Meeresenergieforschung: Den Klimacode des Ozeans verstehen

Als eine der wichtigsten Triebkräfte der Weltwirtschaft werden über die Meere mehr als 90 % des Welthandels abgewickelt und sie sichern das Leben von 40 % der Weltbevölkerung im Umkreis von 100 Kilometern vor der Küste. Die Bewegung der Meeresströmungen und die Temperaturunterschiede zwischen Meer und Land prägen die vielfältigen Naturlandschaften der Erde sowie die komplexen und abwechslungsreichen Wetter- und Klimaphänomene. Da die Auswirkungen des Klimawandels immer schwerwiegender werden, ist es wichtiger denn je, den Ozean genauer zu beobachten und seine Klimacodes besser zu verstehen.

Wie gewinnt die Tiefsee Energie?

Professor Lin Xiaopei, Dekan der Fakultät für Ozean- und Atmosphärenwissenschaften an der Ocean University of China, sagte, dass die Hauptquelle der Meeresenergie eigentlich die Sonne sei. Diese könne in zwei Arten unterteilt werden: Die eine sei die durch Sonnenstrahlung hervorgerufene Wärmeenergie, die am stärksten ausgeprägt sei. Zweitens scheint die Sonne auf die Erde und verursacht den Erdwind. Der Wind überträgt mechanische Energie auf den Ozean und erzeugt so die kinetische Energie, die den Ozean in Bewegung versetzt. Darüber hinaus wird die Meeresströmung auch durch Gezeitenkräfte angetrieben, die vor allem vom Mond und der Sonne kommen, sowie durch die Erdwärme im Erdinneren.

Die Datenanalyse ergab, dass Wind durch die Meeresströmungen Energie in den Ozean einbringen kann und durch Wellen auch mechanische Energie in den Ozean einbringen kann. Ändert sich die Energiezufuhr zum Meer durch den Wind, ändert sich auch die Meeresströmung entsprechend. Dies führt zu Veränderungen in der Wärmeverteilung im Meer, die sich letztlich in anormalen Temperaturen des Meerwassers, insbesondere an der Meeresoberfläche, äußern.

Wie wird Meeresenergie von der Meeresoberfläche in die Tiefsee übertragen?

Der Prozess des Eindringens der Wärme in den Ozean erfolgt hauptsächlich durch Vermischung innerhalb des Ozeans. Dieser Mischprozess transportiert tatsächlich Wärme aus den oberen Meeresschichten in die Tiefen des Ozeans. Dies ist eine Möglichkeit. Die zweite Möglichkeit besteht darin, dem Ozean durch Wind kinetische Energie zuzuführen. Zu Beginn wirkte es hauptsächlich auf die Oberfläche und die oberen Schichten des Ozeans. Es konzentriert sich hauptsächlich in den oberen 100 Metern des Ozeans. Unterhalb von 100 Metern muss es außerdem einige spezielle Prozesse durchlaufen, wie etwa mesoskalige Wirbel, kombiniert mit einigen sich nach unten ausbreitenden Wellen im Ozean. Sie wirken wie ein Kanal, der diese Energie von der oberen Schicht in die Tiefsee überträgt und so letztlich Veränderungen in der Tiefsee bewirkt.

Was verursacht die durch die Zirkulation hervorgerufenen Schwankungen im Wärmetransport?

Da der Wind eine der Hauptantriebskräfte der Meereszirkulation ist, führt die Beschleunigung der Oberflächenwinde zu einer Beschleunigung der durchschnittlichen Meereszirkulation. Die Analyseergebnisse zeigen außerdem, dass diese bis in die Tiefsee reichende Beschleunigung der Ozeanzirkulation hauptsächlich durch die Beschleunigung der Meeresoberflächenwinde auf planetarischer Ebene verursacht wird.

Erstens bedeutet die Beschleunigung der Meereszirkulation, dass der Prozess der Wärmeumverteilung im Ozean beschleunigt wird. Stärkere tropische Meeresströmungen könnten mehr warmes Wasser in hohe Breiten bringen, was das Schmelzen der arktischen Gletscher beschleunigen könnte. Die Erwärmung in hohen Breitengraden könnte auch die Wettermuster verändern und das regionale Klima beeinflussen. Zweitens führt die Beschleunigung der Meeresströmungen wahrscheinlich zu einem verstärkten Wärmeaustausch in vertikaler Richtung, wodurch mehr Wärme in die Tiefsee gelangt, die Wärmespeicherung in der Tiefsee zunimmt und die Erwärmung der Landflächen verlangsamt wird. Da Kohlendioxid in warmem Wasser weniger löslich ist, kann es zudem die Aufnahme von atmosphärischem Kohlendioxid durch den Ozean schwächen. Schließlich kann die Beschleunigung der Meeresströmungen erhebliche Auswirkungen auf Meeresökosysteme, Fischereiressourcen usw. haben.

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