Lexikon der Geowissenschaften: thermohaline Zirkulation
thermohaline Zirkulation, umfaßt Strömungen, die durch räumliche Unterschiede in Temperatur und Salzgehalt hervorgerufen werden. Diese bewirken Unterschiede der Dichte und dadurch Druckgradienten. Sie entstehen durch Ein- und Abstrahlung sowie durch Austausch von Wärme und Süßwasser (Niederschlag und Verdunstung) mit der Atmosphäre, dem Meereis und dem Schelfeis. Die globale thermohaline Zirkulation ( Abb.) stellt eine großräumige Umwälzbewegung des Ozeans dar, die durch Absinken dichter Wassermassen in den Subpolargebieten hervorgerufen wird. Dazu zählt das Arktische Mittelmeer und die Labradorsee im Norden sowie die antarktischen Randmeere, besonders das Weddellmeer, das D′Urvillemeer und das Rossmeer im Süden. Die Absinkbewegungen in die Tiefsee erfolgen entweder als Abflüsse am Kontinentalhang, wie z.B. im Overflow in der Dänemarkstraße oder aus dem Filchnergraben im Weddellmeer, oder als Konvektion im offenen Ozean wie in der Grönlandsee und der Labradorsee.
Die abgesunkenen Wassermassen breiten sich überwiegend topographisch geführt in den Ozeanbecken als Tiefenwasser und Bodenwasser aus, z.B. als Tiefer Westlicher Randstrom unter dem Golfstrom, und vermischen sich mit den darüberliegenden Wassermassen. Durch den Antarktischen Zirkumpolarstrom erfolgt die Verteilung der tiefen Wassermassen auf die drei Ozeane. Die Schrägstellung der Isopyknen (Flächen gleicher Dichte) im Antarktischen Zirkumpolarstrom ermöglicht, daß die Wassermassen aufsteigen und zum antarktischen Zwischenwasser beitragen. Dieses breitet sich in die Ozeane nach Norden aus und kehrt in den Auftriebsgebieten an die Oberfläche zurück. Auf der Warmwasserroute erfolgt der Rückstrom aus dem Pazifischen Ozean durch das Australasiatische Mittelmeer in den Indischen Ozean und von dort aus im Agulhasstrom in den Atlantischen Ozean. Die Kaltwasserroute führt um Kap Hoorn. Dieser Verlauf wird häufig mit einem Förderband (Conveyor Belt) verglichen.
Die Umwälzbewegung der Ozeane bestimmt über den meridionalen Wärmetransport (etwa 2·1015 W bei 24ºN) und den Einfluß auf die Wärmespeicherung den Wärmehaushalt des Ozeans und damit die Bedeutung der Ozeane für das Klima. Die Intensität der globalen Umwälzbewegung liegt bei 15 bis 25·106 m3/s. Modellrechnungen zeigen, daß Veränderungen des Wärme- oder Süßwasserhaushalts die thermohaline Zirkulation beeinflussen. So nimmt man an, daß erhöhte Stabilität nach Zufuhr von Süßwasser im Nordatlantik durch Schmelzen des nordamerikanischen Eisschilds zur Abkühlung Nordeuropas in der Jüngeren Dryas geführt hat. Umgekehrt können die Fluktuationen der thermohalinen Zirkulation Auswirkungen auf die klimatischen Verhältnisse haben. Die Verlagerung oder Abnahme des Nordatlantischen Stroms kann zur veränderten Wärme- und Süßwasseraufnahme der Luft im Westwindgürtel (Westwinddrift) und damit zu Veränderungen der Wetterverhältnisse in Nord- und Mitteleuropa führen. Die Wechselwirkung zwischen ozeanischen und atmosphärischen Veränderungen kann unter bestimmten Umständen die thermohaline Zirkulation stabilisieren oder Fluktuationen hervorrufen. [EF]
Literatur: [1] Raith, W. (Hrsg.) (1997): Erde und Planeten. Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd. 7. – Berlin, New York. [2] Schmitz, W.J. (1996): On the World Ocean Circulation: Volume I. Some Global Features/North Atlantic Circulation. Wood Hole Oceanog. Inst. Tech. Rept. [3] Schmitz, W.J. (1996): On the World Ocean Circulation: Volume II. The Pacific and Indian Oceans/A Global Update. Wood Hole Oceanog. Inst. Tech. Rept. [4] Summerhayes, C.P., Thorpe, S.A. (1996): Oceanography. An illustrated Guide. – London.
thermohaline Zirkulation: schematische Darstellung der dreidimensionalen globalen thermohalinen Zirkulation. thermohaline Zirkulation:
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