Thermohalinen Zirkulation ist ein Teil der großen Meeresströmungen, die durch globale Dichtegradienten erstellt von Oberflächenwärme und Süßwasserflüsse angetrieben wird. Das Adjektiv thermohaline leitet sich von thermo Bezug auf Temperatur und unter Bezugnahme auf Salzgehalt, Faktoren, die zusammen die Dichte des Meerwassers zu bestimmen. Windgetriebenen Oberflächenströme reisen polwärts von der Äquatorial Atlantik, Kühl Weg und schließlich versinkt in den hohen Breiten. Diese dichte Wasser fließt dann in die Ozeanbecken. Während der Großteil davon upwells im Südlichen Ozean, Upwell die ältesten Gewässern im Nordpazifik. Umfangreiche Vermischung zwischen den Ozeanbecken erfolgt also, Verringerung der Unterschiede zwischen ihnen und machen die Weltmeere ein globales System. Auf ihrer Reise, die Wassermassen transportieren sowohl Energie und Materie in aller Welt. Als solcher hat der Zustand der Zirkulation eine große Auswirkung auf das Klima der Erde.

Die thermohaline Zirkulation wird manchmal als das Meer Förderband, den großen Ozean Förderer oder das globale Förderband. Gelegentlich wird es verwendet, um die Umwälzbewegung beziehen. Der Begriff MOC Tat ist genauer und gut definiert, da es schwierig ist, die Teil des Kreislaufs, die tatsächlich durch die Temperatur und den Salzgehalt allein angetrieben wird, im Gegensatz zu anderen Faktoren wie Wind und Gezeitenkräfte trennen. Darüber hinaus können Temperatur und Salzgehalt-Gradienten auch die Durchblutung Wirkungen, die nicht in der MOC selbst enthalten sind, zu führen.

Überblick

Die Bewegung durch den Wind geschoben Oberflächenströme ist recht intuitiv. Zum Beispiel der Wind leicht produziert Wellen auf der Oberfläche eines Teiches. So ist die Tiefsee frei von Wind wurde angenommen, durch frühe Ozeanographen vollkommen statisch sein. Allerdings zeigt die moderne Instrumentierung, dass Strömungsgeschwindigkeiten in den tiefen Wassermassen können erheblich sein.

In die Tiefen des Ozeans, ist die vorherrschende Antriebskraft Unterschiede in der Dichte von Salzgehalt und Temperaturschwankungen. Oft gibt es Verwirrung über die Komponenten der Zirkulation, die Wind und Dichte angetrieben werden. Beachten Sie, dass Meeresströmungen aufgrund der Gezeiten sind auch bedeutende vielen Stellen; prominentesten in relativ flachen Küstengebieten kann Gezeitenströme auch in der Tiefsee erheblich sein.

Die Dichte des Meerwassers ist nicht global homogene, aber sehr unterschiedlich und diskret. Scharf definierten Grenzen bestehen zwischen Wassermassen, die an der Oberfläche zu bilden, und anschließend ihre eigene Identität im Ozean zu erhalten. Sie stellen sich einer über oder untereinander entsprechend ihrer Dichte, die sowohl von der Temperatur und dem Salzgehalt abhängt.

Warmem Meerwasser erweitert und ist damit weniger dicht als kühler Meerwasser. Salziger Wasser ist dichter als frischer Wasser, weil die gelösten Salze zu füllen die Zwischenräume zwischen den Wassermolekülen, was zu mehr Masse pro Volumeneinheit. Feuerzeug Wassermassen schweben über dichteren. Dies wird als "stabiler Schichtung" bekannt. Wenn dichten Wassermassen zuerst gebildet werden, werden sie nicht stabil geschichtet. Um ihre stabilsten Positionen zu nehmen, müssen Wassermassen unterschiedlicher Dichte zu fließen, die eine treibende Kraft für die Tiefenströmungen.

Die thermohaline Zirkulation wird hauptsächlich durch die Bildung von tiefen Wassermassen im Nordatlantik und dem Südlichen Ozean durch Unterschiede in Temperatur und Salzgehalt des Wassers verursacht ausgelöst.

