Oceanografi

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Oceanografi beskriver havvidenskaben i hele deres bredde. I den engelsktalende verden svarer udtrykkene havvidenskab, men også oceanografi til denne betydning, mens udtrykket oceanografi traditionelt på tysk kun omfatter fysisk oceanografi . Den del af oceanografi, der specifikt er afsat til biologiske fænomener, kaldes biologisk oceanografi eller havbiologi på tysk.

Baseret på udtrykket limnologi for indre vandvidenskab er udtrykket "oceanologi" ( græsk for havvidenskab ) midlertidigt opfundet på tysk i betydningen en analog dannelse, men dette har ikke fanget sig i specialistvidenskab.

Antje Boetius , i øjeblikket den mest kendte tyske havforsker.

Områder inden for oceanografi

Oceanografi kan opdeles i flere, omend delvist overlappende, underområder, der er forskellige med hensyn til indhold, metoder og problemstillinger:

  • Oceanografi eller fysisk oceanografi: beskæftiger sig med fysiske processer i og på havene . Hun undersøger parametre som havstrømme , varmeindhold i havene fra temperatur, saltindhold , lydhastighed, oceanisk akustik , suspenderet stof eller lysgennemtrængelighed. Udover strømme undersøges andre bevægelsesprocesser som turbulens, bølger ( dønning ), tidevand (ebbe / strøm ), vind- og tæthedsdrevne drivstrømme og den tilhørende varmetransport i havet. De nødvendige målinger kan
  • Biologisk havvidenskab eller havbiologi : undersøger biologiske særegenheder (f.eks. Tilpasninger i morfologi, fysiologi og biokemi af levende ting), forekomst, vækst, reproduktion og dødelighed for marine organismer og analyserer den økologiske påvirkning af miljøparametre, især vandtemperatur, saltindhold og strømme. Det er ofte opdelt i marin botanik, marin zoologi, planktonologi, fiskeribiologi, marin mikrobiologi og marin økologi.
  • Marin økologi : Her undersøges de økologiske vekselvirkninger mellem organismer og deres miljø og også organismernes konsekvenser for turbiditet, sedimentering, næringscyklusser og sedimentationsprocesser. Havbiologi og havøkologi smelter sammen.
  • Marine geologi : forsker i processer, der former havbunden - fortid, nutid og fremtid. Den geologiske undersøgelse af aflejringerne ( sedimenter ) giver information om klimaet i jordens historie ( paleoklimatologi ). Marine råmaterialeforekomster , for eksempel i form af mineralmalm, gashydrater eller kulbrinter, undersøges også.
  • Maritim meteorologi og klimatologi : undersøger havets interaktion med atmosfæren (f.eks. Varme, impuls og ferskvandstransport), oceanernes indflydelse på klimasystemet eller virkningerne af vejrfænomener som cykloner, monsuner osv. På havene .
  • Maritim geokemi : undersøger samspillet mellem kemiske og geologiske processer i havet og de kemiske processer i aflejringerne ( sedimenter ).
  • Marine biogeokemi : undersøger materialernes cyklus af elementerne i havene og de involverede mikroorganismer
  • Kemisk oceanografi: studerer oprindelse og sammensætning af havvand og kemiske cyklusser af næringsstoffer som kulstof eller nitrogen .
  • Marine engineering : udvikling af teknologier til prøveudtagning, observation og automatisk måling. Eksempler: Autonome dybdrifter, svævefly , landere (dybhavsobservatorier), autonome undersøiske køretøjer ( AUV = Autonomous Underwater Vehicle), fjernbetjente undervandskøretøjer ( ROV = fjernbetjente køretøjer)
  • Andre ekspertiseområder omfatter havret , fiskeri og havarkæologi ; Relaterede discipliner er havisforskning, polar- og klimaforskning.

