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Kapitel 4: Niederfrequente Variabilität entlang WOCE/A2
sches zwischen Ozean und Atmosphäre, die zweite die Reaktion des Ozeans auf Änderungen
der Differenz zwischen Niederschlag und Verdunstung. Die dritte Komponente berücksich
tigt die vertikale Verlagerung neutraler Flächen aufgrund geänderter Subduktionsraten einer
Wassermasse. Unterhalb der oberflächennahen Schicht manifestiert sich eine vertikale Verla
gerung von Isopyknen hauptsächlich in der Reaktion auf Variationen des curl 2 r, wodurch z.B.
Rossby-Wellen forciert werden (für Details und die Definition der “Subduktionsrate” siehe
Abbildung 4.1).
Eine positive Änderung des Wärmeaustausches zwischen Ozean und Atmosphäre ruft eine
Erwärmung bzw. einen Auftriebsgewinn in der oberflächennahen Schicht des Ozeans hervor.
Die anschließende Subduktion dieser Erwärmung in das Ozeaninnere äußert sich in einer Tem
peraturzunahme bei konstantem Salzgehalt entlang von Isobaren und in einer Temperatur
ais auch Salzgehaltsabnahme entlang neutraler Flächen. Eine subduzierte positive Differenz
zwischen Niederschlag und Verdunstung entspricht ebenfalls einem Auftriebsgewinn in der
oberflächennahen Schicht und äußert sich in einer Salzgehaltsabnahme bei konstanter Tem
peratur entlang von Isobaren. Die Änderungen entlang neutraler Flächen rufen, wie auch bei
einer subduzierten Erwärmung, eine Temperatur- und Salzgehaltsabnahme entlang neutra
ler Flächen im Ozeaninneren hervor. Den ersten Prozess bezeichnen Bindoff und McDou-
gall [1994] als “pure warming” (reine Erwärmung), den zweiten als “pure freshening” (reine
Aussiißung). Beide Prozesse spiegeln die Modifikation der thermohalinen Charakteristika ent
lang neutraler Flächen wider, wobei die Subduktionsrate einer Wassermasse in das Ozeanin
nere unverändert bleibt. Kommt es dagegen zu einer dynamischen Änderung, einer Änderung
des curl 2 f oder ändert sich die Subduktionsrate, ruft dies eine vertikale Verlagerung der Iso
thermen und Isohaiinen hervor, ohne dass sich die eigentlichen thermohalinen Charakteristika
der Wassermasse ändern. Diesen Prozess bezeichnen Bindoff und McDougall [1994] als “pure
heave” (reine Anhebung). Der relative Beitrag eines jeden Prozesses zur Änderung des Mee
resspiegels lässt sich in dem Modell von Bindoff und McDoxigall [1994] demnach ausdrücken
als lineare Relation zwischen der Änderung der potentiellen Temperatur und des Salzgehalts
in zwei verschiedenen Koordinatensystemen: entlang von Isobaren und entlang Flächen neu
traler Dichte. Die Annahmen des Modells sind eher kinematisch als dynamisch, haben aber
den Vorteil, dass beobachtete zeitliche Änderungen der potentiellen Temperatur und des
Salzgehalts relativ einfach als mögliche Reaktion des Ozeans auf geänderte atmosphärische
Antriebsbedingungen an der Wasseroberfläche verstanden werden können. Im Nordatlantik
wurde die Methodik bisher von Levitus [1989], Bryden et al. [1996] und Vaughan und Moli
nari [1997] eingesetzt, um die lineare Relation der thermohalinen Änderungen entlang von
Isobaren und der entlang neutraler Flächen, auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen
Skalen, zu erklären und zu quantifizieren.
Zur Interpretation der Differenzen der thermohalinen Struktur des WOCE-Schnitts A2 wird
die Wassersäule in vier Intervalle der neutralen Dichte eingeteilt. Um das niederfrequen
te Signal der thermohalinen Struktur aufzulösen, beschränken sich die Dichteintervalle auf
die Wassermassen unterhalb der permanenten Thermokline. Sie isoliert die Wassermassen
von direkten Einflüssen an der Ozeanoberfläche, so dass deren saisonale Variabilität ver
nachlässigbar ist. Das Temperaturfeld des oberen Kilometers des Seegebiets zwischen dem
Englischen Kanal und den Neufundlandbänken und dessen saisonale Variabilität wird geson
dert behandelt [Sy und Stolley, pers. Mitteilung); in diesem Seegebiet werden seit Mai 1989
XBT-Messungen durchgeführt mit einer zeitlichen Auflösung von 4 bis 10 Wochen, einer
räumlichen von 25 bis 40 sm und einer erreichten Tiefe von 800 bis 1200 m. Die hohe raum-