Meerestemperatur: Quellen, Wärmebudget und Verteilung

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Temperatur der Ozeane: Quellen, Wärmebudget und Verteilung!

Die Untersuchung der Temperatur der Ozeane ist wichtig für die Bestimmung der Bewegung und der Eigenschaften großer Wasservolumina, der Art und Verteilung von Meeresorganismen in verschiedenen Tiefen der Ozeane, des Küstenklimas usw.

Drei Arten von Instrumenten werden zum Aufzeichnen der Meerestemperaturen verwendet, nämlich. (i) Standard-Thermometer werden zur Messung der Oberflächentemperatur verwendet, (ii) die Umkehr-Thermometer werden zur Messung der Temperatur unter der Oberfläche verwendet, und (iii) die Thermographen. Heutzutage werden anstelle der oben genannten Thermometer auch die automatischen Selbstaufzeichnungsgeräte verwendet.

Wärmequelle in Ozeanen:

Die Sonne ist die wichtigste Energiequelle für Ozeane und für alles andere auf dieser Erde. Abgesehen davon wird der Ozean auch durch die innere Hitze des Ozeans selbst erwärmt.

Das Meerwasser wird durch drei Prozesse erwärmt:

(1) Die Absorption der Strahlung der Sonne ist aufgrund der vertikalen Sonneneinstrahlung und der längeren Tageslichtdauer in Regionen mit niedrigem Breitengrad maximal, während sie in Richtung der Pole stetig abnimmt. Selbst innerhalb derselben Breite variiert die Sonneneinstrahlung, die der Ozean erhält, aufgrund von Faktoren wie Strömungen und Bewölkung.

(2) Die Konvektionsströmungen im Wasserkörper erwärmen auch das ozeanische Wasser. Da die Temperatur der Erde mit zunehmender Tiefe ansteigt, erwärmt sich das Meerwasser in großen Tiefen schneller als die oberen Wasserschichten des Ozeans. Es findet also eine konvektionale ozeanische Zirkulation in den unteren Schichten des Ozeanwassers statt, die eine Zirkulation von Wärme im Wasser verursacht.

(3) Kinetische Energie wird durch Reibung erzeugt, die durch den Oberflächenwind und die Gezeitenströmungen verursacht wird, die die Belastung des Wasserkörpers erhöhen. Dadurch wird das Meerwasser erwärmt.

Das Meerwasser wird durch die unten genannten Prozesse gekühlt:

1. Die Rückstrahlung von der Meeresoberfläche findet statt, wenn die einmal empfangene Sonnenenergie als langwellige Strahlung aus dem Meerwasser zurückgestrahlt wird.

2. Der Wärmeaustausch zwischen Meer und Atmosphäre findet statt, jedoch nur, wenn das Meerwasser kälter oder wärmer ist als die Atmosphäre.

3. Verdampfung findet statt, wenn Meerwasser warm ist, die Oberfläche kalt ist und die atmosphärische Schichtung nicht stabil ist.

Wärmebudget der Ozeane:

Das Wärmebudget legt im Allgemeinen nahe, dass die gesamte Energieversorgung durch den Verlust der gleichen Energiemenge ausgeglichen wird. Mosby stellte fest, dass der durchschnittliche jährliche Überschuss an Sonneneinstrahlung zwischen dem Äquator (0 °) und dem Breitengrad von 10 ° N etwa 0, 170 g / cm 2 / min betrug, während er etwa 0, 040 g / cm 2 / min betrug. zwischen 60 ° N und 70 ° N. Dieser Unterschied des Überschusses an Sonneneinstrahlung verschwindet vollständig, wenn alle Breitenbereiche berücksichtigt werden.

Temperaturverteilung der Ozeane:

Die Temperaturverteilung richtet sich nach folgenden Faktoren:

1. Die durchschnittliche tägliche Sonneneinstrahlung und deren Intensität.

2. Die Erschöpfung der Energie durch Einstrahlung, Reflexion, Streuung und Absorption.

3. Die Albedo der Meeresoberfläche und ihre unterschiedliche Natur, abhängig vom Winkel der Sonnenstrahlen.

4. Die physikalischen Eigenschaften der Meeresoberfläche, z. B. der Siedepunkt des Meerwassers, werden bei höherem Salzgehalt erhöht und umgekehrt.

