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Modul: Stabilität des Golfstroms
Die Ozeane sind durch Strömungen gekennzeichnet, die die Weltmeere miteinander verbinden und in ihrer
Gesamtheit als globales Förderband bezeichnet werden. Ein sehr bekannter Abschnitt dieses Strömungssystems ist das 1513 von dem Spanier Juan Ponce de Leon
entdeckte Golfstromsystem. Hierbei handelt es sich um eine Oberflächenströmung im Nordatlantik, die vom
Golf von Mexiko aus in nordöstlicher Richtung bis ins Europäische Nordmeer reicht. Als eigentlicher Golfstrom wird nur ein Abschnitt dieser Strömung bezeichnet, die genaue Definition dieses Abschnitts ist in der Literatur jedoch nicht einheitlich. Der
Einfachheit halber wollen wir im Folgenden die gesamte Oberflächenströmung vom Golf von Mexiko bis ins Europäische
Nordmeer als Golfstrom bezeichnen.
Mit der Oberflächenströmung in Richtung Nordosten geht eine Tiefenströmung in entgegengesetzter Richtung einher.
Die wesentliche Ursache für diese Zirkulation ist in Dichteunterschieden des Wassers zu sehen, die auf Unterschiede
in Temperatur und Salzgehalt zurückgehen. Durch das Absinken dichteren Wassers und das Aufsteigen weniger dichten
Wassers wird eine Strömung verursacht. Dieser Vorgang wird auch als Konvektion
bezeichnet.
Der Golfstrom hat einen entscheidenden Einfluss auf das Klima weiter Teile Europas. So ist es in Nord- und
Westeuropa aufgrund der warmen Oberflächenströmung 5 bis 10°C wärmer als in anderen Gebieten gleicher
geographischer Breite. Bei einer Abschwächung oder gar einem Stoppen des Golfstroms müssten
wir in Deutschland also mit klimatischen Verhältnissen wie im Norden Kanadas oder in Sibirien rechnen.
Tatsächlich haben sich die mit dem Golfstrom verbundenen Tiefenströmungen in den letzten Jahren abgeschwächt. So
sind die aus dem Europäischen Nordmeer in Richtung Süden transportierten Wassermassen in den
vergangenen 50 Jahren um mindestens 20% zurückgegangen. Dieses Phänomen lässt sich mit der
Klimaerwärmung in Zusammenhang bringen, da durch das Abschmelzen von Eisbergen in der Arktis vermehrt Süßwasser in
das Europäische Nordmeer eingebracht wird, das die Dichte des Wassers herabsetzt und somit das Absinken der
Wassermassen verringert. Werden diese verringerten Tiefenströmungen nicht andernweitig ausgeglichen, kann dies eine
Abschwächung des gesamten globalen Förderbandes und insbesondere des Golfstroms zur Folge haben, was dramatische
Klimaveränderungen in Europa mit sich bringen kann.
Nach einer kurzen Einführung in die physikalischen Ursachen von Meeresströmungen wollen wir uns mit einem
mathematischen Modell zur Beschreibung des Golfstroms beschäftigen. Dieses grundlegende Konvektionsmodell geht
auf Stommel zurück, wichtige Variationen und Verbesserungen sind beispielsweise bei
Welander und Rahmstorf zu finden. In diesem Zusammenhang wollen wir die Auswirkungen der
Klimaerwärmung auf den Golfstrom und damit wiederum auf das Klima in Europa untersuchen.
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