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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  berücksichtigt ­
  die  vertikale  Verlagerung  neutraler  Flächen  aufgrund  geänderter  Subduktionsraten  einer
Wassermasse.  Unterhalb  der  oberflächennahen  Schicht  manifestiert  sich  eine  vertikale  Verlagerung ­
  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  Temperaturzunahme ­
  bei  konstantem  Salzgehalt  entlang  von  Isobaren  und  in  einer  Temperaturais ­
  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  Temperatur ­
  entlang  von  Isobaren.  Die  Änderungen  entlang  neutraler  Flächen  rufen,  wie  auch  bei
einer  subduzierten  Erwärmung,  eine  Temperatur-  und  Salzgehaltsabnahme  entlang  neutraler ­
  Flächen  im  Ozeaninneren  hervor.  Den  ersten  Prozess  bezeichnen  Bindoff  und  McDougall
  [1994]  als  “pure  warming”  (reine  Erwärmung),  den  zweiten  als  “pure  freshening”  (reine
Aussiißung).  Beide  Prozesse  spiegeln  die  Modifikation  der  thermohalinen  Charakteristika  entlang ­
  neutraler  Flächen  wider,  wobei  die  Subduktionsrate  einer  Wassermasse  in  das  Ozeaninnere ­
  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  Isothermen ­
  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  Meeresspiegels ­
  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  neutraler ­
  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  Molinari ­
  [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  niederfrequente ­
  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  vernachlässigbar ­
  ist.  Das  Temperaturfeld  des  oberen  Kilometers  des  Seegebiets  zwischen  dem
Englischen  Kanal  und  den  Neufundlandbänken  und  dessen  saisonale  Variabilität  wird  gesondert ­
  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-