Tysk havforskning finansieres primært af det føderale forskningsministerium (BMBF) . [1] Et fokus er på bæredygtig brug og beskyttelse af havene. Forskningsprojekter, der tyder oceanernes rolle som CO 2 og varmelagring i klimaændringer, finansieres. Et andet forskningsemne er stigende havniveau og virkningerne på kystområderne. Børstning og forsuring af havene og de tilhørende konsekvenser for biologisk mangfoldighed undersøges også af BMBF. Forskning inden for havteknologi finansieres derimod af det føderale økonomiministerium (BMWi) . [2]

Som en ekstremt tværfaglig videnskab kræver oceanografi et tæt samarbejde mellem dets individuelle områder. Samarbejdet med nærliggende jordvidenskab , især med geofysik og geodesi , kommer til udtryk i strukturen i den geovidenskabelige fagforening IUGG , hvor oceanograferne udgør den 6. forening IAPSO (International Association for the Physical Sciences of the Oceans).

Historie om videnskabelig udforskning af havene

De første forsøg på forskning i havene kan spores tilbage til oldtiden . De var tæt forbundet med udforskningen af ​​jorden. Dette omfattede kystforløbet, kysternes og øernes positionelle forhold til hinanden og havets udformning. De første beskrivelser af kysten ( Periplus ) var et resumé af Ptolemaios (ca. 150 e.Kr.). De relevante måleenheder manglede for en nøjagtig gengivelse. Indførelsen af astrolabiet og Jakobs stab (omkring 1500) muliggjorde astronomiske beregninger af bredden af ​​et sted til søs, så engang opdagede øer, og når man krydsede havet, kunne kysten nogenlunde findes igen. Det var først ved opfindelsen af sekstanten (1731) og skibets kronometer (1764) og indførelsen af radiotidssignaler , at problemet med at bestemme placeringen til søs blev løst, så de geografiske koordinater for et sted kunne bestemmes kl. når som helst.

Tidevandsfænomenerne er en effekt af tidevandskræfterne fra månen og solen . Disse kræfter blev først forklaret af Isaac Newton (1687) fra den generelle masseattraktion af jorden - månen og jorden - solen.

Den første respekterede marineefterforskningsekspedition blev udført af Edmond Halley i 1698 for at undersøge ændringen i placeringsfejl . Navigationens udvikling var en forudsætning for at udføre anden forskning, f.eks. B. til forskning i havstrømme på det åbne hav. Golfstrømmen blev opdaget i 1513. I 1603 blev havstrømmene beskrevet. De første kort over havstrømmene blev tegnet i 1678 og 1786 med det formål at forkorte rejsetiden mellem Europa og Amerika for sejlskibe .

Undersøgelsen af vindene er blevet udført med stor opmærksomhed siden oldtiden. Det første kort over vindforholdene i Atlanterhavet blev tegnet af Edmond Halley i 1688. I 1700 -tallet begyndte begyndelsen på en systematisk undersøgelse af verdens oceanografiske forhold. Hydrografiske tjenester er sat op i forskellige lande til at gennemføre maritim opmåling og udstede søkort , nautiske håndbøger og tidevandstabeller . De bliver mere og mere vigtige for skibsindustrien i hastig udvikling. Den amerikanske søofficer Matthew Fontaine Maury begyndte den systematiske indsamling af skibsobservationer i midten af ​​1800 -tallet. Ved at evaluere disse observationer kunne han i 1847 offentliggøre vind- og strømkort, hvilket bidrog til en betydelig forkortelse af sejlskibenes rejsetider. Hans bestræbelser på at perfektere observationer og standardisere dem førte til den første internationale hydrografiske konference i Bruxelles i 1853. Dette lagde grundlaget for en international observationstjeneste, hvor omkring 6000 fiskeri- og handelsskibe deltager i dag.

Moderne oceanografi begyndte i 1872, da HMS Challenger ( Challenger Expedition ) begyndte en flerårig oceanografisk rejse rundt om i verden. Formålet med denne og de følgende ekspeditioner i forskellige lande, såsom Plankton -ekspeditionen 1889, Pola -ekspeditionen 1890–1898 og Valdivia -ekspeditionen 1898–1899, var den første oversigt over de topografiske , fysiske, kemiske og biologiske forhold i verden oceaner, om de dybere lag, som man ikke vidste noget så godt om dengang. Ikke alene blev de første grundlæggende fund indsamlet, de nødvendige standardmetoder blev også udviklet. Fundamentet for udviklingen af ​​teoretisk oceanologi blev også lagt, og de første realistiske dynamiske modeller blev skabt. Over tid krævede disse en afvigelse fra de grove stikprøvemålinger af den første opgørelse.

