Wärmetransport
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[1982] die Massenerhaltung über den gesamten Schnitt und umgehen damit vollständig die
Wahl eines Referenzniveaus zur Abschätzung der absoluten meridionalen Geschwindigkeit.
b. Deßnition in der vorliegenden Arbeit
Um in der vorliegenden Arbeit historische Datensätze in die Analyse einbinden zu können, bei
denen keine direkten Strömungsmessungen vorliegen und somit keine konsistenten Abschätzun
gen ermöglichen, wird eine Zerlegung des absoluten meridionalen Wärmetransports in einzel
ne Komponenten nach Hall und Bryden [1982] vorgenommen. Jedoch wird der Beitrag der
barotropen Komponente zunächst aus klimatologischen Daten des Windschubs abgeschätzt
und anschließend mit direkten Strömungsmessungen von Meinen [1998] verglichen. Für die
inverse Berechnung des absoluten meridionalen Wärmetransports der Region nördlich des
WOCE-Schnitts A2 bzw. seiner Divergenz sei auf Woelk [2000] verwiesen.
Unter der Voraussetzung der Erhaltung der Masse lässt sich der absolute meridionale Wärme
transport nach Hall und Bryden [1982] in einzelne skalare Größen zerlegen:
H = Mßk Cp (&Ek — 0.42) + M Sv Cp (©AMC - 0.42) +
LpB
I jdpdx^ (v bk © + r4©') . (1.15)
Der Ekman-Transport wird dabei mit der Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Tem
peratur der oberen 50 m 0^ und der mittleren Temperatur des gesamten Schnittes 0.42 mul
tipliziert. Mit einer gewichteten Temperatur ©£*.•—(20(0 m) + 0(50 m))/3 wird der Trans
port in der Ekman-Schicht durch einen Transport mit der mittleren Temperatur des gesamten
Schnittes kompensiert. Analoges gilt für die barotrope Komponente des Wärmetransports.
Sie wird mit der Differenz zwischen der mittleren Temperatur des westlichen Randstroms,
des Nordatlantischen Stroms, &nac und 642 multipliziert, so dass der barotrope Transport
im westlichen Randstrombereich durch einen Transport über den restlichen Schnitt kompen
siert wird (siehe Kapitel 1.1, auch für die Berechnung des baroklinen Geschwindigkeitsfeldes).
Da das Temperaturfeld von zeitlichen Änderungen auf kleineren Skalen relativ unabhängig
ist, lässt sich die barokline Komponente nach Hall und Bryden [1982] weiterhin zerlegen -
in eine zonal-integrierte Komponente ^(■^©(•z) und in die Abweichung vom zonalen Mittel
v'(x,z)Q'(x,z). Das zonale Mittel - die Overturning-Komponente - beschreibt den meridio
nalen Netto-Transport in jeder Tiefe, der die zonal-integrierte potentielle Temperatur rela
tiv zu einem Referenzwert (üblich: Qftef — 0°C) advektiert. Die Abweichung vom zonalen
Mittel (oder das Residuum) beschreibt die Korrelation von potentieller Temperatur und ba-
rokliner Geschwindigkeit in der horizontalen Ebene ohne einen Netto-Massentransport, das
(mesoskalige) Wirbelfeld des Wärmetransports. Der Beitrag des Transports durch die Bering
Straße zu (1.15), um die globale Energiebilanz zu schließen, ist vernachlässigbar [Hall und
Bryden, 1982].
In Abhängigkeit von der Region liefern die einzelnen Komponenten einen unterschiedlichen
Beitrag zum absoluten meridionalen ozeanischen Wärmetransport. In Regionen mit einem fla
chen Randstrom dominiert bei quasi-direkten Berechnungen die barotrope Komponente, wie
z.B. bei Hall und Bryden [1982] und Lavin [1999], ebenso wie bei Friedrichs und Hall [1993],
die den ozeanischen Wärmetransport über die geographische Breite von 24.5°N bzw. von