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Meridionale Transporte im Nordatlantik

   
 
 

Fortsetzung

 

Unter dem dynamischen Aspekt, dem der großräumigen Zirkulation, liegen die hydrographischen Schnitte im divergenten Bereich des (windgetriebenen) Subtropen- und des (thermohalingetriebenen) Subpolarwirbels. Dieser Bereich lässt sich auch als Advektionspfad des Nordatlantischen Stroms interpretieren, der Fortsetzung des Golfstroms nach Nordosten. Das Stromsystem repräsentiert den oberen Ast der merdionalen Overturningzirkulation (MOC) im Nordatlantik, der Netto-Advektion warmen, subtropischen Wassers oberhalb 4°C Richtung Nordosten in die Norwegische und Grönlandsee und damit Richtung Nordeuropa.

Entlang des Advektionspfades findet an der Wasseroberfläche eine kontinuierliche Wärmeabgabe an die Atmosphäre statt, was zu dem gemäßigten Klima in Westeuropa führt. Für klimarelevante Änderungen im Ozean unterscheidet man allgemein zwei Mechanismen und damit werden auch zwei unterschiedliche Zeitskalen assoziiert:

1) Änderungen in Abhängigkeit von der Tiefenlage der Isopyknen. Diese Änderungen können auf Zeitskalen von mehreren Jahren vorkommen (also für den Ozean auf relativ kurzen Zeitskalen) und breiten sich auch schnell ins Ozeaninnere aus.

2) Änderungen der thermohalinen Struktur entlang der Isopyknen, also die Änderungen der Wassermassencharakteristika. Diese Änderungen gelangen auf Zeitskalen von Dekaden durch Advektion und Vermischung ins Ozeaninnere.

Die größten zeitlichen Änderungen der thermohalinen Struktur zwischen dem Englischen Kanal und den Neufundlandbänken sind im tiefen westlichen Randstrom und westlich und östlich des MAR zu beobachten. Überraschend sind bei den bisherigen Beobachtungen die signifikanten Änderungen des Zwischen- und Tiefenwassers, die am deutlichsten im LabradorSeeWasser (LSW) sind, welches sich in einer Tiefe von 1300-2200 m ausbreitet. Zwischen den Jahren 1957 und 1982 wird im LSW eine Erwärmung und eine Salzgehaltsabnahme entlang von Isobaren beobachtet, in der folgenden Dekade (1982-1994) eine Abkühlung, während der Salzgehalt weiterhin abnimmt. Unterbrochen von einer kurzen Erwärmung zwischen den Jahren 1996 und 1997, setzt sich die Abkühlung weiterhin fort und dauert auch gegenwärtig an. Der Salzgehalt bleibt jedoch zwischen den Jahren 1994 und 1997 annähernd konstant. Im Jahr 1998 ist eine erneute Aussüßung zu beobachten. Während der jüngsten Realisierung ist die ostwärtige Ausdehnung und die Vertiefung des kalten und salzarmen Labradorstroms äußerst bemerkenswert. Im Tiefenwasser (Wasser unterhalb des LSW) ist über den gesamten Zeitraum von 1957 bis 1998 eine Abkühlung und Salzgehaltsabnahme entlang von Isobaren zu beobachten.

Beobachtete dynamische Änderungen werden in geänderten Transportraten von Volumen, Wärme und Süßwasser deutlich. Die beobachtete zeitliche Variabilität der meridionalen Overturningrate - der Volumentransport des oberen Astes der MOC - reicht von 13 bis 20 Sv mit minimalen Werten in 1957 und 1997 und maximalen Werten in 1982 und 1996. Die Transporte des LSW variieren zwischen 3 und 8 Sv, die des Tiefenwassers zwischen 10 und 17 Sv. Von 1957 und 1993 zeigt der Transport der MOC und des Tiefenwassers ein ähnliches, während der Transport des LSW ein entgegengesetztes Verhalten zeigt. Zwischen 1996 und 1998 zeigen alle Transporte ein ähnliches Verhalten. Sie erreichen maximale Werte in 1996 und minimal ein 1997, nur ein Jahr später.

Die bisherigen Untersuchungen der geänderten Transportraten auf klimarelevanten dekadischen Zeitskalen lassen darauf schließen, dass die meridionale Zirkulation im Nordatlantik eine bimodale Struktur aufweist zwischen denen sie variiert. Die Ursache der Variationen stellen wahrscheinlich geänderte Antriebsfelder an der Wasseroberfläche Temperatur- und Süßwasseranomalien) in den Entstehungsregionen des Tiefenwassers dar. Der Analysen des Datensatzes aus den 90er-Jahren zeigt jedoch auch die schnelle Reaktion des ozeanischen Strömungsfeldes auf Fluktuationen des Windfeldes über dem Nordatlantik, der NordAtlantischen Oszillation (NAO). Um die möglichen physikalischen Antriebsmechanismen statistisch besser abzusichern, werden zusätzlich Fernerkundungsdaten herangezogen, sowie auch die eXpendable BathyThermograph (XBT)-Daten des seit 1988 am BSH laufenden Frachtschiffprogramms im Nordatlantik.

pdf Poster vom WOCE-Abschlußseminar, April 1999: Veränderungen der Wassermassen und der Transportraten von Wärme und Süßwasser

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 © 2017 Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Aktualisiert am: 03.01.2006 15:43:00  
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