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Wie funktioniert unser Klimasystem? Der Ozean

Wie unser komplexes Klimasystem funktioniert, wird diesen Monat in der Rubrik Umwelt- & Klimaschutz im Alltag Thema sein. Um Umwelt und Klima zu schützen, ist es wichtig Zusammenhänge zu verstehen. Nur so ist nachzuvollziehen, welchen Einfluss (un-)bewusstes Handeln haben kann. Auf Grund der Komplexität des Klimasystems wird es zu diesem Thema mehrere Artikel in den kommenden Monaten geben.

Die Mechanismen innerhalb der Atmosphäre wurden bereits in einem extra Artikel erklärt. Neben Treibhauseffekt und Windsystemen sind auch der Energie- und Wärmeaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre sowie Ozeanzirkulationen sehr stark für unser Klima verantwortlich.

In den Ozeanen selbst bilden alle Meeresströmungen zusammen ein komplexes, zirkulierendes System. Es wird angetrieben durch Winde, die die Meeresoberfläche streifen, die Vermischung von Wassermassen und den Dichteunterschieden des Meerwassers, die sich aus unterschiedlichen Temperaturen und dem Salzgehalt ergeben. So entsteht eine Zirkulation von warmen Oberflächenströmungen und kalten Tiefenwasserströmungen. Der Golfstrom z. B. transportiert große Wärmemengen von den Tropen in den nördlichen Atlantik, wodurch in Nordwesteuropa ein gemäßigtes Klima entsteht. Die Zirkulation entsteht, indem das warme und salzreiche Wasser nach Norden strömt und im Nordatlantik seine Wärme an die kalte Atmosphäre abgibt. Das dadurch kälter und dichter (und somit schwerer) gewordene Meerwasser sinkt in die Tiefe und strömt zurück nach Süden. Der Windantrieb im südlichen Ozean und die Vermischung der Wassermassen im tiefen Ozean führen zum Auftrieb des Tiefenwassers, wodurch es im Süden wieder an die Oberfläche befördert wird und die Zirkulation von neuem beginnt.

Zwischen Ozean und Atmosphäre herrscht eine ständige Differenz des Energie- bzw. Wärmegehalts. Dadurch kommt es zu einem ständigen Energieaustausch von dem Medium mit mehr Energie zu dem mit weniger Energie. Dabei ist auch entscheidend, dass sich Wasser viel langsamer erwärmt, oder auch abkühlt, als Luft. Im Sommer sowie am Tag ist der Ozean kälter als die Atmosphäre, da sich diese durch Sonnenstrahlung schneller erwärmt. Wärme wird also von der Atmosphäre in den Ozean transportiert und wird dort gespeichert. Im Winter sowie in der Nacht kühlt die Atmosphäre schneller ab als die obere Schicht des Ozeans. Die große Menge noch gespeicherter Wärme im Ozean dämpft gleichzeitig das schnelle Abkühlen der unteren Atmosphärenschicht. Dadurch sind Landgebiete in Meeresnähe im Winter/in der Nacht eher wärmer und im Sommer/am Tag eher kühler als Gebiete im Landesinneren.

Auch die Landoberfläche erwärmt sich im Vergleich zu Wasser viel schneller. Im Sommer/am Tag erwärmt sich das Land und die darüber liegende Luft so stark, dass die warme Luft aufsteigt und vom Meer her kältere Luft nachströmt. Dadurch kommt es zu starken, so genannten auflandigen Winden. Im Winter/der Nacht kehrt sich der Effekt um. Das Wasser bleibt in seiner Temperatur relativ warm, wo hingegen sich die Landoberfläche stark abkühlt. Über dem Wasser steigt die warme Luft auf und vom Land her strömt kühlere Luft nach, es kommt zu ablandigen Winden.

In weiteren, zukünftigen Artikeln über das Klimasystem werden, neben der Bedeutung der Polarregionen, auch der menschliche Einfluss und die Veränderungen des Klimas erklärt.

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