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Antrieb des Klimas – die großen Meereströmungen

Die chemischen und geochemischen Vorgänge im Meer sind komplex. Sie in ihrer Gesamtheit aufzuklären bleibt eine Herausforderung für Jahrzehnte. Für globale Veränderungen wie die Abnahme des Sauerstoffgehalts im Meer oder die Versauerung der Ozeane gibt es klare Anzeichen.

Die Meeresströmungen transportieren gigantische Mengen Wärme um den Globus. .

Damit sind sie eine der wichtigsten Schubkräfte des Klimas. Da sie ausgesprochen träge auf Veränderungen reagieren, werden die Auswirkungen des globalen Wandels langsam, aber über Jahrhunderte zu spüren sein. Schneller könnten Klimaveränderungen beim Wind und beim Meereis sichtbar werden

Was die Wassermassenantreibt

Im Klimasystem spielt das Wasser eine zentrale Rolle. Je nach Salzgehalt und Temperatur hat es eine unterschiedlich hohe Dichte. Kaltes salziges Wasser ist schwer und sinkt in die Tiefe ab. Im Meer werden dadurch Millionen von Kubikmetern Wasser umgewälzt. Fachleute nennen dieses Phänomen, das in einigen wenigen polaren Meeresregionen auftritt, Konvektion. Durch die Konvektion sinkt das kalte Oberflächenwasser im Nordatlantik bis in etwa 2000 Metern Tiefe ab. Dort lagert es sich wie auf einem Plateau auf dem noch dichteren Tiefenwasser ab, das aus den antarktischen Regionen stammt. Dieses Tiefenwasser reicht bis hinab zum Meeresgrund. Während das kalte salzige Oberflächenwasser durch die Konvektion absinkt, strömt salziges Wasser aus benachbarten wärmeren Meeresgebieten aus Richtung Äquator nach. Dieses Wasser kühlt sich in der arktischen Luft ab und beginnt ebenfalls abzusinken, sodaß die Konvektion nie zum Halt kommt.

Die Meeresströmungen transportieren gigantische Mengen Wärme um den Globus. .Damit sind sie eine der wichtigsten Schubkräfte des Klimas. Da sie ausgesprochen träge auf Veränderungen reagieren, werden die Auswirkungen des globalen Wandels langsam, aber über Jahrhunderte zu spüren sein. Schneller könnten Klimaveränderungen beim Wind und beim Meereis sichtbar werden

Zuvor nimmt es an der Meeresoberfläche Gase wie etwa Kohlendioxid auf und transportiert diese dann rasch in die Tiefe. Daher sind die Konvektionsgebiete auch die Meeresgebiete, in denen man den höchsten Anteil an Kohlendioxid findet. Die durch die Konvektion ins Meer gepumpten hohen Kohlendioxid-Konzentrationen lassen sich heute bis in Tiefen von etwa 3000 Metern nachweisen. Bis in 2000 Metern Tiefe wird das Kohlendioxid durch die Konvektion recht schnell transportiert. Der Weg weiter hinab dauert im Nordatlantik deutlich länger, da das Kohlendioxid und andere Gase nur über langsame Durchmischungsprozesse ins Tiefenwasser vordringen können.

Die Kälte und der hohe Salzgehalt sind die wesentlichen Kräfte der Konvektion. Sie reißen das dichte Wasser in den polaren Regionen hinab und treiben damit eine weltumspannende Konvektionsmaschine an – die thermohaline Zirkulation (thermo – angetrieben durch Temperaturunterschiede; halin – angetrieben durch Salzgehaltsunterschiede). Das kalte salzige Wasser sinkt vor allem in der Labrador- und Grönlandsee in die Tiefe, um dann Richtung Äquator und darüber hinaus zu strömen. Die Konvektion tritt demnach nur lokal begrenzt in den polaren Regionen auf und treibt die thermohaline Zirkulation an, die wie ein gigantisches Förderband den Globus umspannt. Auch der Golfstrom und seine Ausläufer werden letzten Endes durch die Konvektion und die thermohaline Zirkulation angetrieben. Zwar tragen auch die Winde mit zum Transport der Wassermassenbei, ihr Anteil daran ist aber deutlich geringer.

 

ie Funktionsweise der Konvektion im Nordatlantik: In den polaren Regionen, wie etwa in der Labradorsee südlich von Grönland, sinkt kaltes salziges Meerwasser ab. Diese Wassermassenschichten sich in etwa 2000 Metern Tiefe über dem noch dichteren Tiefenwasser antarktischen Ursprungs ein und wandern dort weiter Richtung Äquator. Wärmeres Wasser strömt aus den oberen Meeresschichten in das Konvektionsgebiet nach.

ie Funktionsweise der Konvektion im Nordatlantik: In den polaren Regionen, wie etwa in der Labradorsee südlich von Grönland, sinkt kaltes salziges Meerwasser ab. Diese Wassermassenschichten sich in etwa 2000 Metern Tiefe über dem noch dichteren Tiefenwasser antarktischen Ursprungs ein und wandern dort weiter Richtung Äquator. Wärmeres Wasser strömt aus den oberen Meeresschichten in das Konvektionsgebiet nach.

Doch wie entstehen in den Ozeanen eigentlich Wassermassenunterschiedlicher Dichte, die letztlich auch die Konvektion antreiben? Zu den wichtigsten Faktoren zählen die Lufttemperatur, die Verdunstung und der Niederschlag. In den polaren Konvektionsgebieten spielt darüber hinaus auch noch das Gefrieren des Wassers eine zentrale Rolle. Da Eis nur ungefähr 5 Promille Salz enthält, setzt es während des Gefrierens eine beträchtliche Menge Salz frei, wodurch der Salzgehalt in den umgebenden Mee­resgebieten zu­­nimmt und sich somit zugleich die Dichte des Wassers erhöht. Das kalte salzreiche Wasser ist so dicht, daß es bei der arktischen Konvektion bis in etwa 2000 Metern Tiefe absinkt. Dieses Wasser bezeichnet man als Nordatlantisches Tiefenwasser (North Atlantic Deep Water, NADW).

 

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