Momentaufnahme (Computersimulation) der Meerwasser-Temperatur und der Strömungs-Geschwindigkeiten in ca. 500 m Wassertiefe.

Momentaufnahme der Temperatur und Strömungsgeschwindigkeiten an der Wasseroberfläche.

01.01.2012

Die Agulhasregion: ein energiereicher Mix

Wo zwei Ozeane aufeinander treffen

von Dr. Arne Biastoch, GEOMAR

Das Seegebiet an der Nahtstelle von Atlantischem und Indischem Ozean ist eine der energiereichsten Regionen des Weltozeans. Die Kombination aus dem Agulhasstrom, einer mächtigen Strömung entlang der südafrikanischen Küste, und ozeanischen Wirbeln sorgt für zeitlich und räumlich stark variierende Strömungsgebiete.

Mit Geschwindigkeiten von über vier Knoten (zum Vergleich: die typische Geschwindigkeit eines Regattabootes liegt bei 20 Knoten) fließt der Agulhasstrom im Indischen Ozean nahe der afrikanischen Küste nach Süden. Der Strom verursacht nicht nur durch seine Wechselwirkung mit dem Kontinent extrem hohe Wellen, es werden auch enorme Mengen warmen und salzreichen Wassers aus den Tropen nach Süden transportiert.

Nach Umrundung des Kaps Agulhas (der im Gegensatz zum Kap der Guten Hoffnung eigentlichen Südspitze Afrikas) vollzieht der Agulhasstrom eine abrupte Kehrtwende und fließt nach Osten in den Indischen Ozean zurück [1]. Die genaue Physik dieser im Ozean einmaligen Verhaltensweise ist das Forschungsgebiet Kieler Ozeanographen.

Stoßweise fließen bei der Kehrtwende erhebliche Mengen warmen Wassers in den kälteren Atlantik. Dieses geschieht zum Großteil über die erzeugten Agulhasringe. Das sind Ozeanwirbel - ähnlich den Hoch- und Tiefdruckgebieten in der Meteorologie -, die sich vom Agulhasstrom abschnüren und sich dann im Atlantik ausbreiten. Mit Durchmessern von über 200 Kilometern gehören sie zu den mächtigsten Wirbeln im Weltozean. Ihre Rotationsgeschwindigkeiten betragen an der Oberfläche über zwei Knoten und sind auch noch am Boden des über 5.000 Meter tiefen Kapbeckens festzustellen. Die so vom Indischen Ozean exportierte Wärme macht die Agulhasregion zu einer Schlüsselregion der für das Weltklima wichtigen "thermohalinen Zirkulation", welche für die Verteilung von Wärme und Salzgehalt im Ozean verantwortlich ist. Die relativ lokalen Phänomene der Agulhasregion könnten so auch Einfluss auf das Klima in anderen Teilen der Welt haben.

Zum genaueren Verständnis dieser Region und ihres Einflusses auf den Weltozean ist es wichtig, gerade die relativ kleinräumige Dynamik des Agulhasstromes und der Ringbildung zu verstehen. Dabei wäre es unwirtschaftlich, ständig mit einem Forschungsschiff vor Ort zu sein. Aber auch autonom driftende Meßsysteme helfen hier nur bedingt, da sie zu schnell aus den interessanten Regionen herausdriften. Eine Alternative ist deshalb die Simulation der Strömungsprozesse im Computer. Bei diesem Vorhaben ist es wichtig, das Gebiet mit sehr hoher Genauigkeit darzustellen, was jedoch schnell die volle Kapazität gegenwärtiger Supercomputer erfordert.

Im Rahmen des World Ocean Circulation Experiment (WOCE), eines Mess- und Modellierungsprogrammes, an dem in den letzten zehn Jahren dreißig Nationen beteilig waren, wurde ein solches Computermodell der Agulhasregion entwickelt und betrieben [2]. Untersucht wurde die Dynamik des gesamten Strömungssystemes und seiner Variabilität. Eine interessante Neuentdeckung, die zunächst unter Forscherkollegen strittig war, ergab sich, als bis dato noch unbekannte Ozeanwirbel zwischen Afrika und Madagaskar im Modell gefunden wurden [3]. Diese Wirbel, die Einfluss auf die Häufigkeit und Intensität von Agulhasringen haben, konnten jedoch kürzlich durch Schiffsmessungen einer niederländischen Forschergruppe tatsächlich bestätigt werden.

Was ergibt sich aus dem beschriebenen Mix von Strömungen und Ozeanwirbeln in praktischer Konsequenz für Schiffe und Yachten, welche die Gewässer um Südafrika befahren? Sie haben sich auf zeitlich stark variierende Strömungen einzurichten, die Kurs und Geschwindigkeit beeinflussen. Es kann jedoch auch von Vorteil sein: die Schubkraft des nach Osten fließenden Agulhasrückstromes kann man zum Beispiel ausnutzen. Die Agulhasregion ist jedenfalls kein einfaches Gewässer - sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus nautischer Sicht.


Weiterführende Fachliteratur:

De Ruijter, W. P. M., A. Biastoch, S. S. Drijhout, J. R. E. Lutjeharms, R. Matano, T. Pichevin, P. J. van Leeuwen, and W. Weijer, 1999: Dynamics, Estimation and Impact of South Atlantic Inter-ocean Exchange, J. Geophys. Res. 104: 885 - 910.

Biastoch, A., 1998: Zirkulation und Dynamik in der Agulhasregion anhand eines numerischen Modells, Berichte aus dem Institut für Meereskunde Kiel, No. 301.

Biastoch, A. and W. Krauß, 1999: The Role of Mesoscale Eddies in the Source Regions of the Agulhas Current, J.Phys. Oceanogr. 29: 2303-2317.