Typer af marine udforskningsture

De oceanografiske ekspeditioner til søs kan opdeles i følgende områder:

  • Generelle oceanografiske optagelser: De giver et indledende generelt overblik over de oceanografiske forhold i området, hvad der sker i optagelsestidspunktet.
  • Sæsonmæssige optagelser: Disse blev fastsat af International Council for the Exploration of the Sea i 1902 til februar ( vinter ), maj ( forår ), august ( sommer ) og november ( efterår ). Optagelserne skal foretages i første halvdel af måneden. Desuden blev der etableret et system med bestemte linjer (skibskurser) for individuelle områder i forskellige hav, hvor optagelserne skulle udføres på visse havstationer (hydrologiske sektioner).
  • Synkrone optagelser: De sæsonbestemte optagelser udføres samtidigt ( synkront ) af flere forskningsfartøjer for at få et synoptisk billede af fordelingen af ​​de oceanografiske elementer på kortest mulig tid.
  • Optagelser efter vejrtyper: Disse optagelser foretages, når der hersker en typisk vejrsituation, der har indflydelse på de oceaniske processer i havet.

Skal undersøges eller måles:

Hav og tilløb

Oceaniske frontsystemer på den sydlige halvkugle

En klar afgrænsning i henhold til morfologiske aspekter er ikke mulig og er ikke rettet mod i nautiske klassifikationer, da man i stræder ikke vælger den korteste forbindelse som grænse, men tildeler hele sundet til et af havene.

Følgende grænsehierarki resulterer for oceaner og bifloder:

  • Første ordens grænser: grænser mellem de fire oceaner ( Stillehavet , Atlanterhavet , Indien , Arktis ).
  • Andenordens grænser: grænser mellem oceanernes underområder; z. B. ækvator som grænsen mellem de nordlige og sydlige dele af et hav.
  • Tredje ordens grænser: grænser til det sekundære hav. De begrundes bedst morfologisk.
  • Fjerde ordens grænser: grænser mellem bifloderens underområder. De sættes normalt vilkårligt.
Hav og tilløb Areal (i million km²) Mængde (i millioner km³) medium dybde (m) maksimal dybde (m)
Stillehavet 166.241 696.189 4188 11034
Australasisk Middelhav 9.082 11.366 1252 6504
Beringhavet 2.261 3,373 1492 3961
Havet i Okhotsk 1.392 1,354 973 3379
Gul - Østkinesiske Hav 1.202 0,327 272 2681
Japansk hav 1.013 1.690 1667 3617
Californiens Golf 0,153 0,111 724 -
Total 181.344 714.410 3940 11034
Atlanterhavet 86.557 323.369 3736 9219
Amerikansk Middelhav 4,357 9.427 2164 6269
Middelhavet 2.510 3,771 1502 4404
Det sorte Hav 0,508 0,605 1191 -
Østersøen 0,382 0,038 101 459
Total 94.314 337.210 3575 9219
Det indiske ocean 73.427 284.340 3872 8047
det røde Hav 0,453 0,244 538 2359
Persiske Golf 0,238 0,024 84 100
Total 74.118 284.608 3840 9215
det arktiske Ocean 9.485 12.615 1330 5220
Arktisk Middelhav 2.772 1.087 392 -
Total 12.257 13.702 1117 5220
I alt 362.033 1349.930 3795 11034

Hav og fastland

Fordeling af hav og land

Animation af jordens rotation
Jordens store landskaber: Bassin på land: lyseblå. Puljer i havet: ikke fremhævet

Jordens overflade har en udvidelse på 510 millioner km². Det er fordelt over havet med 361 millioner km² og på landet med 149 millioner km².