5. Wärmeübertragung durch Verdampfung und Kondensation.

6. vorherrschende Winde; Warmes oder kaltes Oberflächenwasser an die kalten bzw. warmen Orte der Welt schleppen: Dieses Phänomen verursacht das Auftauchen von kaltem Wasser in den warmen Meeresströmungsgürteln und umgekehrt; Der Zustand der nebeligen Meeresoberfläche an der Nordostküste der USA ist das Ergebnis des kalten Windes von Land zu Meer.

7. Lokale Wetterbedingungen wie Wirbelstürme, Stürme und Hurrikane.

8. das Vorhandensein eines U-Boot-Rückens; Die Temperatur wird durch eine geringere Vermischung von Wässern auf einer Seite des Kamms bis zum Boden beeinflusst, während auf der anderen Seite des Kamms eine stärkere Vermischung von Wasser stattfindet.

9. Die Form des Ozeans: Die Breitenmeere in Regionen mit geringer Breite haben ein wärmeres Oberflächenwasser als in Längsrichtung ausgedehntes Meer; So weist beispielsweise das in Breitenrichtung ausgedehnte Mittelmeer höhere Temperaturen auf als der in Längsrichtung ausgedehnte Golf von Kalifornien.

Temperaturbereich des Ozeans:

Die Ozeane und Meere werden langsamer erhitzt und gekühlt als die Landoberflächen. Selbst wenn die Sonneneinstrahlung maximal um 12 Uhr mittags ist, ist die Oberflächentemperatur der Ozeane mit 2 pm am höchsten

Die durchschnittliche tägliche oder tägliche Temperaturspanne beträgt in Ozeanen und Meeren knapp 1 Grad. Die höchste Temperatur im Oberflächenwasser wird um 2 Uhr erreicht und die niedrigste um 5 Uhr. Der tägliche Temperaturbereich ist in Ozeanen am höchsten, wenn der Himmel wolkenfrei und die Atmosphäre ruhig ist.

Der jährliche Temperaturbereich wird durch die jährliche Schwankung der Sonneneinstrahlung, die Art der Meeresströmungen und die vorherrschenden Winde beeinflusst. Die Höchst- und Mindesttemperaturen in Ozeanen sind geringfügig verzögert als in Landgebieten (das Maximum liegt im August und das Minimum im Februar). Der Nordpazifik und der Nordatlantik haben einen größeren Temperaturbereich als in den südlichen Teilen, da sich die Windstärke des Landes und die Meeresströmungen in den südlichen Ozeanen stärker auswirken.

Neben den jährlichen und täglichen Temperaturschwankungen gibt es auch periodische Schwankungen der Meerestemperatur. Zum Beispiel führt der 11-jährige Sonnenflecken-Zyklus dazu, dass die Meerestemperaturen nach einem Zeitraum von 11 Jahren ansteigen.

Meeresoberflächentemperatur:

Die Oberflächentemperatur der Ozeane wird durch Isothermen grafisch dargestellt. Die Temperatur nimmt vom Äquator zu den Polen ab. Die höchste Meeresoberflächentemperatur wird jedoch nicht genau am Äquator, sondern etwas nördlich des Äquators beobachtet. Dies liegt an der maximalen Landfläche nördlich des 0 ° Breitengrads.

Die Wasserkörper der südlichen Hemisphäre weisen insgesamt eine höhere Durchschnittstemperatur auf als die der nördlichen Hemisphäre, da der größere Teil der Landfläche der nördlichen Hemisphäre mehr Sonnenenergie absorbiert als das Wasser. Aufgrund der Präsenz von Kontinenten in der nördlichen Hemisphäre sind Wasserzirkulation und Wärmetransport in dieser Hemisphäre nicht effizient, in der südlichen Hemisphäre dagegen genau umgekehrt.

