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Kapitel 4: Niederfrequente Variabilität entlang WOCE/A2
Time
Heat Transport Components
Freshwater
MOC
Barotropic
Baroclin
Overturning
C
Eddy
Ekman
Total
Apr 1957
-.012
.393
-.049
-.037
.29
-0.88
12.7
Apr 1982
-.020
.575
.101
-.032
.63
-1.06
20.0
Jul 1993
-.004
.566
.038
-.048
.55
-1.07
15.2
Oct- Nov 1994
-.005
.609
.054
-.096
.56
-1.02
16.1
May 1996
.003
.690
.060
-.055
.70
-1.10
20.9
Jun 1997
-.018
.504
-.133
-.050
.30
-0.68
13.3
May 1998
-.004
.638
.021
-.055
.60
-1.01
17.8
Tabelle 4.2: Zeitliche Entwicklung der meridionalen Overturningrate, des meridionalen Süßwasser-
und des Wärmetransports und der Komponenten des Wärmetransports.
b. Eddy-Komponente des Wärmetransports
Die mesoskalige Variabilität des ozeanischen Strömungsfeldes manifestiert sich direkt in In
stabilitäten der mittleren Strömung und indirekt in Wechselwirkungen von Eddies mit der
mittleren Strömung [z.B. Böning und Bryan, 1996]. Unter quasi-stationären, reibungsfrei
en und adiabatischen Bedingungen beeinflussen Eddy-Effekte jedoch die mittlere Strömung
nicht [z.B. Pedlosky, 1987]; die Anwesenheit von Eddies liefert demnach keinen Beitrag zu den
entlang des WOCE-Schnitts A2 beobachteten Änderungen des zonal-integrierten baroklinen
Wärmetransports - der Overturning-Komponente (Tab. 4.2).
Aufgrund von vertikalen Geschwindigkeitsscherungen extrahieren barokline Instabilitäten po
tentielle Energie aus der mittleren Strömung; aufgrund von horizontalen Geschwindigkeits
scherungen wird ihr durch barotrope Instabilitäten kinetische Energie entzogen. Mesoskalige
Eddies sind quasi-geostrophisch bzw. horizontal nahezu divergenzffei [Pedlosky, 1987]; ist die
Dynamik der Eddies annähernd linear, entsprechen sie der Superposition von Rossby-Wellen
[Pond und Pickard, 1983]. Letztendlich entspricht demnach die Bestimmung der mesoskaligen
Variabilität des quasi-stationären ozeanischen Strömungsfeldes derjenigen des Netto-Effekts
propagierender Rossby-Wellen bzw. Wellen von potentieller Vorticity. Die Wechselwirkung
westlicher Randströme mit dem Eddy-Feld äußert sich hauptsächlich in der Entstehung
und/oder Verlagerung von Mäandern (Wunsch, 1999].
Analog zu dem Prinzip der barotropen Komponente des Wärmetransports, die den Ein
fluss großskaliger Wirbel auf den absoluten Wärmetransport beschreibt (siehe Kapitel 1.2),
sind für die Eddy-Komponente des Wärmetransports horizontale Temperatur-Differenzen
entscheidend; eine positive Korrelation zwischen Abweichungen der vertikalen Geschwindig
keitsscherung und der potentiellen Temperatur vom zonalen Mittel auf der westlichen Seite
des Eddies eine negative Korrelation auf seiner östlichen Seite liefert ein positives Vorzeichen
der Eddy-Komponente des Wärmetransports; warme Temperaturen und hohe Geschwindig
keiten auf der westlichen Seite des Eddie stehen kalten Temperaturen und hohen Geschwindig
keiten auf seiner östlichen Seite gegenüber. Hochauflösende Modelle liefern generell nördlich
von 32°N im Nordatlantik ein positives Vorzeichen der Eddy-Komponente des Wärmetrans
ports [Böning und Bryan, 1996].