Atmosphäre und Ozean im Vergleich (1)

Wenn man über die Atmosphäre und den Ozean nachdenkt, könnte man auf den ersten Blick meinen, sie sein völlig verschieden. Aber gibt es vielleicht doch Gemeinsamkeiten? Und wie sieht es mit dem gegenseitigen Einfluss der beiden Größen unseres Erdsystems aus?

Manch einem mag der Stockwerkaufbau unserer Atmosphäre ein Begriff sein. Für den Meteorologen die vermutlich interessanteste Etage ist dabei die Troposphäre, in der sich das tägliche Wettergeschehen abspielt. Darüber folgt die nicht weniger wichtige Stratosphäre, die uns mit ihrer Ozonschicht vor zu starker UV-Einstrahlung schützt. Daran schließen sich die sehr kalte Mesosphäre und die dagegen sehr heiße Thermosphäre an, bevor es mit der Exosphäre so langsam in den Weltraum geht. (Details dazu finden sich im Thema des Tages vom 06.11.2020.)

Der Ozean scheint von außen betrachtet einfach ein großes Becken mit Wasser zu sein, und auch wenn es da nicht überall so eine klare Struktur wie über unseren Köpfen gibt, ist Wasser nicht gleich Wasser. Es gibt verschiedene Wassermassen, die sich durch unterschiedliche Temperaturen oder Salzgehalte voneinander abgrenzen lassen. Je kälter das Wasser ist oder je mehr Stoffe (vornehmlich Salze, daher die Bezeichnung) darin gelöst sind, desto schwerer ist es. Und wie das aus dem Alltag bekannt ist, neigen schwere Dinge dazu, sich weiter nach unten zu begeben, während leichtere sich darüber aufhalten. Genauso verhält es sich auch im Ozean und es gibt Schichten verschiedener Wassermassen.

Ganz am Boden verbreitet sich das sogenannte Antarktische Bodenwasser, das; wie der Name bereits vermuten lässt; das kälteste ist und sich am Ozeanboden befindet. Darüber ist in den meisten Ozeanen das Nordatlantische Tiefenwasser eingeschichtet, das zwar nicht ganz so kalt ist, dafür aber durch einen hohen Salzgehalt absinkt. Darüber wiederum sind die sogenannten Zentralwasser zu finden. Das ist ein bunter Mix verschiedener Temperaturen und Salzgehalte, die dadurch zustande kommen, dass das Wasser an verschiedenen Orten seinen Ursprung hat. Und ganz obendrauf liegen die Oberflächenwasser, die das Bindeglied zwischen Ozean und Atmosphäre darstellen. In den obersten Schichten kann die Sonne den Ozean erwärmen, Wasser kann verdunsten und in die Atmosphäre gelangen, wodurch der Ozean lokal salziger wird. Umgekehrt können Niederschläge das Wasser frischer machen und Gase aus der Luft können in den Ozean gelangen. So fördert zum Beispiel der Eintrag von Sauerstoff das Leben im Wasser oder der Ozean nimmt viel des überschüssigen Kohlenstoffdioxids aus der Luft auf.

Während die Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche etwa 14 Grad beträgt, ist das Wasser der Ozeane im Mittel nur 4 Grad warm. Das liegt daran, dass nur etwa die oberen 100 Meter Sonnenlicht zu Gesicht bekommen. Bei einer mittleren Meerestiefe von knapp 4000 Metern bedeutet das, dass einem Großteil des Wassers diese Wärme verwehrt bleibt. Aber dies ist nur der Mittelwert über die gesamte Wassersäule, an der Oberfläche liegt die Temperatur deutlich höher. Auch wenn in den Tropen die Luft wärmer als das Wasser ist und die Sonne ordentlich Kraft hat, ist das Oberflächenwasser global gesehen wärmer als die Luft darüber. Das hat zur Folge, dass der Ozean insbesondere in Richtung der polaren Regionen über seine Oberfläche Wärme an die Atmosphäre abgibt.

Die Wasseroberfläche als Grenze zwischen den beiden Elementen ist also weniger eine Grenze als eher eine wichtige Verbindung. Und die nimmt auch eine nicht zu vernachlässigende Rolle im Zusammenspiel von Atmosphäre und Ozean ein, wenn es um den Wind geht. Aber dem widmen wir uns in einem weiteren Thema des Tages.

Christina Kagel

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 21.08.2024