Modelluntersuchung zur Erwärmung des Bodenwassers der Grönlandsee

• Main Author: Logemann, Kai
• Other Authors: Quadfasel, Detlef (Prof. Dr.)
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg Carl von Ossietzky 2007
• Subjects: Grönlandsee; Sedimentplumes; Sekundärzirkulation; Diffusion; Greenland Sea; sediment plumes; secondary circulation; 550 Geowissenschaften; 38.90 Ozeanologie; Ozeanographie; Tiefsee; Ventilation; Meeressediment; Advektion-Diffusionsgleichung; Zirkulation; ddc:550; Greenland
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:18-32097; https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/1640

Die während der letzten Dekaden stark reduzierte tiefreichende thermische Konvektion in der Grönlandsee ermöglicht den Einblick in weitere Tiefseeventilationsprozesse, die hier unabhängig von Konvektion stattfinden. Diese bewirken eine Erwärmung des Bodenwassers der Grönlandsee (unterhalb von 2500 m Tiefe) etwa seit Beginn der 1980er Jahre von etwa 0.1 K pro Dekade. Mit Hilfe eines neu entwickelten Ozeanmodells wird in einer Reihe numerischer Experimente versucht, den diese Erwärmung hauptsächlich bewirkenden Ventilationsmechanismus zu bestimmen. Dabei ermöglicht die Technik horizontaler und vertikaler Gitterverfeinerung über den Hängen des Tiefseebeckens die Auflösung der für die Tiefseeventilation wichtigen Prozesse in der Bodengrenzschicht. Es werden drei Prozesse untersucht: 1. sedimentgetriebene Hangkonvektion, 2. vertikale (diapyknische) turbulente Vermischung und 3. vertikale Advektion im Rahmen einer Sekundär- und Tertiärzirkulation. Die Simulationen deuten darauf, dass das Erwärmungspotential von durch Sedimentaufwirbelung verursachten Trübeströmen am ostgrönländischen Kontinentalhang um mindestens zwei Größenordnungen zu gering ist, um die beobachtete Erwärmung zu bewirken. Einen wesentlich größeren Beitrag leistet vertikale Diffusion. Aufgrund der im Tiefseebereich der Grönlandsee außerordentlich intensiven Turbulenz beträgt dieser 20 bis 40 % der beobachteten Erwärmung. Den wichtigsten Prozess stellt jedoch eine Absinkbewegung im Inneren des Beckens dar, die für 60 bis 80 % der Erwärmung verantwortlich ist. Diese Absinkbewegung ist Teil einer aus zwei übereinanderliegenden Zellen bestehenden Sekundärzirkulation, die vom entlang der Beckenberandung gerichteten Druckgradienten angetrieben wird. Die untere der beiden Zellen führt Bodenwasser den Hang hinauf, von der Tiefseeebene bis in eine Tiefe von 1500 m, wodurch die häufig beobachtete bodennahe Kaltfront an den Rändern des Tiefseebeckens entsteht. Das so den Bodenwasserbereich verlassende kalte Wasser wird weiter im Beckeninneren durch absinkendes ...