Ozeanwärmegehalt – Wikipedia

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Im Meerwasser gespeicherte Wärmeenergie

In diesem Artikel geht es um die im Meerwasser gespeicherte Wärmeenergie. Für die physikalische Variable, die als Wärmegehalt einer Substanz (“H”) bekannt ist, siehe Enthalpie.

Globaler Wärmeinhalt in den obersten 2000 Metern des Ozeans, NOAA 2020

Schicht mit globalem Wärmeinhalt (0–700 m)
Diese Animation verwendet geowissenschaftliche Daten von verschiedenen Sensoren auf NASA-Erdbeobachtungssatelliten, um physikalische ozeanografische Parameter wie Meeresströmungen, Meereswinde, Meeresoberflächenhöhe und Meeresoberflächentemperatur zu messen. Diese Messungen können Wissenschaftlern helfen, die Auswirkungen des Ozeans auf Wetter und Klima zu verstehen. (in HD)
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In der Ozeanographie und Klimatologie, Ozeanwärmegehalt (OHC) ist ein Begriff für die vom Ozean absorbierte Energie, die als innere Energie oder Enthalpie gespeichert wird. Änderungen des Wärmegehalts des Ozeans spielen aufgrund der Wärmeausdehnung eine wichtige Rolle beim Anstieg des Meeresspiegels.

Die Erwärmung des Ozeans macht zwischen 1971 und 2010 90% der Energie aus der globalen Erwärmung aus.[1] Schätzungen zufolge breitet sich etwa ein Drittel dieser zusätzlichen Wärme bis in eine Tiefe unter 700 Metern aus.[2] Über die direkten Auswirkungen der Wärmeausdehnung hinaus trägt die Erwärmung des Ozeans zu einer erhöhten Eisschmelzrate in den Fjorden Grönlands bei [3] und antarktische Eisplatten.[4] Wärmere Ozeane sind auch für das Bleichen von Korallen verantwortlich.[5]

Definition und Messung[edit]

Die Flächendichte des Ozeanwärmegehalts zwischen zwei Tiefenstufen wird unter Verwendung eines bestimmten Integrals definiert:[6]

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H.=ρcp∫h2h1T.((z)dz{ displaystyle H = rho c_ {p} int _ {h2} ^ {h1} T (z) dz}

wo

ρ{ displaystyle rho}

ist Meerwasserdichte,

cp{ displaystyle c_ {p}}

ist die spezifische Wärme des Meerwassers, h2 ist die untere Tiefe, h1 ist die obere Tiefe und

T.((z){ displaystyle T (z)}

ist das Temperaturprofil. In SI-Einheiten

H.{ displaystyle H}

hat Einheiten von J · m−2. Die Integration dieser Dichte über ein Ozeanbecken oder den gesamten Ozean ergibt den gesamten Wärmegehalt, wie in der Abbildung rechts angegeben. Somit ist der Gesamtwärmegehalt das Produkt aus der Dichte, der spezifischen Wärmekapazität und dem Volumenintegral der Temperatur über dem dreidimensionalen Bereich des betreffenden Ozeans.

Der Wärmegehalt des Ozeans kann mithilfe von Temperaturmessungen geschätzt werden, die mit einer Nansen-Flasche, einem ARGO-Schwimmer oder einer ozeanischen akustischen Tomographie durchgeführt wurden. Das World Ocean Database Project ist die größte Datenbank für Temperaturprofile aus allen Weltmeeren.

Der Wärmegehalt des oberen Ozeans in den meisten Regionen des Nordatlantiks wird von der Konvergenz des Wärmetransports (einem Ort, an dem sich die Meeresströmungen treffen) dominiert, ohne dass sich die Temperatur- und Salzgehaltbeziehung stark ändert.[7]

Kürzliche Änderungen[edit]

Mehrere Studien in den letzten Jahren haben einen multidekadischen Anstieg der OHC in den Regionen des tiefen und oberen Ozeans festgestellt und die Wärmeaufnahme der anthropogenen Erwärmung zugeschrieben.[8] Studien basierend auf ARGO weisen darauf hin, dass Winde an der Meeresoberfläche, insbesondere die subtropischen Passatwinde im Pazifik, die vertikale Verteilung der Ozeanwärme verändern.[9] Dies führt zu Veränderungen der Meeresströmungen und zu einer Zunahme des subtropischen Umkippens, was auch mit dem Phänomen El Niño und La Niña zusammenhängt. Abhängig von stochastischen natürlichen Variabilitätsschwankungen wird während der La Niña-Jahre etwa 30% mehr Wärme von der oberen Ozeanschicht in den tieferen Ozean transportiert. Modellstudien zeigen, dass Meeresströmungen während der La Niña-Jahre nach Änderungen der Windzirkulation mehr Wärme in tiefere Schichten transportieren.[10][11] Jahre mit erhöhter Wärmeaufnahme des Ozeans waren mit negativen Phasen der interdekadalen pazifischen Schwingung (IPO) verbunden.[12] Dies ist von besonderem Interesse für Klimaforscher, die die Daten zur Schätzung der Wärmeaufnahme des Ozeans.