Det er anderledes med masserne. Her repræsenterer oceanernes vand en lille andel af jordens masse, forholdet mellem jorden og havene er 4166: 1, hvilket svarer til en masse af havene på 0,024% af jordens masse. Indtrykket af, at områderne på jorden dækket af vand dominerer, forstærkes af, at land og vand er ujævnt fordelt. Da verdenshavene alle er forbundet med hinanden, kan ethvert andet punkt nås fra et punkt på jordens kyst. Ofte skal der køres længere omveje. Særligt lange omveje var nødvendige for at omgå Afrika og Sydamerika . Her tilbød landdistrikterne Suez og Panama særlige muligheder for at forkorte omveje gennem kanaler.

Kystnære

Korsikas kyst mellem Galeria - Porto -bugten

Området, hvor hav og land mødes, kaldes generelt kysten. På kysten mødes litosfæren (fastlandet), hydrosfæren (havet) og jordens atmosfære . Kræfterne i kontaktområdet for disse tre medier giver kysten særlige manifestationer. Af særlig betydning er jordskorpenes geologi og havets dynamik, men også vejrets og klimaets indflydelse.

De oceanografiske linjer er:

kysten på niveau med den øverste stormflod og surfeffekt
kystlinjen med den maksimale vandgrænse
vandlinjen i det lave springvand (se også Watt )

Følgende faktorer er involveret i udformningen af ​​kysten:

tektonisk skorpebevægelse (op- og nedadgående bevægelse)
Arten af de sten
Havtilstand , vandstand, tidevand og strømme
Vejr og klima , især vind og frost (isdannelse)
Flora og fauna (f.eks. Mangroveskove , muslingebede og koralstrukturer)
Mennesker bygget i form af kystbeskyttelse (f.eks. Diger ) og havn

Øer

Satellitbillede af nogle af de vulkaniske øer på Hawaiiøerne - fra vest til øst: Oʻahu , Molokaʻi , Lānaʻi , Maui og Kahoʻolawe
Satellitbillede af de østfrisiske vadeøer
Koralø i Stillehavet
Satellitbillede af Bodden -øen Ruegen

Dele af landoverfladen skyllet rundt ved havet kaldes øer . Alle dele kaldes øer, der i deres mindste form ikke længere oversvømmes under normale oversvømmelser. Afhængigt af deres placering og tilhørsforhold tildeles de et kontinent eller et havbassin, hvis de er grupperet uden for et kontinentets hyldeområde i gruppen af ​​oceaniske øer, uanset hvilken oprindelse de er. Der skelnes mellem individuelle øer og grupper af øer ( øgrupper ) efter deres nærhed til hinanden. Store øer som Grønland , England og Madagaskar har en typisk kontinental geografisk struktur, for det meste er små øer under 100 km² landoverflade påvirket af havet. Disse øer er normalt af særlig interesse for oceanografi.

Ifølge dannelsen kan følgende typer øer skelnes:

Byggede øer
  • tektonisk formation: hæv øer
    • ved kanterne af klumper
    • Rødspætteøer
    • i løbet af foldbjerge
    • Ø -kæder
    • Ø buer
    • Ø -guirlander
  • vulkansk dannelse: vulkanske øer
  • Dannelse ved alluviale aflejringer: Alluviale øer
    • Sandrev øer
    • Sandplade klit øer
    • Vadeøerne
    • Mudder øer
  • biogen oprindelse: koraløer, se atoll
  • menneskeskabt oprindelse: kunstige øer
    • Marsh Islands
    • Havneøerne
Isolerede øer
  • Dannelse ved marine erosion ( slid ): ø -klipper
    • Resterende øer
    • Spitøerne
  • Dannet ved marin indtrængning (drukning af en del af landet): Ria Islands
    • Canaleøerne
    • Øhav
    • Bodden Islands
  • Dannet af tektoniske fejl: ødelagte klodøer

Havbunden

Jordaflastning

Flachsee og skråning:

Flad sø eller hylde - den del af trinene i jordreliefet, der omgiver kontinentet fra grænsen for konstant nedsænkning til den genkendelige hældning i havets dybder, cirka en vanddybde på op til 200 m.
Øens lave sø - niveau af en jordrelief på en ø eller skærgård fra grænsen til den klart genkendelige bundskråning til en dybde på cirka 200 m.
Kontinental skråning - stejlere del af jordreliefet, som en forlængelse af den yderste kant af det flade hav mod dybhavet

