Golfstrom
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Der Golfstrom ist eine warme, rasch fließende Meeresströmung im Atlantik. Durch seinen Wärmetransport wirkt er wie eine große Heizung, dank welcher große Teile West- und Nordeuropas, wie Irland, Großbritannien und Skandinavien, ein wärmeres Klima aufweisen, als aufgrund ihrer geographischen Breite zu erwarten wäre.
Der Golfstrom ist Teil eines globalen, maritimen Strömungssystems, des globalen Förderbands.
Der Golfstrom befördert pro Sekunde bis zu 1,5 ⋅ 108 Kubikmeter Wasser (150 sv), mehr als 100-mal so viel wie alle Flüsse auf der Welt zusammen. Er transportiert etwa 1 Petawatt Leistung. Dies entspricht der Leistung von ungefähr einer Million Kernkraftwerken.
Der Name Golfstrom wurde von Benjamin Franklin geprägt und bezieht sich auf den Golf von Mexiko. Früher wurde er auch Floridastrom genannt, auf den Karten des 16. und 17. Jahrhunderts heißt er Canal de Bahama.
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[Bearbeiten] Verlauf
Im Golf von Mexiko hat er viel Wärme aufgetankt und bewegt sich nun als Floridastrom an der Küste Nordamerikas weiter. Der Golfstrom entsteht aus der Vereinigung von Floridastrom und Antillenstrom nördlich der Bahamasinseln. Er ist Teil der westlichen Randströmung, angetrieben durch das globale Windsystem; ebenso ist er Teil des globalen Förderbandes, angetrieben durch die globale thermohaline Zirkulation. Er verläuft zunächst als bis zu 50 km breites Band entlang der Küste Nordamerikas. In der Nähe von Kap Hatteras, North Carolina, löst sich der Golfstrom nun von der Küste als Strahlstrom und fließt östlich in das nordamerikanische Becken in den offenen Atlantik. Der Strom wird durch die Ostwendung instabil, er mäandriert und Ringe lösen sich vom Golfstrom. Etwa 1500 km später verliert sich die Strahlwirkung. Vor der Küste Neufundlands trifft er mit dem kalten Labradorstrom zusammen und vereinigt sich mit diesem teilweise. Die Verlängerung des Golfstroms nach Europa wird Nordatlantikdrift genannt, die oft zusammen mit der eigentlichen Meeresströmung als Golfstrom bezeichnet wird. Dabei verzweigt er sich und bildet Äste aus, von denen einer entlang der Küste Norwegens bis nach Spitzbergen verfolgt werden kann. Die komplizierten Benennungen können vermieden werden, indem man von Golfstromsystem spricht; dies ist, was im Volksmund, nicht jedoch in der Ozeanographie, unter dem Golfstrom verstanden wird.
Der Golfstrom ist mit 150 Sv und einer Geschwindigkeit von bis zu 2,5 m/s eine der stärksten Meeresströmungen überhaupt.
[Bearbeiten] Entstehung
Bei der Entstehung des Golfstroms arbeiten mehrere Kräfte zusammen. Zum einen spielt die atmosphärische Zirkulation und die nach Norden zunehmende Wirkung der Corioliskraft auf die Wasserbewegung eine Rolle (Henry Stommel, 1948). Zum anderen ist er Teil des globalen Förderbandes, angetrieben durch Dichteunterschiede durch Temperatur und Salzgehalt sowie Tiefenkonvektion. Seinen Namen hat er irrtümlicherweise vom Golf von Mexiko. Der eigentliche Golfstrom wird die Meeresströmung zwischen Kap Hatteras etwa 1520 km später im Atlantik. Seine Ursprünge sind im Floridastrom, der wiederum vom Südäquatorialstrom kommend den Golf von Mexiko durch die Meerenge zwischen Kuba und Yukatán betritt. Hier befindet sich nur ein schmaler Durchgang, so dass das Wasser wie durch eine Düse gepresst wird. Diese Strömung durchläuft danach den Golf im Uhrzeigersinn und wird dann durch eine noch engere Passage zwischen Kuba und Florida in den Atlantik zurückgepresst.
Auf seinem Weg über den Atlantik spalten sich Teile ab und fließen zurück in südlichen oder westlichen Richtungen. Die transportierte Wassermasse verringert sich durch diese Teilung der Strömung und verliert durch Verdunstung auch an Wärme. Dennoch bringt diese Strömung noch genügend Energie nach West- und Nordeuropa, um dort für ein – verglichen mit anderen nördlichen Breiten wie z.B. Kanada – ungewöhnlich mildes Klima zu sorgen.