Die großen Mengen an Wasser dichten Untergang am Polarozeanbecken Kanten sind durch gleiche Mengen von Wasser an anderer Stelle steigenden ausgeglichen werden. Beachten Sie, dass kaltes Wasser in polaren Zonen sinken relativ schnell über einen kleinen Bereich, während warmes Wasser in gemäßigten und tropischen Zonen steigen langsamer über einen viel größeren Bereich. Es gibt dann langsam polwärtige nahe der Oberfläche, um den Zyklus zu wiederholen. Die kontinuierliche diffuse Auftrieb von Tiefenwasser hält die Existenz des permanenten Thermokline gefunden überall bei niedrigen und mittleren Breiten. Diese langsame Aufwärtsbewegung wird auf etwa 1 Zentimeter pro Tag über den größten Teil des Ozeans sein. Wenn dieser Anstieg waren zu stoppen, würde die Abwärtsbewegung des Wärme die Sprungschicht zu steigen verursachen und würde seine Steilheit zu reduzieren.

Bildung von tiefen Wassermassen

Die dichten Wassermassen, die in den tiefen Becken Waschbecken sind in ganz bestimmten Bereichen des Nordatlantiks und des Südlichen Ozeans gebildet. Im Nordatlantik, wird Meerwasser an der Oberfläche des Ozeans intensiv durch den Wind gekühlt. Wind bewegt über das Wasser erzeugt auch eine große Verdampfung, was zu einer Abnahme in der Temperatur, die so genannte Verdunstungskälte. Verdampfen entfernt nur die Wassermoleküle, was zu einer Erhöhung des Salzgehalts des Meerwassers zurückgelassen, und somit eine Erhöhung der Dichte der Wassermasse. In der Norwegischen See Verdunstungskühlung überwiegt, und die sinkenden Wassermassen, die Nordatlantischen Tiefenwassers, füllt die Becken und schwappt südwärts durch Gletscherspalten in den U-Boot-Fensterbänke, die Grönland, Island und Großbritannien zu verbinden. Es fließt dann nur sehr langsam in die tiefen Tiefseeebenen des Atlantiks immer in südlicher Richtung. Fließen aus dem Arktischen Ozean-Becken in den Pazifik, wird jedoch durch die engen Untiefen der Beringstraße blockiert.

Im Südlichen Ozean, werden starke Fallwinde weht aus dem antarktischen Kontinent auf die Eismassen die neu gebildete Meereis wegblasen, Öffnungs Polynien entlang der Küste. Das Meer, die von Meereis nicht mehr geschützt, erleidet einen brutalen und starke Abkühlung. Währenddessen beginnt Meereis Reformierung, so dass die Oberflächengewässer erhalten auch salziger, daher sehr dicht. In der Tat die Bildung von Seeeises trägt zu einer Erhöhung in Oberflächenwasser Salzgehalt; salziger Salzlake wird hinter als Meereis bildet sich um sie verlassen. Zunehmende Versalzung senkt den Gefrierpunkt von Meerwasser, ist so kalt, flüssige Salzlösung in Einschlüssen in einem Waben Eis gebildet. Die Sole schrittweise schmilzt das Eis gerade unter ihm, schließlich tropft aus dem Eis-Matrix und Untergang. Dieser Vorgang wird als Sole Abstoßung bekannt.

Die resultierenden Antarctic Bottom Wasser Waschbecken und fließt nach Norden und Osten, aber ist so dicht, es tatsächlich Unterläufe der NADW. AABW im Weddellmeer gebildet werden hauptsächlich füllen den Atlantischen und Indischen Becken, während der in der Ross-See gebildet AABW wird in Richtung auf den Pazifischen Ozean fließen.

Die nach diesen Verfahren gebildet dichten Wassermassen strömen bergab an der Unterseite des Ozeans, wie ein Strom in der Umgebung weniger dichte Flüssigkeit und füllen die Becken der Polarmeere. So wie Flusstäler direkten Bächen und Flüssen auf den Kontinenten, steuert die Bodentopographie die Tiefen- und Bodenwassermassen.

Man beachte, dass, im Gegensatz zu Frischwasser, Seewasser keinen Dichtemaximum bei 4 ° C, aber immer dichter beim Abkühlen den ganzen Weg zu seinem Gefrierpunkt von ca. -1.8 ° C.

