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Online-Nachschlagewerk zur Meeresforschung
Herausgeber: Dr. D. Völker

Das Klima und das Meer

Autor: Dr. David Voelker

Die feste Erde, die Ozeane und die Atmosphäre bilden ein System, das von der Sonne Energie zugeführt bekommt und diese im Mittel im selben Maß wieder in das All abgibt.

Die Energiemenge die von der Sonne auf die Erdoberfläche und in die Atmosphäre eingestrahlt wird ist (wie jeder aus Erfahrung weiß) nicht gleichmäßig über die Erdoberfläche verteilt: der Äquator so zur Sonne orientiert, dass er im Mittel am meisten Sonnenenergie empfängt, die Pole empfangen im Mittel am wenigsten. Diese Unterschiede treiben Konvektionsbewegungen der Atmosphäre und der Ozeane an, deren Resultat wiederum eine Umverteilung von Energie auf dem Planeten ist.

Da die Wärmeleitfähigkeit der festen Erde ist sehr gering ist, erfolgt so gut wie der gesamte Transport von Wärme von niedrigen zu hohen Breiten durch Meeresströmungen und den Transport von Luftmassen und Wasserdampf in der Atmosphäre. Die Ozeane nehmen aufgrund ihrer Fläche (71% der Gesamtfläche der Erde) den größten Teil der eingestrahlten Sonnenenergie auf. Gleichzeitig bedingt die hohe Wärmekapazität von Wasser die Speicherung grosser Energiemengen in den Ozeanen. Wie die vertikale Temperaturverteilung der Ozeane zeigt, wird der grösste Teil der Energie in den obersten 100 m der Wassersäule gespeichert.

Für den Wärmetransport sind daher vor allem die Oberflächenströmungen der Ozeane wichtig, weil sie relativ schnell Wasser (und damit Energie) transportieren können (Rahmstorf, 2002). Die Wärmespeicherung wird im Jahresverlauf der Temperatur über Ozean und Kontinent in mittlerer Breite besonders deutlich: Über Ozean und Küstengebieten beträgt die mittlere Schwankung der jahreszeitlichen Temperaturen etwa 8°C, über Kontinenten um 30°C (kontinentales Klima versus Meeresklima). Damit sind Meeresströmungen ein wesentlicher Baustein im globalen Wärmehaushalt.

Zwei Beispiele: mittlere monatliche Temperaturen in Bremen, Berlin, Vigo und Madrid.

Ein zweiter effektiver Transportmechanismus für Energie ist das Verdunsten von Wasser an der Meeresoberfläche und der latitudinale Transport (d.h. Transport nach Nord oder Süd) der Feuchtigkeit mit dem Wind. Um 1l Wasser zu verdunsten werden 600 Kalorien benötigt. Diese Energie wird bei der Kondensation zu Regen an einem anderem -möglicherweise weit entfernten - Ort freigesetzt. Man spricht von latenter Wärme (latent heat).

Ein dritter, direkter Einflussfaktor der Ozeane auf das Klima ist die Bildung von Meereis. Durch die Eisbedeckung grosser Flächen lässt sich der Wärmeaustausch zwischen Atmosphäre und Ozeanen sehr effektiv unterbinden.

Zusammenfassend lässt sich sagen dass die Ozeane als Wärmespeicher fungieren. Unterschiede in der Energiemenge, welche unterschiedliche geografische Regionen der Erde von der Sonne erhalten treiben Meeresströmungen an, die grosse Energiemengen über die Breitengrade verschieben. Die prinzipielle Tendenz dieses Energietransports ist ein Ausgleich der von der Sonneneinstrahlung bewirkten Temperaturunterschiede auf der Erdoberfläche.

Zu diesem direkten Einfluss der Ozeane auf die Verteilung von Wärmeenergie auf der Erde kommt die Rolle der Ozeane bei der Speicherung von klimawirksamen Gasen.