[Bearbeiten] Passatwinde
Der im tropischen Atlantik herrschende Passatwind treibt große Mengen warmen Wassers aus dem offenen Atlantik nach Westen. Die Küste von Nordamerika wirkt wie eine Staumauer und lässt das Wasser entlang der Küste nach Norden abfließen.
[Bearbeiten] Ablenkung durch Labradorstrom und Corioliskraft
Neben dem Zusammentreffen mit dem Labradorstrom sorgt die Corioliskraft dafür, dass die nach Norden fließenden Wassermassen in Richtung Europa abgelenkt werden.
[Bearbeiten] Thermohaline Zirkulation
Ein mindestens ebenso wichtiger Motor des globalen Wärmeaustauschbandes, auch als globales Förderband bezeichnet, bzw. dieser atlantischen Zirkulation liegt am nördlichen Ende der Schleife. Das von reinem Wasser bekannte Dichtemaximum liegt bei 4,025 °C, verschiebt sich allerdings mit zunehmendem Salzgehalt zu tieferen Temperaturen. Dieses dichtere, kalte und salzreiche Wasser sinkt ab und zieht das wärmere Wasser nach Norden. Auf seiner Reise nach Norden verdunsten Teile des vom Golfstrom transportierten warmen Wassers (Evaporation). Dadurch wird der Salzgehalt, die Salinität des Wassers im Golfstrom erhöht, wodurch das Wasser im Nordatlantik schwerer wird als das umgebende Wasser und daher zu sinken beginnt. Dort wird die Nordatlantikdrift Teil des Nordatlantik-Tiefenwassers, einer südwärts gerichteten Meeresströmung.
[Bearbeiten] Wirkung
Bedenkt man, dass nördlich des 50. Breitenkreises in Kanada ein ausgesprochen kaltes Klima herrscht, bei dem nur Moose und Flechten gedeihen, und in dieser Tundra nur kälteresistente Tiere wie Karibus leben, sieht es in Europa deutlich anders aus. Der Golfstrom beschert Mitteleuropa Laubwälder und saftige Wiesen, gute Bedingungen für Ackerbau und Viehzucht, und in den besonders nahe am Golfstrom liegenden Gebieten bewirkt er ganz besondere Möglichkeiten: In Cornwall und speziell auf den Scilly-Inseln wachsen denn auch Pflanzen, die sonst nur in wesentlich wärmeren Klimazonen heimisch sind. Palmen können dort die sonst harten Nord-Winter überleben. Der Logan Botanic Garden in Schottland profitiert stark vom Golfstrom: Einzelne Exemplare des Mammutblatts (Gunnera manicata) sind über 3 Meter hoch gewachsen.
[Bearbeiten] Veränderungen durch Globale Erwärmung
Im Zusammenhang mit dem aktuellen Phänomen der globalen Klimaerwärmung haben Wissenschaftler die Befürchtung geäußert, dass der oben unter Thermohaliner Zirkulation beschriebene Absinkmechanismus in den nächsten 20-100 Jahren aus dem Gleichgewicht kommen könnte. Süßwasser, das durch die Erwärmung von der arktischen Polkappe abschmilzt, könnte den Golfstrom abschwächen, da die Dichte des Wassers durch den Süßwassereintrag verringert wird, und es nicht mehr tief absinkt. Das Resultat wäre eine Abschwächung und möglicherweise Verlagerung des Golfstromes (oder zumindest der Nordatlantikdrift), was einen Klimawechsel in Nordeuropa zur Folge hätte, mit signifikanten Konsequenzen. Ohne die globale Erwärmung würde sich eine maximale Reduktion der durchschnittlichen Temperatur in Europa um 5 Grad Celsius einstellen, die der zu erwartenden globalen Erwärmung lokal (in Europa) entgegenwirken würde. Ob bzw. ab wann sich die beiden Effekte gegenseitig aufheben würden, ist nur schwer vorhersagbar; denkbar ist, dass die Temperaturen in Europa zunächst leicht ansteigen würden, um dann dauerhaft um bis zu 5 Grad unter die heutigen Werte abzufallen (s. [1]).
Erkenntnisse aus Sediment- und Eisbohrkernen deuten darauf hin, dass sich vergleichbare Ereignisse in der Vergangenheit schon mehrmals abgespielt haben. Dieses Szenario diente als Grundlage für den Katastrophenfilm The Day After Tomorrow, der die Auswirkungen eines Zusammenbrechens des Golfstroms dramatisiert. Allerdings weisen Wissenschaftler darauf hin, dass eine solche Veränderung in der Realität mindestens mehrere Jahrzehnte dauern würde, nicht wenige Tage, wie im Film dargestellt, und in einem durch Treibhausgase ausgelösten Abschmelzen der Polkappen nicht realistisch ist.