Horizontale Temperaturverteilung:

Die horizontale Temperaturverteilung wird durch isotherme Linien dargestellt, dh Linien, die Orte gleicher Temperatur verbinden. Die Isothermen an der Meeresoberfläche für den Atlantik im Februar zeigen, dass die isothermen Linien im Süden von Neufundland, nahe der Westküste Europas und der Nordsee eng beieinander liegen, und die Isothermen breiten sich nach Norden aus, nahe der Küste von Norwegen.

Die Ursache für dieses Phänomen liegt in dem kalten Labrador-Strom, der entlang der nordamerikanischen Küste nach Süden fließt und die Temperatur der Region stärker senkt als an anderen Orten auf demselben Breitengrad. Gleichzeitig zieht der warme Golfstrom in Richtung der Westküste Europas und erhöht die Temperatur der Westküste Europas.

Im Südwesten des Atlantiks wölben sich Isothermen aufgrund der warmen Strömung Brasiliens nach Südwesten, im östlichen Teil des Südatlantiks biegen die Isothermen aufgrund der kalten Benguela-Strömung nach Nordwesten. Weiter südlich liegen die Isothermen aufgrund konstanter Westwinddrift parallel.

Die Temperaturverteilung im Norden und im Südatlantik ist nicht symmetrisch. Im Nordatlantik berührt beispielsweise die 5 ° C-Isotherme den Breitengrad von 70 ° N, während er in der südlichen Hälfte des Atlantiks niemals über einen Breitengrad von 50 ° S verläuft, da der warme Golfstrom stärker ist und viel höhere Breitengrade erreicht als das kalte Brasilien aktuell. Darüber hinaus besteht ein erheblicher Unterschied zwischen den östlichen und westlichen Teilen des Atlantiks. Im westlichen Teil der Küste von Labrador wird eine Temperatur von 0 ° C gemessen, an der Westküste Europas jedoch 9 ° bis 13 ° C.

In den Randmeeren variiert die Temperatur je nach geographischer Breite und Lage. Beispielsweise weist das Mittelmeer höhere Temperaturen auf als der benachbarte Atlantik, aber die Ostsee und die Hudson Bay sind kälter als der Atlantik.

In der nördlichen Hälfte des Pazifiks liegen Isothermen und Breitengrade fast parallel, an der nordamerikanischen Küste biegen sich die Isothermen jedoch leicht nach Norden unter dem Einfluss der warmen Kuroshio-Strömung und entlang der japanischen Küste sind Isothermen aufgrund des kalten Oyashio eng beieinander aktuell.

In der Äquatorregion im westlichen Teil des Pazifik werden hohe Temperaturen gemessen, wenn der warme Äquatorstrom in Richtung Süden fließt. Im östlichen Teil des Pazifiks herrschen tiefe Temperaturen aufgrund des kalten Peru-Stroms. Im Südpazifik bilden Isothermen aufgrund des warmen Peru oder Humboldt-Stroms geringfügige Schleifen.

Im Indischen Ozean nehmen die Isothermen von 25 ° C, 27 ° C und 28 ° C die zentrale Position des Ozeans ein. In Richtung Süden ist mit dem Pazifik kein Unterschied zu beobachten, da die Isothermen grob den Parallelen folgen, mit Ausnahme einer kleinen Schleife in der Nähe des Kaps der Guten Hoffnung aufgrund der kalten Agulhasströmung. Die Isothermen biegen sich in der Nähe der Küste Nordafrikas nach Süden ab, da eine kalte Strömung vom Kap Guardafui nach Südwesten fließt.

Dieselbe Isotherme biegt sich im Arabischen Meer nach Norden ab, wenn sie die indische Halbinsel erreicht. In der Bucht von Bengalen biegt sie sich jedoch aufgrund der Monsunverschiebung nach Süden ab. Die eingeschlossenen Gewässer wie das Rote Meer haben aufgrund der Mischung aus offenem Meerwasser höhere Temperaturen in Richtung Süden. Der Persische Golf verzeichnet unter dem Einfluss kalter Landflächen eine niedrigere Temperatur als der Indische Ozean.

