Ozeanzirkulation und Klimadynamik

Kopplung niederer und hoher Breiten

Unsere Lebensbedingungen in Mitteleuropa hängen entscheidend von der Wärmeversorgung durch den Golfstrom ab. Die Intensität und nordwärtige Ausdehnung dieser warmen Meereströmung wird durch die Bildung von nordatlantischem Tiefenwasser (NADW) im europäischen Nordmeer und in der Labradorsee gesteuert (Thermohaline Zirkulation). Die Tiefwasserbildung war in der Vergangenheit starken Schwankungen unterworfen. Im Zuge von Abschmelzphasen (Terminationen) und der kurzzeitigen Auflösung kontinentaler Eisschilde (Heinrich-Ereignisse) wurden grosse Mengen Süsswasser in den Nordatlantik geschüttet. Dies Schmelzwässer verringerten die Salinität und Dichte des oberflächennahen Meerwassers und führten damit zu einer Verringerung der tiefen Konvektion. Die kompensierende Zufuhr von warmem Oberflächenwasser aus den Tropen war reduziert, was zu einem geringeren nordwärtigen Wärmetransport und kälterem Klima im nordatlantischen Raum führte. Dadurch heizte sich die Karibik als Quellregion des Golfstroms, der Südatlantik und sogar grosse Teile der Südhemispäre auf (Warmwasserwippe). Als die Bildung von nordatlantischem Tiefenwasser wieder einsetzte, heizte der erste Schwall von warmem und salzreichen Wasser aus dem Süden die Tiefwasserbildung kräftig an und führte damit zu einer raschen Erwärmung der Nordatlantik-Region. Ähnliche Änderungen der nordatlantischen Zirkulation sind aus historischer Zeit überliefert (Kleine Eiszeit, mittelalterliche Warmzeit). Wir müssen deshalb die Rolle der tropischen Ozeane als Salz- und Wärmelieferanten für die Thermohaline Zirkulation besser verstehen. Dies gilt auch für atmosphärischen Rückkopplungen, die bis in die Südhemisphäre hineinreichen.

 

Transport in der Florida Strasse und das Klima in hohen nördlichen Breiten

Heinrich-Ereignisse

Tropische Warmwasserwippe

Dynamik des Antarktischen Zwischenwassers

Ozeantunnel