Warum kippen einige Teile des Ozeans im Frühling um, andere nicht?

Frühlingsüberschläge werden durch die Kombination von Oberflächenwärmeverlust, Windmischung und Süßwassereintrag verursacht. Diese zwingen dichteres Oberflächenwasser zum Absinken und bringen tieferes Wasser an die Oberfläche, wodurch die oberen Schichten des Ozeans vermischt werden.

Saisonale Veränderungen des Oberflächenwärmeverlusts und der Sonnenstrahlung:

- Im Frühling und Herbst erlebt die Nordhalbkugel einen Übergang vom Winter zum Sommer und umgekehrt. Diese saisonalen Veränderungen der atmosphärischen Bedingungen führen zu erheblichen Schwankungen des Oberflächenwärmeverlusts und der empfangenen Sonnenstrahlung.

- Im Winter ist der Oberflächenwärmeverlust am größten, wodurch das Oberflächenwasser abkühlt und dichter wird. Dadurch entsteht eine instabile Schichtung, bei der dichteres Wasser über weniger dichtem Wasser liegt.

- Im Frühling, wenn das Wetter wärmer wird, nimmt der Oberflächenwärmeverlust ab und die Sonneneinstrahlung nimmt zu. Die Erwärmung und die verringerte Abkühlung führen zu einem allmählichen Anstieg der Oberflächenwasserdichte.

- In bestimmten Meeresbecken oder -regionen reicht die Kombination aus Wärmeverlust, Windmischung und Süßwassereintrag jedoch möglicherweise nicht aus, um den Dichteunterschied zwischen Oberflächen- und Tiefenwasser zu überwinden. Dies führt zum Fortbestehen einer stabilen Dichteschichtung und verhindert eine vollständige vertikale Durchmischung.

- Infolgedessen kommt es nur in den Regionen, in denen die Oberflächenwasserdichte der Dichte des tieferen Wassers ähnelt, zu Quellüberflutungen, die die oberen Schichten vermischen und nährstoffreiches Wasser an die Oberfläche treiben.

Regionen mit Frühjahrsüberschlägen:

- Küstenaufschwung:Frühlingsumwälzungen werden häufig mit Auftriebsereignissen an der Küste in Verbindung gebracht. Wenn Winde über die Meeresoberfläche wehen, erzeugen sie Küstenströmungen, die kaltes, nährstoffreiches Wasser nach oben ziehen. Dieser Auftriebsprozess kann in einigen Regionen das ganze Jahr über auftreten (z. B. der Kalifornische Strom), ist jedoch im Frühjahr aufgrund erhöhter Windgeschwindigkeiten besonders ausgeprägt.

- Ozeanbecken mittlerer Breiten:In bestimmten Ozeanbecken mittlerer Breiten, wie dem Nordatlantik und dem Nordpazifik, kommt es in lokalisierten Gebieten zu Frühjahrsumwälzungen, die durch spezifische atmosphärische Bedingungen und Windmuster verursacht werden.

Regionen ohne Spring Overturns:

- Tiefe, geschichtete Ozeane:In Regionen mit tiefen, stark geschichteten Ozeanen, wie den Tropen und dem Mittelmeer, ist der Dichteunterschied zwischen Oberflächen- und Tiefenwasser größer. Diese starke Schichtung verhindert eine vollständige vertikale Durchmischung, auch bei jahreszeitlichen Veränderungen.

- Polarregionen:In den arktischen und antarktischen Regionen bleibt das Oberflächenwasser aufgrund des anhaltend kalten Klimas das ganze Jahr über kalt und dicht. Dies verhindert eine erhebliche Oberflächenerwärmung und Dichteänderungen im Frühjahr, was zu begrenzten Überschlägen führt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Auftreten von Frühjahrsüberflutungen in bestimmten Teilen des Ozeans von einem empfindlichen Gleichgewicht zwischen Oberflächenwärmeverlust, Windmischung, Süßwassereintrag und der bestehenden Dichteschichtung abhängt. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, kann es zu Quellüberflutungen kommen, die nährstoffreiches Wasser an die Oberfläche treiben und die Produktivität der Meere fördern. In Regionen, in denen diese Bedingungen ungünstig sind, kommt es jedoch nicht zu Frühjahrsüberschlägen und die Wassersäule bleibt geschichtet.