Eine Studie aus dem Jahr 2015 kam zu dem Schluss, dass der Anstieg des Wärmegehalts der Ozeane durch den Pazifischen Ozean durch eine abrupte Verteilung von OHC in den Indischen Ozean kompensiert wurde.[13]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ IPCC AR5 WG1 (2013). “Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger” (PDF). www.climatechange2013.org. Abgerufen 15. Juli 2016.
  2. ^ “Studie: Tiefsee-Wasser, das einen riesigen Wärmespeicher einfängt”. Climate Central. 2016.
  3. ^ Church, JA (2013). “Meeresspiegeländerung”. Im Zwischenstaatlichen Gremium für Klimawandel (Hrsg.). Meeresspiegeländerung, S. 1137-1216. Klimawandel 2013 – Die physikalisch-wissenschaftliche Grundlage: Beitrag der Arbeitsgruppe I zum fünften Bewertungsbericht des Zwischenstaatlichen Gremiums für Klimawandel. S. 1137–1216. doi:10.1017 / cbo9781107415324.026. ISBN 9781107415324. Abgerufen 05.02.2019.
  4. ^ Jenkins, Adrian; et al. (2016). “Decadal Ocean Forcing und Antarctic Ice Sheet Response: Lehren aus der Amundsensee | Ozeanographie”. tos.org. Abgerufen 05.02.2019.
  5. ^ “The Great Barrier Reef: eine Katastrophe”. Der Wächter. 6. Juni 2016.
  6. ^ Dijkstra, Henk A. (2008). Dynamische Ozeanographie (([Corr. 2nd print.] ed.). Berlin: Springer Verlag. p. 276. ISBN 9783540763758.
  7. ^ Sirpa Häkkinen, Peter B. Rhines und Denise L. Worthen (2015). “Variabilität des Wärmegehalts im Nordatlantik bei Ozean-Reanalysen”. Geophys Res Lett. 42 (8): 2901–2909. Bibcode:2015GeoRL..42.2901H. doi:10.1002 / 2015GL063299. PMC 4681455. PMID 26709321.CS1-Wartung: Verwendet den Autorenparameter (Link)
  8. ^ Abraham; et al. (2013). “Ein Überblick über die globalen Beobachtungen der Meerestemperatur: Auswirkungen auf Schätzungen des Wärmegehalts des Ozeans und den Klimawandel”. Bewertungen der Geophysik. 51 (3): 450–483. Bibcode:2013RvGeo..51..450A. CiteSeerX 10.1.1.594.3698. doi:10.1002 / rog.20022.
  9. ^ Balmaseda, Trenberth & Källén (2013). “Markante Klimasignale bei der erneuten Analyse des globalen Wärmegehalts des Ozeans”. Geophysikalische Forschungsbriefe. 40 (9): 1754–1759. Bibcode:2013GeoRL..40.1754B. doi:10.1002 / grl.50382.Aufsatz Archiviert 2015-02-13 an der Wayback-Maschine
  10. ^ Meehl; et al. (2011). “Modellbasierter Nachweis der Wärmeaufnahme in der Tiefsee während der Unterbrechung der Oberflächentemperatur”. Natur Klimawandel. 1 (7): 360–364. Bibcode:2011NatCC … 1..360M. doi:10.1038 / nclimate1229.
  11. ^ Rob Painting (2. Oktober 2011). “Der tiefe Ozean erwärmt sich, wenn die globalen Oberflächentemperaturen ins Stocken geraten”. SkepticalScience.com. Abgerufen 15. Juli 2016.
  12. ^ Rob Painting (24. Juni 2013). “Ein sich abzeichnender Klimawandel: Wird die Hitze des Ozeans zurückkommen, um uns zu verfolgen?”. SkepticalScience.com. Abgerufen 15. Juli 2016.
  13. ^ Sang-Ki Lee, Wonsun Park, Molly O. Baringer, Arnold L. Gordon, Bruce Huber und Yanyun Liu (18. Mai 2015). “Pazifischer Ursprung des plötzlichen Anstiegs des Wärmegehalts im Indischen Ozean während der Erwärmungspause” (PDF). Naturgeowissenschaften. 8 (6): 445–449. Bibcode:2015NatGe … 8..445L. doi:10.1038 / ngeo2438.CS1-Wartung: Verwendet den Autorenparameter (Link)

Externe Links[edit]

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