M5 Wärme- und Salztransport

Thema

Der meridionale Wärme- und Salztransport durch die Ozeane ist ein grundlegendes Element des Klimasystems: Von der gesamten Wärme, die vom Äquator zu den Polen transportiert werden muss, um die Energiebilanz der Erde aufrechtzuerhalten, trägt der Ozean etwa die Hälfte, die Atmosphäre die andere Hälfte.

Im Nordatlantik erreicht dieser ozeanische Wärmetransport zu den Polen eine Leistung von fast 1,3 Billionen Watt, gemessen auf 26 Grad nördlicher Breite. Hauptantrieb ist die Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation (AMOC), die bereits beschrieben wurde. Genau diese Wärme, die im subpolaren Atlantik und in der Arktis wieder an die Atmosphäre abgegeben wird, sorgt dafür, dass Europa fünf bis zehn Grad Celsius wärmer ist als andere Kontinente auf demselben Breitengrad.

Dieser Wärmetransport lässt sich in drei verschiedene Mechanismen unterteilen: den Transport durch die mittlere Zirkulation, der für den größten Teil des Transports im Atlantik verantwortlich und direkt mit der AMOC verbunden ist; die beiden Hauptmechanismen sind die großen, windgetriebenen Wirbel mit einer signifikanten zonalen Komponente in den Tropen; und jene mesoskaliger Wirbel, die sowohl im Antarktischen Zirkumpolarstrom als auch im übrigen Südlichen Ozean vorherrschen.

Gerade im Antarktischen Zirkumpolarstrom, wo keine geschlossene Wirbelzirkulation existiert und die Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation nicht durchdringt, werden diese mesoskaligen Wirbel zum Hauptmechanismus für den Transport von Wärme und anderen Wassereigenschaften.

Das zu erwartende Verhalten dieses Gesamtsystems umfasst einen Netto-Wärmetransport zu den Polen in beiden Hemisphären mit einem Minimum am Äquator sowie eine deutliche Asymmetrie zwischen Nord und Süd: Der Atlantik transportiert Wärme in beiden Hemisphären nach Norden, anders als in den übrigen Ozeanen. Darüber hinaus ist im Zuge des Klimawandels, insbesondere im Nordatlantik, eine Abschwächung dieses meridionalen Wärmetransports zu beobachten, die mit der zu Beginn dieses Dokuments beschriebenen Abschwächung der meridionalen Umwälzzirkulation zusammenhängt.

Von der Rolle des Ozeans beim Transport der Hälfte der planetaren Wärme zu den Polen bis hin zur Abschwächung dieses Transports unter dem Einfluss des Klimawandels, einschließlich der mittelozeanischen Zirkulation, der windgetriebenen Wirbel und der mesoskaligen Wirbel, die sich diese Aufgabe je nach Region teilen, macht der meridionale Transport von Wärme und Salz den Ozean zu einem zweiten Klimamotor, der für die Aufrechterhaltung der Energieverteilung auf dem Planeten ebenso wichtig ist wie die Atmosphäre selbst.

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