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Kapitel 1: Transportgrößen im Ozean
Divergenz des Salzes im Ozean gleich Null sein. Die Süßwasserbilanz ist somit gegeben durch
d_
dy
j J dxdz pv( 1 — 5)
I
dx F(x, y).
(1.18)
Räumliche Variationen des Geschwindigkeitfeldes und Salzgehalts lassen sich mit Hilfe des
Störungsansatzes (siehe Kapitel 1.1) abschätzen. Der Salzgehalt (und analog die Geschwin
digkeit) lässt sich damit in eine mittlere Komponente über den gesamten Schnitt S und in
eine räumlich variierende Komponente S'(x,z) zerlegen. Werden räumliche Variationen des
Dichtefeldes vernachlässigt, gilt für den meridionalen Salztransport:
p(vS + v'S'), (1-19)
und den meridionalen Süß Wassertransport:
p(v — vS — v'S 1 ). (1-20)
Der Süßwassertransport entspricht nur dann dem negativen Salztransport, wenn der Netto-
Massentransport gleich Null ist. Der Massentransport durch die Bering Straße ist in der globa
len Massen- und Wärmebilanz nahezu vernachlässigbar (siehe Kapitel 1.1 und 1.2), nicht aber
in der globalen Salz- bzw. Süßwasserbilanz. Der globale Netto-Süßwasser- und Salztransport
im Ozean entspricht nach Wijffels et dl. [1992] dem durch die Bering Straße (0.79 (0.77) ±
0.1 xlO 9 kg s~ 1 (Sv) bzw. 26.7xlÖ 6 kg s -1 mit Sbs—32.5). Dient dieser Referenzwert als obere
Grenze des Differentials (1.18), lässt sich der ozeanische Süßwassertransport direkt aus hy
drographischen Daten ableiten und der Massenaustausch an der Ozeanoberfläche abschätzen.
Trotz eines geringen Netto-Massentransports existiert jedoch in einigen Regionen ein deut
licher meridionaler Salztransport pv'S'. Exemplarisch dafür betrachten Wijffels et al. [1992]
den meridionalen Salztransport über 35°S, der südlichen Grenze des Atlantiks: über 35°S im
Atlantik beträgt der Netto-Massentransport. 0.1 xlO 9 kg s -1 , der mit einem mittleren Salz
gehalt 5=35 nur 3.5x 10 6 kg s -1 Salz nach Süden befördern kann. Die globale Salzerhaltung
erfordert jedoch einen südwärtigen Salztransport von 26.7x 10 6 kg s~ ] über 35°S im Atlantik.
Es muss demnach eine Zirkulation existieren, die salzreiches Wasser nach Süden und salzar
mes Wasser nach Norden transportiert. Ein Salztransport ohne einen Netto-Massentransport
pv'S' muss die restlichen 23.2xl0 6 kg s -1 nach Süden befördern, die zur globalen Salzbilanz
im Ozean erforderlich sind. Der von Wijffels et al. [1992] definierte Salztransport pv'S' re
präsentiert die räumlichen Skalen von großskaligen Zirkulationen, wie windgetriebene Wirbel
und die thermohaline Zirkulation, ebenso w r ie mesoskalige Wirbelfelder.
Die offene Frage nach der Zirkulation über 35°S im Südatlantik, die zur Schließung der
globalen Salzbilanz notwendig ist, beantworten möglicherweise die Ergebnisse eines groß
skaligen Modells der Ozeanzirkulation von Rahmstorf [1996]. Er vernachlässigt den Einfluss
des atmosphärischen Süßwasserantriebs auf die Massenbilanz im Ozean und berücksichtigt
nur den Einfluss auf den Salzgehalt [Dobroliubov, 1994]. Auch beinhaltet der von ihm defi
nierte Süßwassertransport nicht den Transport durch die Bering Straße. Allgemein existiert
die Vorstellung, dass die großskalige Ozeanzirkulation einer selbsterhaltenden Zirkulations
schleife - die sogenannte globale meridionale Overturningzelle bzw. der “conveyor belt” -
entspricht, welche durch den atmosphärischen Süßwassertransport angetrieben wird [Bro-
ecker, 1991]. Um den Süßwasserverlust aufgrund des Verdunstungsüberschuss gegenüber dem
Niederschlag im Atlantik zu kompensieren, muss die Overturningzelle im Norden in der obe
ren Schicht Süßwasser importieren und salzreiches Tiefenwasser exportieren. Dies hätte einen