Ozeanografie: Meeresmassen schwanken im Zwei-Wochen-Takt
© NOAA (Ausschnitt)
Die gesamte Wassermasse der Ozeane unterliegt nicht nur einem ausgeprägten Jahresgang, sondern schwankt auch unregelmäßig in einem ein- bis zweiwöchigen Turnus. Das haben nun Forscher um Jürgen Kusche von der Universität Bonn mit Hilfe der Satellitenmission GRACE herausgefunden.
Die beiden Sonden – im Forscherjargon "Tom und Jerry" genannt – fliegen hintereinander auf der gleichen Umlaufbahn, wobei sich ihre Flughöhe je nach Anziehung durch die Erde etwas verändert. Über die unterschiedlichen Zeitspannen, die Signale zwischen den beiden Satelliten unterwegs sind, lassen sich Gravitation und beispielsweise Änderungen der Wassermassen an den überflogenen Örtlichkeiten ableiten. Zudem sorgt das Gewicht der Ozeane dafür, dass der Meeresboden nachgibt, weshalb wiederum GPS-Messstationen an Land um bis zu einem Zentimeter absinken und sich dabei um wenige Millimeter voneinander entfernen: Auch diese Bewegungen lassen Rückschlüsse auf das vorhandene Gewicht zu.
Laut der daraus folgenden Berechnungen entspricht dies im globalen Mittel einer Schwankung des Meeresspiegels um sieben bis acht Millimeter im Jahresverlauf, wobei er im Oktober ein Maximum erreicht: Er liegt dann um 7,4 Millimeter höher als am Ende des Winters auf der Nordhalbkugel, wenn noch viel Wasser im Form von Schnee und Eis an Land gebunden ist. Bis zum Herbst steigt er dann durch die Schmelze und abfließendes Regenwasser wieder an. Verglichen mit der gesamten durchschnittlichen Wassertiefe der Ozeane von 3750 Metern macht diese Schwankung allerdings nur 0,0002 Prozent aus. Bezogen auf die Wassermasse beträgt der Unterschied zwischen Minimum und Maximum rund drei Billiarden Kilogramm.
Neben den jahreszeitlichen Veränderungen bemerkten die Forscher auch kurzfristige Zu- und Abnahmen innerhalb von je ein bis zwei Wochen, die in den höheren Breiten am stärksten ausgeprägt sind. Auch hier spielten Verdunstung, Niederschläge und Gletscherschmelze beziehungsweise -zuwachs eine wichtige Rolle, so Kusche, doch könne man diese kurzzeitigen Entwicklungen noch nicht genau genug auftrennen. Deshalb bleibe vorerst noch unklar, was dieses Pulsieren in welchem Ausmaß beeinflusst. Der Bonner Forscher betont, dass es sich bei diesen Schwankungen des Meeresspiegels rein um Masseumverteilungen handelt. Veränderungen des Ozeanvolumens werden dagegen schon länger mit Hilfe anderer Messverfahren erhoben; die wärmebedingte Ausdehnung der Ozeane durch den Klimawandel soll nun durch Vergleich ermittelt werden. (dl)
Die beiden Sonden – im Forscherjargon "Tom und Jerry" genannt – fliegen hintereinander auf der gleichen Umlaufbahn, wobei sich ihre Flughöhe je nach Anziehung durch die Erde etwas verändert. Über die unterschiedlichen Zeitspannen, die Signale zwischen den beiden Satelliten unterwegs sind, lassen sich Gravitation und beispielsweise Änderungen der Wassermassen an den überflogenen Örtlichkeiten ableiten. Zudem sorgt das Gewicht der Ozeane dafür, dass der Meeresboden nachgibt, weshalb wiederum GPS-Messstationen an Land um bis zu einem Zentimeter absinken und sich dabei um wenige Millimeter voneinander entfernen: Auch diese Bewegungen lassen Rückschlüsse auf das vorhandene Gewicht zu.
Laut der daraus folgenden Berechnungen entspricht dies im globalen Mittel einer Schwankung des Meeresspiegels um sieben bis acht Millimeter im Jahresverlauf, wobei er im Oktober ein Maximum erreicht: Er liegt dann um 7,4 Millimeter höher als am Ende des Winters auf der Nordhalbkugel, wenn noch viel Wasser im Form von Schnee und Eis an Land gebunden ist. Bis zum Herbst steigt er dann durch die Schmelze und abfließendes Regenwasser wieder an. Verglichen mit der gesamten durchschnittlichen Wassertiefe der Ozeane von 3750 Metern macht diese Schwankung allerdings nur 0,0002 Prozent aus. Bezogen auf die Wassermasse beträgt der Unterschied zwischen Minimum und Maximum rund drei Billiarden Kilogramm.
Neben den jahreszeitlichen Veränderungen bemerkten die Forscher auch kurzfristige Zu- und Abnahmen innerhalb von je ein bis zwei Wochen, die in den höheren Breiten am stärksten ausgeprägt sind. Auch hier spielten Verdunstung, Niederschläge und Gletscherschmelze beziehungsweise -zuwachs eine wichtige Rolle, so Kusche, doch könne man diese kurzzeitigen Entwicklungen noch nicht genau genug auftrennen. Deshalb bleibe vorerst noch unklar, was dieses Pulsieren in welchem Ausmaß beeinflusst. Der Bonner Forscher betont, dass es sich bei diesen Schwankungen des Meeresspiegels rein um Masseumverteilungen handelt. Veränderungen des Ozeanvolumens werden dagegen schon länger mit Hilfe anderer Messverfahren erhoben; die wärmebedingte Ausdehnung der Ozeane durch den Klimawandel soll nun durch Vergleich ermittelt werden. (dl)
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