Die August-Bedingung unterscheidet sich deutlich von den isothermen Bedingungen im Februar. Im Atlantik schmilzt das Eis in der Arktis weg und führt zu einer Nordschleife aller Isothermen in der Davis-Straße. Die starken Isothermen im Norden der norwegischen Küste sind im August nicht vorhanden. Im Durchschnitt verschieben sich die Isothermen im Nordatlantik im August nach Norden. Der südliche Pazifik zeigt isotherme Linien und parallel angeordnete Breiten. In Richtung Westen herrscht im angrenzenden Ozean von Australien und Asien eine Temperatur von bis zu 28 ° C, da der westlich fließende äquatoriale Strom warmes Wasser in Richtung Westpazifik zieht.

Im Indischen Ozean, der höchsten Oberfläche, wird eine Temperatur von 28 ° C über dem Arabischen Meer und der Bucht von Bengalen gemessen. Im August weisen die umschlossenen Meere wie das Rote Meer und der Persische Golf aufgrund des Kontakts mit warmen Landgebieten eine höhere Temperatur (30 ° bis 33 ° C) als das offene Meer auf.

Vertikale Temperaturverteilung:

Mit zunehmendem Abstieg nimmt die Temperatur allmählich ab. Normalerweise werden 90 Prozent der Sonnenwärme in den obersten 15, 6 m (60 Fuß) Wasser absorbiert. Die Meerwassertemperatur entspricht der Oberflächentemperatur nur bis zu einer Tiefe von etwa 100 m, und mit weiterem Sinken sinkt die Temperatur im Allgemeinen.

In tropischen Ozeanen und Meeren sind drei Schichten von der Oberfläche bis zum Boden zu erkennen. Die erste Schicht ist etwa 500 m dick und die Temperatur variiert zwischen 20 ° und 25 ° C. In den mittleren Breiten ist diese oberste Schicht nur im Sommer zu finden. Die Thermodinschicht befindet sich direkt unter der ersten Schicht. Es zeichnet sich durch einen schnellen Temperaturabfall mit zunehmender Tiefe aus. Die dritte Schicht ist sehr kalt und reicht bis zum Meeresboden.

Im Gegensatz zu den tropischen Ozeanen wird in den Polarregionen nur eine Schicht kalten Wassers identifiziert. Sie erstreckt sich von der Oberfläche bis zum Boden.

Da die Temperatur mit zunehmendem Sinkflug im Wasser abnimmt, haben einige Wissenschaftler die Ozeane in zwei breite Zonen eingeteilt: (i) eine photische oder euphotische Zone, die sich von der Oberfläche bis auf 200 m erstreckt; die photische Zone erhält eine ausreichende Sonneneinstrahlung; und (ii) eine fotographische Zone, die sich von 200 m bis zum Meeresgrund erstreckt; Diese Zone erhält keine ausreichenden Sonnenstrahlen.

Die folgenden Merkmale sind charakteristisch für die vertikale Temperaturverteilung des Meeres:

1. Obwohl die Temperatur mit zunehmender Tiefe bis auf etwa 2000 m abnimmt, stagniert die Temperatur darunter. Selbst in tropischen Breitengraden überschreitet die Temperatur selten weniger als 4, 4 ° C in etwa 1524 m Tiefe; Sie nimmt bei etwa 4267 m von 1, 7 ° C auf 0 ° C ab.

2. Die Abnahmerate der Temperatur mit der Tiefe ist am Äquator größer als an den Polen: Die Oberflächentemperatur ist in Regionen mit geringer Breite höher, während die Temperatur in der Tiefe sowohl in hohen als auch in niedrigen Breiten nahezu gleich bleibt.

3. Die Oberflächentemperatur und ihre Abnahme werden durch den Auftrieb des Grundwassers beeinflusst. In Regionen mit kaltem Wasseraufwind ist der vertikale Temperaturabfall geringer als in anderen Regionen, die selbst in niedrigen Breiten nicht vom Auftrieb betroffen sind. Solche Bedingungen werden an den Küsten Afrikas und Kaliforniens beobachtet.

