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Lexikon der Geowissenschaften: Ozeanographie

Ozeanographie, oceanography (engl.), im östlichen Sprachgebrauch Ozeanologie; Wissenschaft, die die physikalischen Vorgänge im Meer behandelt. In Deutschland entwickelte sie sich geschichtlich aus der physischen Geographie. Neben der Beschreibung des Zustandes des Meerwassers durch die Zustandsgrößen Temperatur, Salzgehalt und Druck sind Hydrodynamik und Thermodynamik die wichtigsten Teilgebiete der Ozeanographie.

Grundlage für ozeanographische Arbeiten ist die Zustandsbeschreibung von Schichtung und Zirkulation. Sie begann 1853 mit der systematischen Aufzeichnung ozeanischer Oberflächenparameter durch die Handels- und Marineschiffe und der Sammlung und Auswertung dieser Daten in den hydrographischen Ämtern. Die Kenntnisse vom Zustand des Inneren des Ozeans wurde durch wissenschaftliche Expeditionen erworben, die mit der Weltreise des englischen Forschungsschiffes ›Challanger‹ (1872-76) ihren Anfang nahmen. Es folgte die systematische Aufnahme ganzer Ozeanräume, u.a. des Südatlantiks durch das deutsche Forschungsschiff ›Meteor‹ (1925-27) bzw. des Indischen Ozeans während der Internationalen Indischen Ozean Expedition (1959-65) mit über 40 Forschungsschiffen. Eine quasisynoptische Zustandserfassung des Weltmeeres wurde erstmals durch das internationale World Ocean Circulation Experiment (1990-98) erreicht.

Zum Verständnis über das Zustandekommen der vorgefundenen Schichtungs- und Zirkulationsverhältnisse und ihrer Veränderlichkeit sind Prozeßuntersuchungen nötig. Aufbauend auf grundlegenden hydrodynamischen und thermodynamischen Überlegungen zum Verhalten geschichteter Wassermassen in Meeresbecken auf der rotierenden Erde finden seit Beginn des 20. Jahrhunderts, zumeist in internationalem Rahmen, aufwendige Felduntersuchungen statt. Beispielhaft sind Untersuchungen zu internen Wellen, zum Auftrieb an ozeanischen Küsten, zu Wirbeln und Mäandern des Golfstromes, zu Konvektion und Overflow und zur Bildung von Tiefenwasser. Als herausragendes Ergebnis gilt das Verständnis von El Niño, der als Wechselwirkung zwischen Ozean und Atmosphäre im tropisch-subtropischen Pazifik zu starken, mehrjährigen Schwankungen im ostpazifischen, marinen Ökosystem und beim Witterungsverlauf im ost- und westpazifischen Raum führt.

Basierend auf der modernen Zustandsbeschreibung des Weltmeeres und dem Verständnis zahlreicher Prozesse im Meer liegt der gegenwärtige Schwerpunkt der ozeanographischen Arbeiten auf der Untersuchung der Rolle des Ozeans im Klimasystem. Hierbei gilt es, in aufwendigen numerischen Rechnungen das gekoppelte Verhalten von Ozean, Atmosphäre und Kryosphäre zu simulieren und mit vorliegenden bzw. zukünftig zu gewinnenden Beobachtungsergebnissen zu vergleichen. Fortschritte erfordern ein weiteres Wachstum an Rechnerkapazität und die Installation eines globalen Beobachtungsnetzes aus verankerten Sensoren für das Innere des Ozeans und satellitengetragenen Sensoren zur Fernerkundung der Meeresoberflächenveränderungen. [JM]

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