Bewegung der tiefen Wassermassen

Bildung und Bewegung der tiefen Wassermassen im Nordatlantik, schafft sinkenden Wassermassen, die das Becken und fließt sehr langsam in die Tiefe Tiefseeebenen des Atlantiks zu füllen. Diese hohe Breiten Kühlung und die geringe Breite Erhitzen treibt die Bewegung des Tiefenwasser in einem polaren südwärts Fluss. Die tiefen Wasser fließt durch das Südpolarmeer Basin um Südafrika, wo es in zwei Routen aufgeteilt: einen in den Indischen Ozean und einen letzten Australien in den Pazifik.

Am Indischen Ozean, etwas von der Kälte und Salzwasser aus dem Atlantik durch die Strömung von warmer und frischer oberen Ozeanwasser aus dem tropischen Pazifik gezogen bewirkt eine vertikale Austausch von dichten, sinkende Wasser mit leichter Wasser oben. Es wird als Umkippen bekannt. In den Pazifischen Ozean, der Rest der Kälte und Salzwasser aus dem Atlantik erfährt haline zwingen und wird wärmer und frischer schneller.

Das ausströmende Untersee von Kalt- und Salzwasser macht den Meeresspiegel des Atlantiks etwas niedriger als der Pacific und Salzgehalt oder halinity Wasser im Atlantic über den Pazifik. Dies erzeugt eine große, aber langsamen Fluss der wärmeren und frischer oberen Ozeanwasser aus dem tropischen Pazifik in den Indischen Ozean durch die indonesischen Archipel, um die kalte und salzige Antarctic Bottom Wasser zu ersetzen. Dies wird auch als "haline zwingen" bekannt. Diese Wärmer, frischeres Wasser aus dem Pazifik strömt nach oben durch den Südatlantik nach Grönland, wo sie abkühlt und erfährt Verdunstungskühlung und sinkt auf den Meeresboden, eine kontinuierliche thermohalinen Zirkulation.

Daher ist eine neue und beliebte Namen für die thermohaline Zirkulation, die Betonung der vertikalen Art und Pol-zu-Pol-Charakter dieser Art von Meeresströmungen, die Umwälzbewegung.

Quantitative Abschätzung

Die tiefen Wassermassen, die in der MOC teilzunehmen chemische, Temperatur- und Isotopenverhältnis-Signaturen und kann zurückverfolgt, deren Durchflussmenge berechnet werden, und ihr Alter bestimmt. Dazu gehören Pa / Th-Verhältnisse.

Golfstrom

Der Golfstrom, zusammen mit seinem nördlichen Erweiterung in Richtung Europa, dem Nordatlantikstrom, ist ein leistungsfähiges, warm, und schnell Atlantik Strom, der an der Spitze der Florida vor dem Überqueren der stammt, und folgt den östlichen Küsten der Vereinigten Staaten und Neufundland Atlantischer Ozean. Der Prozess der westlichen Intensivierung bewirkt, dass der Golfstrom, um einen Beschleunigungsstrom nach Norden an der Ostküste von Nordamerika aus sein. Bei etwa 40 ° 30 ° 0'W 0'N / 40.000 ° N ° 30.000 W / 40.000; -30,000, Spaltet sie in zwei, mit der Nordstrom Überfahrt nach Nordeuropa und den südlichen Strom Rückführung vor Westafrika. Der Golfstrom beeinflusst das Klima der Ostküste von Nordamerika von Florida nach Neufundland, und die Westküste Europas. Obwohl es jüngsten Debatte besteht Konsens darüber, dass das Klima in Westeuropa und Nordeuropa ist wärmer, als es sonst aufgrund der North Atlantic Drift, einer der Zweige aus dem Schwanz des Golfstroms ist. Es ist Teil des Nordatlantiks Gyre. Seine Anwesenheit wurde für die Entwicklung von starken Wirbel aller Art sowohl in der Atmosphäre und im Meer geführt. Der Golfstrom ist auch ein bedeutendes Potenzial Quelle erneuerbarer Energieerzeugung.

