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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-85896
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2017/8589/


Regional sea-level at the retreating coast of Ghana under a changing climate

Regionaler Meeresspiegelanstieg an der Küste Ghanas hervorgerufen durch den Klimawandel

Evadzi, Prosper Isaac Kwame

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Basisklassifikation: 43.00 , 38.09
Institut: Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Zorita, Eduardo (Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 30.05.2017
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 06.07.2017
Kurzfassung auf Englisch: This doctoral thesis is framed around 3 research questions with the main goal to understand regional sea-level at the retreating coast of Ghana under a changing climate. In chapter 2, the thesis presents findings to the first research question that attempts to identify the impact of large-scale climate patterns on sea-level variability and trends in the Gulf of Guinea (GoG). By performing Empirical Orthogonal Function (EOF) and other statistical analysis on different datasets ranging from sea-level data, gridded reconstruction, ocean model simulations (STORM), to meteorological and reanalysis products, the research identifies sea-surface temperature (SST) in the GoG and its associated Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) as the main large-scale climate factors linked to mean sea-level variability of the West African coast.
Findings relating to the second research question that seeks to quantify the contribution of sea-level rise (SLR) to shoreline change in Ghana are presented in chapter 3. By analyzing historical shoreline positions in Ghana from 1974 to 2015 from satellite images and Orthophotos using Geographic Information System (GIS) tools and by performing statistical analysis on shoreline information, estimates from satellite observations and results from Digital Elevation Model (DEM) analysis, the study estimates the historical contribution of SLR to shoreline change in Ghana to be ~31 % of the observed annual coastal erosion rate (about 2 m/y) in Ghana. The study further makes predictions of shoreline in Ghana based on modified Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Fifth Assessment Report (AR5) Representative Concentration Pathways (RCPs) scenarios for Ghana.
The chapter 4 addresses the third research question that seeks to determine the level of awareness of respondents to SLR on the coast of Ghana and, also to explore the availability and level of integration of scientific knowledge of SLR into coastal adaptation strategies in Ghana using semi-structured interviews at national, municipal/district and coastal community scales. Through GIS analysis, the study also projected urban land loss along the Western coast of Ghana between Half Assini and Old Elubo by 2050 to be ~ 5,000 m², 7,000 m² and 12,000 m² for the 2.6, 4.5 and 8.5 RCPs respectively. The study reveals that, albeit the threat of SLR to property and life on the coast of Ghana, coastal dwellers interviewed cherish their proximity to the sea and are determined to maintain their occupancy close to the sea. This thesis thus provides useful information for coastal adaptation strategies.
Kurzfassung auf Deutsch: Diese Doktorarbeit umfasst drei Forschungsfragen mit dem Ziel den regionalen Meeresspiegelanstieg an der Küste Ghanas, hervorgerufen durch den Klimawandel, zu verstehen.
Im zweiten Kapitel werden die Ergebnisse zur ersten Forschungsfrage dargestellt. Hierbei geht es darum, den Einfluss großskaliger Klimamuster auf die Variabilität und den Trend des Meeresspiegels im Golf von Guinea zu identifizieren. Anhand einer empirischen Orthogonalfunktionsanalyse und anderen statistischen Methoden wurden verschiedene Meeresspiegel-Datensätze untersucht: gegitterte Rekonstruktionen, Ozeanmodellsimulationen (STORM) und meteorologische Reanalysedatensätze. Die Meeresoberflächentemperatur und die damit verbundene atlantische multi-dekadische Oszillation wurde als großskaliger Klimafaktor identifiziert, der die Meeresspiegelvariabilität an der Westküste Afrikas beeinflusst.
Die Ergebnisse zur zweiten Forschungsfrage sind im dritten Kapitel beschrieben. Hier wurde der Einfluss des Meeresspiegelanstieges auf Änderungen der Küste von Ghana untersucht. Durch die Analyse historischer Küstenlinienverläufe von 1974 bis 2015 auf Basis von Satellitenbildern und Orthophotos, wurde mit Hilfe von geografischen Informationssystemen (GIS) und statistischen Methoden, angewandt auf Küstenlinieninformationen (aus Satellitenbeobachtungen und digitaler Höhenmodelle), der Einfluss des Meeresspiegelanstieges auf die Küstenlinien Ghanas auf ~31% der jährlichen Küstenerosionsrate (ca. 2 m/Jahr) geschätzt. Des Weiteren wurden in der Studie Vorhersagen zur Küstenlinie Ghanas, basierend auf dem modifizierten IPCC AR5 RCPs Szenarios für Ghana, durchgeführt.
Im vierten Kapitel wird die dritte Forschungsfrage behandelt. Diese beschäftigt sich mit dem Bewusstsein für den Meeresspiegelanstieg der Bewohner der Küste Ghanas. Außerdem wurde die Möglichkeit und das Maß der Integration wissenschaftlicher Kenntnisse des Meeresspiegelanstieges in Küstenanpassungsstrategien für Ghana untersucht, indem semi-strukturierte Interviews auf nationaler, kommunaler und küsten- gemeindlicher Ebene geführt wurden. Anhand einer GIS Analyse wurde zudem der zu erwartende Landverlust an der Westküste Ghanas zwischen Half Assini und Old Elubo für 2050 mit 5,000 m², 7,000 m² und 12,000 m² für die 2.6, 4.5 und 8.5 RCPs beziffert. Die Studie zeigt auf, dass die interviewten Bewohner trotz der Bedrohung durch den Meeresspiegelanstieg, ihren Wohnort an der Küste schätzen und entschlossen sind dort weiterhin zu leben. Diese Doktorarbeit liefert also wertvolle Informationen zu Adaptationsstrategien an der Küste Ghanas.

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