als sehr nützlich erwiesen, um Trends zu verfolgen und aufzuzeigen, dass das Konzept hoher Beschleunigungen nicht haltbar ist.

Zusätzliche Anmerkung

Nach Fertigstellung dieser Arbeit wurden die drei Diagramme mit unterschiedlichen Startzeitpunkten unter Verwendung eines einheitlichen Maßstabs dargestellt. Dies erwies sich als aussagekräftiger, und die Ergebnisse sind im Folgenden dargestellt:

Sie zeigen den Verlauf der verschiedenen Spitzenwerte und die Spiegelbildlichkeit zwischen den Startzeitpunkten 1993 und 2007.

Anmerkungen zu den Datenquellen

Die verschiedenen verwendeten Datensätze stammen aus mehreren Quellen.

NOAA – Die einzelnen Satellitenwerte wurden hier gefunden, obwohl diese Seite seit Januar 2025 nicht mehr aktualisiert worden ist.

Neben den globalen Daten wurden dort auch Listen für 24 Teilgebiete weltweit bereitgestellt.

NASA – Die aktuellsten Daten finden sich hier.

Im Jahr 2018 und über viele Jahre hinweg enthielten die NASA-Daten weitaus mehr Informationen, wie beispielsweise die Anzahl der Beobachtungen, die Standardabweichung der Daten sowie Daten mit und ohne verschiedene Anpassungen. Nun werden nur noch zwei Spalten aufgeführt, die beide die Ergebnisse mit dem jährlichen und halbjährlichen Signal enthalten, jedoch mit und ohne 60-Tage-Mittelwertbildung. Außerdem hat die NASA auf eine 7-Tage-Auflistung umgestellt, anstatt der bis 2025 verwendeten 10-Tage-Auflistung. 10-Tage-Auflistungen erscheinen angemessener, da die Satelliten sich in sich alle 10 Tage wiederholenden Umlaufbahnen bewegen.

 University of Colorado – Die Daten findet man hier.

Im Durchschnitt werden dort ein- bis zweimal pro Jahr zwei Datensätze veröffentlicht. Diese basieren auf einem 10-Tage-Abstand und werden sowohl mit als auch ohne das Jahres- und Halbjahressignal dargestellt, was nützlich ist, da die Kurve ohne dieses Signal wesentlich glatter verläuft.

Bis vor kurzem wurden auf der Website alle historischen Daten und Kurven angezeigt, doch seit einiger Zeit werden nur noch die Daten bis 2018 sowie die aktuellsten Daten dargestellt.

References

1. Climate-change–driven accelerated sea-level rise detected in the altimeter era

R. S. Nerem, B. D. Beckley, J. T. Fasullo, B. D. Hamlingtond, D. Masters, and G. T. Mitchum

https://repository.library.noaa.gov/view/noaa/26954

• Extrapolating Empirical Models of Satellite-Observed Global Mean Sea Level to Estimate Future Sea Level Change

R. S. Nerem, T. Frederikse, B. D. Hamlington

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021EF002290 3 Measuring and analysing sea levels using satellites during 2025 Alan Welch

https://wattsupwiththat.com/2026/01/14/measuring-and-analysing-sea-levels-using-

 satellites-during-2025/

• The rate of global sea level rise doubled during the past three decades

• D. Hamlington, A. Bellas-Manley, J. K. Willis, S. Fournier, N. Vinogradova, R. S. Nerem,
• G. Piecuch, P. R. Thompson & R. Kopp

https://www.nature.com/articles/s43247-024-01761-5

• Technical note on the possible variation in sea level rise accelerations over the next 5-years Alan Welch

https://wattsupwiththat.com/2026/07/02/technical-note-on-the-possible-variation-in-sea- level-rise-accelerations-over-the-next-5-years

• Measuring and Analysing Sea Levels using Satellites during 2023 — Alan Welch

https://wattsupwiththat.com/2024/03/21/measuring-and-analysing-sea-levels-using-satellites-during-2023/

Link: https://wattsupwiththat.com/2026/10/14/analysing-nasa-sea-level-data-with-different-starting-dates/

Übersetzt von Christian Freuer für das EIKE