Wie Meeresströmungen funktionieren

Meeresströmungen sind die vertikale oder horizontale Bewegung sowohl des Oberflächenwassers als auch des Tiefwassers in den Weltmeeren. Ströme bewegen sich normalerweise in eine bestimmte Richtung und tragen erheblich zur Zirkulation der Erdfeuchtigkeit, des daraus resultierenden Wetters und der Wasserverschmutzung bei.

Meeresströmungen sind auf der ganzen Welt verbreitet und variieren in Größe, Bedeutung und Stärke. Zu den bekannteren Strömungen zählen die kalifornischen und Humboldt-Strömungen im Pazifik, der Golfstrom und der Labradorstrom im Atlantik sowie der indische Monsunstrom im Indischen Ozean. Dies ist nur eine Auswahl der siebzehn Hauptoberflächenströme, die in den Weltmeeren zu finden sind.

Arten und Ursachen von Meeresströmungen

Zusätzlich zu ihrer unterschiedlichen Größe und Stärke unterscheiden sich die Meeresströmungen in ihrer Art. Sie können entweder Oberflächen- oder Tiefwasser sein.

Oberflächenströmungen sind solche, die in den oberen 400 Metern des Ozeans zu finden sind und etwa 10% des gesamten Wassers im Ozean ausmachen. Oberflächenströmungen werden hauptsächlich durch den Wind verursacht, da er Reibung erzeugt, wenn er sich über das Wasser bewegt. Diese Reibung zwingt das Wasser dann dazu, sich spiralförmig zu bewegen, wodurch Gyres entstehen. Auf der Nordhalbkugel bewegen sich Gyres im Uhrzeigersinn. Auf der südlichen Hemisphäre drehen sie sich gegen den Uhrzeigersinn. Die Geschwindigkeit der Oberflächenströmungen ist näher an der Meeresoberfläche am größten und nimmt etwa 100 Meter unter der Oberfläche ab.

Da Oberflächenströme über große Entfernungen fließen, spielt die Coriolis-Kraft auch eine Rolle in ihrer Bewegung und lenkt sie ab, was die Erzeugung ihres kreisförmigen Musters weiter unterstützt. Schließlich spielt die Schwerkraft eine Rolle bei der Bewegung von Oberflächenströmungen, da die Meeresoberfläche uneben ist. Hügel im Wasser bilden sich in Bereichen, in denen das Wasser auf Land trifft, in denen das Wasser wärmer ist oder in denen zwei Strömungen zusammenfließen. Die Schwerkraft drückt dieses Wasser dann auf die Hügel und erzeugt Strömungen.

Tiefwasserströmungen, auch als thermohaline Zirkulation bezeichnet, befinden sich unterhalb von 400 Metern und machen etwa 90% des Ozeans aus. Wie Oberflächenströme spielt auch die Schwerkraft eine Rolle bei der Erzeugung von Tiefenwasserströmungen, die jedoch hauptsächlich durch Dichteunterschiede im Wasser verursacht werden.

Dichteunterschiede sind eine Funktion von Temperatur und Salzgehalt. Warmes Wasser enthält weniger Salz als kaltes Wasser, ist also weniger dicht und steigt an der Oberfläche an, während kaltes, salzhaltiges Wasser absinkt. Wenn das warme Wasser steigt, wird das kalte Wasser gezwungen, durch das Aufsteigen aufzusteigen und die Lücke zu füllen, die das warme hinterlassen hat. Wenn das kalte Wasser steigt, verlässt es im Gegensatz dazu ebenfalls eine Leere und das aufsteigende warme Wasser wird durch das Abtauchen gezwungen, diesen leeren Raum abzusinken und zu füllen, wodurch eine thermohaline Zirkulation erzeugt wird.

Die thermohaline Zirkulation ist als Global Conveyor Belt bekannt, da die Zirkulation von warmem und kaltem Wasser als U-Boot-Fluss fungiert und Wasser durch den Ozean transportiert.

Schließlich wirken sich die Topographie des Meeresbodens und die Form der Meeresbecken sowohl auf die Oberflächen- als auch auf die Tiefenwasserströmungen aus, da sie Bereiche einschränken, in denen sich Wasser bewegen und in einen anderen "leiten" kann.

Die Bedeutung von Meeresströmungen

Da die Meeresströmungen weltweit Wasser zirkulieren, haben sie einen erheblichen Einfluss auf die Bewegung von Energie und Feuchtigkeit zwischen den Ozeanen und der Atmosphäre. Infolgedessen sind sie für das Wetter der Welt wichtig. Der Golfstrom zum Beispiel ist eine warme Strömung, die ihren Ursprung im Golf von Mexiko hat und sich nach Norden in Richtung Europa bewegt. Da es mit warmem Wasser gefüllt ist, sind die Meeresoberflächentemperaturen warm, was Orte wie Europa wärmer als andere Gebiete in ähnlichen Breiten hält.

Die Humboldt-Strömung ist ein weiteres Beispiel für eine Strömung, die das Wetter beeinflusst. Wenn diese kalte Strömung normalerweise vor der Küste Chiles und Perus auftritt, erzeugt sie extrem produktives Wasser und hält die Küste kühl und den Norden Chiles trocken. Wenn es jedoch gestört wird, verändert sich das Klima in Chile und es wird angenommen, dass El Niño eine Rolle bei seiner Störung spielt.

Wie die Bewegung von Energie und Feuchtigkeit können auch Ablagerungen durch Strömungen eingeschlossen und um die Welt bewegt werden. Dies kann von Menschenhand gemacht werden, was für die Bildung von Müllinseln oder natürlichen wie Eisbergen von Bedeutung ist. Der Labrador-Strom, der an den Küsten Neufundlands und Neuschottlands aus dem Nordpolarmeer nach Süden fließt, ist berühmt dafür, dass er Eisberge auf Schifffahrtswege im Nordatlantik befördert.

Strömungen spielen auch in der Navigation eine wichtige Rolle. Neben der Vermeidung von Müll und Eisbergen ist die Kenntnis der Strömungen für die Senkung der Versandkosten und des Kraftstoffverbrauchs von wesentlicher Bedeutung. Reedereien und sogar Segelregatten verwenden heutzutage häufig Strömungen, um die Zeit auf See zu verkürzen.

Schließlich sind Meeresströmungen wichtig für die Verteilung des Meereslebens auf der Welt. Viele Arten verlassen sich auf Strömungen, um sie von einem Ort zum anderen zu bewegen, sei es für die Zucht oder nur für die einfache Bewegung über große Gebiete.

Meeresströmungen als alternative Energie

Heute gewinnen auch Meeresströmungen als mögliche alternative Energieform an Bedeutung. Weil Wasser dicht ist, trägt es eine enorme Menge an Energie, die möglicherweise durch den Einsatz von Wasserturbinen aufgefangen und in eine nutzbare Form umgewandelt werden könnte. Derzeit ist dies eine experimentelle Technologie, die von den USA, Japan, China und einigen Ländern der Europäischen Union getestet wird.