[Bearbeiten] Strömungsverhalten: Aktuelle Erkenntnisse
- Dez. 2005: Abschwächung des Golfstroms festgestellt
Durch 5 Messungen in den Jahren 1957 bis 2004 längs eines Ost-West Profils quer über den Atlantik bei 25 °N wurde bei der letzten Messung festgestellt, dass die mittlere Umwälzgeschwindigkeit um etwa 30% abgenommen hat gegenüber einer Vergleichsmessung aus dem Jahre 1957. Ob eine Abschwächung weiter im Norden vorhanden ist, lässt sich aus diesen Messungen nicht ableiten. Der beobachtete Wert ergibt sich aus einer Abnahme der südwärts gerichteten Tiefenströmung von kaltem Wasser um 50% (von 14.8 auf 6.9 Sv), und einer Zunahme der Südwärtsströmung von flachem, warmem, oberflächennahem Wasser (von 12.7 auf 22.8 Sv) (welches dann nicht mehr der Nordströmung weiter im nördlichen Teil des Golfstromes zur Verfügung steht). Die Unsicherheiten dieser Werte sind allerdings mit plus minus 6 Sv noch recht groß und liegen damit nur knapp unter den Werten selbst. Einzelheiten sind in einem Nature-Artikel von H. Bryden et al. (2005) nachzulesen. Die hier postulierte Änderung ist allerdings nicht konsistent mit Modellsimulationen und direkten Strömungsmessungen entlang der Küste von Neufundland und den bei einer Abschwächung zu erwartenden Änderung der Meeresoberflächentemperatur. Eine beckenweite Bewertung der Stärke der Thermohalinen Zirkulation und damit des Golfstroms durch Experten steht noch aus.
- April 2006: Sibirische Ströme führen immer mehr Wasser
Jessie Cherry u. a. Wissenschaftler der Universität von Alaska, Fairbanks (USA), analysierten Daten über Schneehöhe, Niederschläge, Temperaturen und Wassermengen im mehr als eine Million Quadratkilometer umfassenden Einzugsgebiet des Flusses Lena in Ostsibirien. Gemäß einer Darstellung im Online-Dienst der Zeitschrift Nature [2] kommen sie zu dem Ergebnis, dass der Lena, ähnlich wie die bereits untersuchten und weiter westlich gelegenen Flüsse Ob und Jenissei, inzwischen etwa 10 Prozent mehr Wasser in das Nördliche Polarmeer entlassen als in den Jahren zuvor. Dies wird von Cherry et.al. in Verbindung gebracht mit dem allmählichen Auftauen des Permafrostbodens in Nord-Sibirien auf Grund der globalen Erwärmung. Es wird angenommen, dass durch den Zustrom größerer Mengen Süßwassers in das Polarmeer der Salzgehalt auch des Nordatlantik vermindert wird, was sich direkt auf die Kraft des Golfstromes und damit auf das Klima in Europa auswirken könnte.
- Nov. 2006: Abschwächung kleiner als vermutet
Die vermutete Abschwächung wurde inzwischen durch weitere Ergebnisse (vorgetragen bei einer Konferenz Ende Oktober 2006 in Birmingham) von Prof. Bryden bestätigt, jedoch nicht in dem vermuteten Maße. Insbesondere sind die Messungen (mithilfe ausgesetzter Sonden) noch zu ungenau, um von einem klaren Trend sprechen zu können. Im November 2004 soll es zwar während zehn Tagen zu einem völligen Stopp eines Teils der Strömung gekommen sein, aber auch diese gemessene Veränderung liegt noch innerhalb der Fehlerrate der Messgeräte.[1][2]
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Literatur
- Stommel, Henry (1958): The Gulf Stream : A Physical and Dynamical Description. University of California Press, Berkeley, Cambridge University Press, London, 1958; 2nd ed. 1965
[Bearbeiten] Weblinks
- Max-Planck-Institut für Meteorologie: Golfstrom
- Golfstrom: Hintergrund, Aktuelles, Infografiken, Unterrichtsmaterialien, Presseartikel: "Agenda 21 Treffpunkt" im Bildungsserver learn:line NRW
- www.wissenschaft.de: Golfstromsystem wird nicht schwächer
[Bearbeiten] Referenzen
- Stommel, Henry (1948): The westward intensification of wind-driven ocean currents. Trans. Am. Geophys. Union 29:202-206
- Corona Magazine Ausgabe 124: Wissenschaft (Leistung)
- Bryden, H. L., H. R. Longworth, S. A. Cunningham, 2005: Slowing of the Atlantic meridional overturning circulation at 25°N. Nature, Vol. 438, 1. Dec, 2005