4. In einigen Fällen sinkt das Oberflächenwasser aufgrund der Konvergenz mit einer dichten Boden- oder Zwischenschicht. So sinkt kaltes Wasser und bewegt sich in wärmere untere Breiten. In diesem Prozess wird die Temperaturabsenkung in niedrigeren Breiten beeinflusst. In kalten arktischen und antarktischen Regionen wird ein Absinken des kalten Wassers und seine Bewegung in niedrigere Breiten beobachtet.

5. In Äquatorgebieten weist das Oberflächenwasser aufgrund hoher Niederschläge manchmal niedrigere Temperaturen und Salzgehalte auf, während die darunter liegenden Schichten höhere Temperaturen aufweisen.

6. Die umschlossenen Meere sowohl in den niedrigeren als auch in den höheren Breiten verzeichnen höhere Temperaturen am Boden; Die Faktoren für dieses Phänomen unterscheiden sich jedoch zwischen umschlossenen Meeren mit hohem Breitengrad und umschlossenen Meeren mit niedrigem Breitengrad.

Die geschlossenen Meere niedrigerer Breiten wie das Saragassosee, das Rote Meer und das Mittelmeer haben aufgrund der hohen Sonneneinstrahlung während des ganzen Jahres und der geringeren Vermischung des warmen und kalten Wassers hohe Bodentemperaturen. In diesen umschlossenen Meeren wird die freie Durchmischung von Wasser aufgrund ihres untertassenförmigen Bodens und des flachen Wassers, das sich auf einem U-Boot-Rücken befindet, geprüft.

Im Fall der umschlossenen Meere mit hohem Breitengrad sind die unteren Wasserschichten wärmer, da sich Wasser mit etwas höherem Salzgehalt befindet und sich die Temperatur als Unterwasserströmung vom äußeren Ozean entfernt. Daher ist eine Temperaturumkehr mit der Tiefe üblich.

7. Das Vorhandensein von U-Boot-Barrieren kann zu unterschiedlichen Temperaturbedingungen auf beiden Seiten der Barriere führen. In der Straße von Bab-el-Mandeb hat die U-Boot-Schranke beispielsweise eine Höhe von etwa 366 m. Daher beträgt die Temperatur des Oberflächenwassers im Roten Meer im heißesten Monat 29, 4 ° C, während die Tiefe bei 800 Faden 21, 1 ° C beträgt. Auf der anderen Seite der Barriere liegt die Temperatur bei 800 Faden im Indischen Ozean bei etwa 2, 8 ° C.

Eisbildung im Meer:

Die Eisbildung in den arktischen und antarktischen Ozeanen beeinflusst die globale Temperatur des Ozeans stark.

Das Eis stammt aus folgenden Quellen:

(i) Das Flusseis übt einen wichtigen Einfluss auf die Festlandsockel Sibiriens und Amerikas aus.

(ii) Schneefall über Land wird jedes Jahr abgelagert, um Feldeis zu bilden. Scholleneis entsteht, wenn Feldeis in Stücke zerbrochen wird. Schollen werden weiter gebrochen, um Packeis zu bilden. Eisberge sind große Eismassen, die auf dem Meer schwimmen, nachdem sie von ihren Herkunftsorten getrennt wurden.

Eisbildung in Regionen mit hoher Breite führt zu kalten Meeresströmungen aus Regionen mit hoher Breite, z. B. Labrador-Strömung, Oyashio-Strömung, Peru-Strömung, Benguela-Strömung, westaustralischer Strömung usw. Die kalten Meeresströmungen treffen auf warme Strömungen, um Zyklon und Nebel zu erzeugen.

Außerdem strömen die kalten Strömungen als Meeresströmungen unter der Meeresoberfläche in die unteren Breitenbereiche, was zum Aufschwellen der Meeresströmungen führt. Zum Beispiel führt der Auftrieb der Kanarischen Inseln nahe der Westküste der britischen Inseln und Skandinavien zu einem reichlichen Wachstum von Plankton (Fischnahrung). Fisch ist also ein Hauptprodukt dieser Region.