Auftrieb

Alle diese dichten Wassermassen versinkt in den Ozeanbecken verdrängen die älteren tiefen Wassermassen, die durch Ozeandurchmischung weniger dicht gemacht wurden. Um ein Gleichgewicht Wasser muss an anderer Stelle steigen. Da dies jedoch thermohaliner Auftrieb so weit verbreitet ist und diffus, sind ihre Geschwindigkeiten sehr langsam, auch im Vergleich zu der Bewegung des Bodenwassermassen. Es ist daher schwierig zu messen, wo Auftrieb tritt mit aktuellen Geschwindigkeiten, da alle anderen windgetriebenen Prozesse, die in der Oberfläche Ozean. Tiefen Gewässern haben ihre eigene chemische Signatur, aus dem Abbau von Feinstaub fallen in ihnen im Laufe ihrer langen Reise in der Tiefe gebildet. Einige Wissenschaftler haben versucht, diese Indikatoren zu verwenden, um zu schließen, wo der Auftrieb auftritt.

Wallace Broecker, mit Box-Modelle, hat behauptet, dass der Großteil der tiefen upwelling tritt im Nordpazifik, Verwendung als Beweismittel die hohen Werte von Silizium in diesen Gewässern gefunden. Andere Forscher haben keine so klare Beweise gefunden. Computermodelle der Ozeanzirkulation verstärkt legen die meisten der tiefen Auftrieb im Südlichen Ozean, mit den starken Winden in den offenen Breiten zwischen Südamerika und der Antarktis verbunden. Während dieses Bild steht im Einklang mit der globalen Beobachtungs Synthese von William Schmitz in Woods Hole und mit geringen beobachteten Werten der Diffusion nicht alle Beobachtungs Synthesen zustimmen. Neuere Arbeiten von Lynne Talley am Scripps Institution of Oceanography und Bernadette Sloyan und Stephen Rintoul in Australien zeigen, dass eine erhebliche Menge an dichtem Tiefenwasser muss auf Leichtwasser irgendwo nördlich des Südlichen Ozeans umgewandelt werden.

Auswirkungen auf das globale Klima

Die thermohaline Zirkulation spielt eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung von Wärme in die Polarregionen und damit bei der Regulierung der Menge des Meereises in diesen Regionen, obwohl polwärts Wärmetransport außerhalb der Tropen ist in der Atmosphäre deutlich größer als in den Ozean. Veränderungen in der thermohalinen Zirkulation werden gedacht, um bedeutende Auswirkungen auf den Strahlungshaushalt der Erde haben. Soweit die thermohaline Zirkulation regelt die Rate, mit der tiefen Gewässer an der Oberfläche ausgesetzt ist, kann sie auch eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre. Während es oft behauptet wird, dass die thermohaline Zirkulation ist der Hauptgrund, dass Westeuropa ist so gemäßigt, ist vorgeschlagen worden, dass dies weitgehend falsch ist, und dass Europa warmen allem, weil es liegt in Windrichtung von einem Ozean-Becken, und wegen der Wirkung atmosphärischer Wellen bringen warme Luft nach Norden aus den Subtropen. Allerdings haben sich die zugrunde liegenden Annahmen dieser besonderen Analyse ebenfalls in Frage gestellt.

Große Zustrom von niedriger Dichte Schmelzwasser vom Lake Agassiz und Enteisung in Nordamerika werden gedacht, um zu einer Verschiebung der Tiefenwasserbildung und Bodensenkungen im äußersten Nordatlantik geführt haben, und verursacht das Klima Zeit in Europa als Jüngere Dryas bekannt.

Im Jahr 2005 bemerkte britische Forscher, dass der Nettofluss der nördlichen Golfstrom seit 1957 um etwa 30% zurückgegangen Zufälligerweise hatten Wissenschaftler in Woods Hole ist die Auffrischung des Nordatlantik Messen wie die Erde wärmer wird. Ihre Erkenntnisse vorgeschlagen, dass Niederschlag erhöht sich in den hohen nördlichen Breiten und Polareis schmilzt als Folge. Durch Fluten der nördlichen Meere mit vielen zusätzlichen Frischwasser, die globale Erwärmung könnte in der Theorie, abzulenken Golfstrom Wasser, die in der Regel nach Norden fließen Vergangenheit England und Norwegen, und sie veranlassen, statt zum Äquator umlaufen. Wenn dies geschehen, würde das Klima Europas ernsthaft beeinträchtigt werden.