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Prozesse der Meere

Skripte
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In Kinderbildern ist das Meer meistens blau und es schwimmen Fische darin herum. Die Weltmeere haben allerdings bedeutendere Eigenschaften und es laufen viele Prozesse in ihnen ab. Wie Wellen entstehen, die Weltmeere miteinander verbunden sind und wie die Gezeiten ablaufen, erklären wir dir in diesem Skript.

Wellen

Unter Meereswellen versteht man die schwingenden Bewegungen des Meerwassers. Die Wasserteilchen werden durch Wind und, in seltenen Fällen, auch durch Seebeben, in kreisende und schwingende Bewegungen versetzt, die sich auf ihre Umgebung auswirken. Die in Bewegung gesetzte Wasseroberfläche weitet sich aus. Mit steigender Wellenlänge verändert sich der Einfluss der Schwerkraft. Am wichtigsten für die Ausbreitung von Wellen ist der Wind. Wenn der Wind über das Meer weht, entsteht durch die Reibung Wellen. Die Wellen werden größer, desto länger und stärker der Wind weht und je größer die Fläche ist, über die der Wind weht. Die Fläche, die dem Wind ausgesetzt ist, wird Windwirklänge oder Fetch genannt.
Verlassen die Wellen ihr Entstehungsgebiet, ändert sich ihr Charakter. Kurze und raue Wellen verschwinden und übrig bleiben relativ glatte und lange Wellen. Diese Wellen (Dünungswellen) können weite Strecken auf den Ozeanen wandern.

Das Wellenbrechen

Trifft die Dünung auf flaches Wasser, bremst der Meeresboden sie ab. Bei einem langsam ansteigenden Ufer, verringert sich mit der geringer werdenden Wassertiefe die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellenfront. Die nachdrängenden Wellen schieben die Wellenberge insgesamt höher und steiler auf, bis die Wellen schließlich brechen.
Die nachfolgenden Wellen überrollen die Wellenfront, bis auch sie abgebremst werden. Die Wellenlänge nimmt ab, als Folge der Energieerhaltung vergrößert sich die Wellenhöhe, wie du in Abbildung 1 sehen kannst, bis das Wellenbrechen eintritt.
Hydrosphäre: Prozesse der Meere
Abb. 1: Wellen am Pazifik kurz vor dem Wellenbrechen
Hydrosphäre: Prozesse der Meere
Abb. 1: Wellen am Pazifik kurz vor dem Wellenbrechen

Thermohaline Zirkulation

Der Begriff Thermohaline Zirkulation steht für die Kombination von Meeresströmungen, die vier der fünf Ozeane in einem weltumspannenden Kreislauf miteinander verbindet. Da vor allem die Temperatur und der Salzgehalt des Wassers, dessen Dichte und damit seine Fließgeschwindigkeit beeinflusst, setzt sich das Wort "Thermohaline" aus den griechischen Wörtern für Temperatur (thermo) und Salz (hal) zusammen.
Desto niedriger die Wassertemperatur, desto höher ist die Dichte des Wassers. Allerdings sinkt die Dichte bei einem steigenden Salzgehalt. Bereits bei geringen Dichteunterschieden kommt es zu Salzausgleichsströmungen.
Als Beispiel dient der Wasseraustausch zwischen Atlantik und Mittelmeer. Während leichtes Wasser mit geringerer Salinität einen oberflächlichen Einstrom in das Mittelmeer vollzieht, fließt ein ständiger Ausstrom von schwerem, salzreichem Wasser in den Atlantik.
Neben dem Salzgehalt sorgen Temperaturunterschiede für die Durchmischung des Wassers. Abgekühlte Wassermoleküle sinken aufgrund ihrer höheren Dichte ab. Als Konsequenz steigen andere Wassermoleküle auf. Dieser Vorgang nennt sich thermische Vertikalkonvektion und kann Wasserschichten von mehreren hundert Meter Tiefe durchmischen. Wie ihr in Abbildung 2 sehen könnt, wird das globale Wärmeaustauschband im Wesentlichen durch das winterliche Absinken des salzreichen, kalten Meereswassers im Nordatlantik ins Rollen gebracht. Das Absinken wird durch eine Zunahme des Salzgehaltes durch Verdunstung und durch Abkühlen ausgelöst.
Am oder in der Nähe des Meeresgrundes fließt das abgesunkene Wasser als kalte Tiefenströmung (Nordatlantisches Tiefenwasser) bis zum Ausgang des Südatlantiks und wird dann mit dem Zirkumpolarstrom in den Indischen Ozean und den Pazifik befördert. Der Zirkumpolarstrom des südlichen Ozeans umschließt den gesamten Globus und vermischt die Wassermassen der drei angrenzenden Ozeane.
Von dort bewegen sich die Wassermassen wieder zurück an die Oberfläche oder in wenigen hundert Meter unter dieser. Das Wasser erwärmt sich besonders in den äquatorialen Bereichen und fließt als warme Oberflächenströmung zunächst an Indonesien vorbei, danach um die Südspitze Afrikas herum in die Golfregion Mittelamerikas und zuletzt als Golfstrom in den Nordatlantik, wo es erneut absinkt und den Kreislauf damit schließt.
Hydrosphäre: Prozesse der Meere
Abb. 2: Der antarktische Zirkumpolarstrom ist der Motor des globalen Wärmeaustauschbandes
Hydrosphäre: Prozesse der Meere
Abb. 2: Der antarktische Zirkumpolarstrom ist der Motor des globalen Wärmeaustauschbandes

Gezeiten

Die Gezeiten, auch Tiden genannt, sind das Zusammenspiel von Ebbe und Flut. Flut ist dabei der Zeitraum des auflaufenden Wassers, Ebbe der Zeitraum des ablaufenden Wassers. Die Gezeiten werden durch die Gravititationskraft des Mondes und der Fliehkraft der Erde ausgelöst. Das Wasser der Weltmeere wird von der Kraft des Mondes angezogen. Auf der Mond zugewandten Seite der Erde entsteht daher ein so genannter Flutberg, das ist die Stelle, an der die Flut am höchsten ist. Da sich die Erde einmal am Tag um sich selbst dreht, wandert dieser Flutberg. So kommt es am gleichen Ort der Erde täglich zum Wechsel von Ebbe und Flut. Wie kommt es allerdings das Ebbe und Flut zweimal am Tag, also ca. alle 12 Stunden wechseln?
Auf der anderen, der Mond abgewandten Seite der Erde gibt es noch einen zweiten Flutberg, der durch die Fliehkraft der Erde entsteht: Die Erdrotation führt zu der nach außen wirkenden Kraft, der Fliehkraft. Sie bewirkt den etwas größeren Flutberg auf der Mond abgewandten Erdseite.
Hydrosphäre: Prozesse der Meere
Abb. 3 : Das Zusammenspiel aus Fliehkraft und Gravitationskraft bewirken die Gezeiten
Hydrosphäre: Prozesse der Meere
Abb. 3 : Das Zusammenspiel aus Fliehkraft der Erde und Gravitationskraft des Mondes bewirken die Gezeiten
In diesem Skript habt ihr wichtiges über die Eigenschaften der Meere gelernt und wie die Ozeane in Bewegung bleiben. Jetzt könnt ihr in der nächsten Klassenarbeit über die Eigenschaften der Meere mehr schreiben als "Es ist blau und beheimatet Fischschwärme".
Bildnachweise [nach oben]
[1]
Public Domain.
[2]
© 2016 – SchulLV.
[3]
© 2016 – SchulLV.
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