Wassermassenanalyse - Universität Hamburg
Werbung
Regionale Ozeanographie 03 – Wassermassenanalyse Literatur: Emery, W.J. and R.E. Thomson (2001) Data Analysis Methods in Physical Oceanography. ELSEVIER, Amsterdam. Karstensen, J. (1999) Über die Ventilation der Thermokline des Indischen Ozeans. Dissertation, Universität Hamburg http://www.sub.uni-hamburg.de/opus/volltexte/1999/74/html/node4.html Schichtung Nord Pazifik Talley et al., 2010 1 Schichtung Nord Pazifik Talley et al., 2010 Stabilität der Wassersäule Stabilität > 0 stabil = 0 labil < 0 instabil Brunt-Väisälä Frequenz Talley et al., 2010 2 Vertikalschnitte Antarktisches Zwischenwasser Östlicher Atlantik Mittelmeerwasser Potentielle Temperatur Salzgehalt Talley et al., 2010 Horizontalverteilungen Salzgehalt Mittelmeerwasser Antarktisches Zwischenwasser Talley et al., 2010 3 Temperatur-, Salzgehalts- und Dichte-Gleichung zeitliche Variabilität Advektion/Konvektion Quellen/Senken Mischung Zustandsgleichung Talley et al., 2010 Diffusion κ Molekulare Diffusion: κ – Wärme ~ 1.3 – 1.5 * 10-7 m2/s κ – Salz ~ 1.3 * 10-9 m2/s Turbulente Diffusion ist keine Eigenschaft des Meerwassers sondern hängt von den betrachteten Skalen ab κ – Wärme/Salz horizontal ~ 102 – 104 m2/s κ – Wärme/Salz vertikal ~ 10-5 m2/s 4 Tracerexperiment Horizontalverteilungen Gemittelte Vertikalverteilung κH ~ 3 – 5 * 103 m2/s κV ~ 1.7 * 10-5 m2/s Banyte et al., 2012 (in Revision) Westlicher Atlantik - Golfstrom Talley et al., 2010 5 Temperatur-Salzgehalts Diagramm Vertikale Vermischung 6 Einige Definitionen und Begriffe Wassermasse Wassertyp Quellwassertyp Wassermassentracer konservative Tracer nicht-konservative Tracer transiente Tracer Redfield Verhältnis Klassische Wassermassenanalyse xaTa + xbTb + xcTc = Tobs xaSa + xbSb + xcSc = Sobs xa + xb + xc =1 Helland-Hansen, 1918 7 Wüst’s core layer method - section Wüst’s core layer method – TS diagrams 8 Wüst’s core layer method – TS diagrams Wüst’s core layer method – depth of core layer METEOR Expedition 9 Wüst’s core layer method – T & S in core layer Wüst’s core layer method 10 Wüst’s core layer method Non-conservative tracers – Oxygen & phosphate 11 Non-conservative tracers – Nitrate & Silicate Transient tracers Tracer mit zeitabhängigen Quellen oder Senken CFC – Chloroflourocarbons (FluorChlorKohlenWasserstoffe, FCKWs) CFC 11 – CCl3F CFC 12 – CCl2F2 CFC 113 – C2Cl3F3 Tritium – Schwerer Wasserstoff (3H) SF6 - Schwefelhexaflorid 12 Transient tracer CFCs De Jong, 2011 Changes in CFC-11 Change in CFC-11between 1994 and 1997. Similar changes. But the increase is not as strong. Due to earlier start of the CFC-11 decrease in the atmosphere compared to CFC-12. De Jong, 2011 13 Central Waters Optimum Multi Parameter Analysis 14 Optimum Multi Parameter Analysis OMP Central Waters Beispiel: Eigenschaften von Zentralwassermassen (ZW) im Atlantik. NAZW – Nordatlantisches ZW WSAZW – Westsüdatlantisches ZW ESAZW – Ostsüdatlantisches ZW 15 Extended OMP title 16
