Thermohaline Zirkulation
Das globale Förderband (auch thermohaline Zirkulation genannt) ist ein ozeanographischer Terminus für eine Kombination von Meeresströmungen, die vier der fünf Ozeane miteinander verbinden und sich dabei zu einem Kreislauf globalen Ausmaßes vereinen.
Der Antrieb für diesen umfangreichen Massen- und Wärmeautausches ist thermohaliner Natur, das heißt, er wird durch Temperatur- und Salzkonzentrationsunterschiede innerhalb der Weltmeere hervorgerufen, welche beide für die unterschiedliche Dichte des Wassers verantwortlich sind. Verursacht wird der Temperaturunterschied wiederum durch die Breitengradabhängigkeit der Sonneneinstrahlung.
Geschichte
Nach Freigabe der militärischen maritimen Daten über Meeresströmungen im Zuge der Beendigung des kalten Krieges wurde zunehmend deutlich, dass der Golfstrom nur eine Teilströmung eines globalen maritimen Wärmeaustauschbandes ist. Man nannte dieses daher das „große marine Förderband“ oder einfach „globales Förderband“ bzw. im wissenschaftlichen Sprachgebrauch auch „globale thermohaline Zirkulation“.
Zirkulationsmuster
Die Zirkulationsströme treten ca. in einer Tiefe von 1,5 bis 3,0 km auf. Sie verlaufen größtenteils parallel des Kontinentalabhanges, dabei werden pro Sekunde 10 bis 40 Millionen Kubikmeter Wasser verdrängt.
Das globale Wärmeaustauschband wird im Wesentlichen durch das plötzliche Absinken des salzreichen Meereswassers im Nordatlantik auf 3 bis 4 km Tiefe initiiert, weshalb sich dieser Punkt des globalen Kreislaufes dazu eignet, das Zirkulationsmuster von hier aus zu betrachten. Am oder nahe dem Meeresgrund fließt das Wasser als kalte Tiefenströmung (Tiefenwasser) bis in den indischen Ozean und den Pazifik, wobei sich der Zirkumpolarstrom des südlichen Ozeans um den gesamten Globus windet und als eine Art Mittler und Durchmischer zwischen den Wassermassen der weiter nördlich gelegenen Ozeane fungiert. Dort angelangt konvektieren die Wassermassen wieder zurück an die Oberfläche (Oberflächenwasser, Pazifik) oder in wenige hundert Meter unter diese (Zwischenwasser, Indik). Das Wasser erwärmt sich in der Folge besonders in den äquatorialen Bereichen und fließt als warme Oberflächenströmung zunächst an Indonesien vorbei, hiernach um die Südspitze Afrikas herum in die Golfregion Mittelamerikas und schließlich als Golfstrom in den Nordatlantik, wo es erneut absinkt und den Kreislauf damit schließt.
Neben rein thermohalinen Effekten spielen dabei die Verteilung der Kontinente, die Corioliskraft (dadurch treten die Strömungen vor allem an Westküsten auf) und der windbedingte Effekt der Korkenzieherströmung eine maßgebliche Rolle. Zusammen führen diese zu einer regional sehr komplexen Ausbildung verschiedenster Meereströmungen, beispielsweise in Form großer Strömungswirbel an der Südostküste Südamerikas (siehe weiter unten). Zu einem geringen Anteil strömen dabei auch Wassermassen aus dem arktischen Ozean in den Atlantik ein, weshalb dieser bedingt auch am globalen Förderband Teil hat. Da viele dieser Faktoren von der lokalen Intensität der Sonnenstrahlung abhängen, können diese Meeresstömungen im Jahresgang auch unterschiedliche Ausprägungen erfahren, so beispielsweise im indischen Ozean aufgrund des Monsuns. Maßgebliche Effekte sind hierbei Upwelling und Downwelling.
Durch die langfristigen Auswirkungen der Kontinentaldrift auf die Land-Meer-Verteilung sind auch die Hauptströmungen zeitlich variabel. Als vergleichsweise kurzfristiger Einflussfaktor, bedingt durch das Abschmelzen der polaren Eiskappen, wird eine mehr oder minder starke Abschwächung des Nordatlantikstroms für möglich erachtet. Hierfür lassen sich auch Beispiele in der Klimageschichte finden.
Tiefenrandströme
Einen weiteren Beitrag zur globalen Meerwasserzirkulation stellen die Tiefenrandströme dar. Darunter versteht man küstennahe Tiefseewirbel, wie sie z.B. vor der Küste Brasiliens im Brasilstrom auftreten (die so genannten Brasilstromringe). Diese Wirbel treten zeitlich und räumlich periodisch auf, es entsteht also eine so genannte Wirbelstraße. Eine genaue Erklärung für dieses im Jahre 2004 entdeckte Phänomen steht noch aus, Computermodellen zufolge zerfällt der Brasilstrom jedoch auf Höhe der brasilianischen Stadt Recife wegen der dort zurückspringenden Küste und der damit verringerten Reibung in eine turbulente Strömung (vergleiche mit Wirbel (Strömungslehre)).
Literatur
Wirbel in der Tiefsee. In: Spektrum der Wissenschaft 06/05, S. 16ff