Fordybninger i jorden:

Bassin - depression med en lidt rund, oval eller elliptisk form ( søbassin )
Grøft eller kanal - langstrakt depression i dybhavet ( dybhavskanal )

Højder af jorden:

Ingot - en lang og bred bump, der stikker ud fra dybet
Undervands bjergkæde - lang og smal højde med stejle skråninger
Plateau - flad højde med en vandret overflade og stejle skråninger
Topmøde - højde med stejle skråninger
Undersøisk landtange - lang, smal højde med stejle skråninger, der forbinder undervandshøjder

Se også: pladetektonik

Oceaniske sedimenter

Havbunden består generelt ikke af sten, men af ​​aflejret materiale ( sedimenter ). Jordprøverne tillader en bestemt orientering af skibets placering, for fiskeri er bundens tilstand vigtig (brug: bundtrawl ). Sedimentaflejringerne bidrager til forståelsen af ​​aflastningsforholdene. De marine sedimenter undersøges i henhold til deres dannelse, sammensætning og fordeling.

Havene og tilløbene er indsamlingsbassiner for en stor del af klippen ødelagt ( forvitret ) på fastlandet, et produkt af aflejringer i selve havet. De består af lokalt skiftende dele, der kan spores tilbage til seks forskellige oprindelser ( terrigen , biogen , polygen , kemogen , vulkanogen og kosmogen (genetiske sedimentgrupper)).

De terrigenous sedimenter har deres oprindelse på fastlandet. De kommer fra mekanisk forvitring (stenopløsning) og kemisk forvitring, som er baseret på vandets opløsningsevne. Som et resultat af forskellige erosionsprocesser når omkring 85% af materialet oceanerne som forsyning fra floderne (se fluvialt sediment ). En anden kommer fra kyster og lavvandede , der er udsat for den eroderende virkning af brændingen . Morænemateriale føres også ud i havet gennem gletschere og isbjerge. Isbjerge transporterer undertiden store sten fra polarområdet langt ud i havet. Fint støv kommer fra vinden, f.eks. B. fra Sahara , tilføjet. Denne materialetransport er tæt forbundet med havstrømmen, under dens indflydelse sorteres materialet efter kornstørrelse. Store stenstykker forbliver allerede i flodmundingen nær kysten. De finere dele føres langt ud i havet, før de sedimenterer. De udgør hovedkomponenten i det røde dybhavs ler .

De biogene sedimenter kan opdeles i tre organiske materialer, landbaserede, benthogene og planktogene . Benthogenerne består af resterne af faunaen ( ichthyofauna ) og flora, der lever på havbunden. De samler sig nær kysten som lavvandede aflejringer. I dybhavet er den organiske del hovedsageligt den af ​​animalsk og vegetabilsk plankton, som også kan findes på overfladen af ​​vandet. Det meste af det døde plankton frigives fra havvandet, når det synker til havbunden. Kun få sparsomt opløselige kalk- og kiselsyreholdige rester kommer dertil, hovedsageligt forskellige typer af globigeriner (tilhører foraminifera ( rodbælge ) og skallerne fra pteropods eller pteropods . En anden vigtig kilde er nanoplankton , især coccolithophores . De sedimentdannende kiselalger og radiolarier er almindelige . De biogene sedimenter er opkaldt efter de dyr eller planter, der oftest er repræsenteret.

Den eneste repræsentant for det polygene sediment er det røde dybhavs ler. Denne består af næsten 90% uorganiske stoffer og kommer fra fastlandet og resterne af radioaktionerne.

De kemogene sedimenter er nye mineralformationer, der udvikler sig direkte på havbunden gennem frigivelse fra havvandet og andre processer. De indeholder ofte glauconit , fjernt jern og manganoxid , mest i form af knolde, granulat og skiver, samt betydelige andele af kobolt , zink og titanium .

De vulkanogene sedimenter er koncentreret i vulkanernes omgivelser. På havbunden kan du finde vulkansk silt, lava blandet med terrigenous sedimenter.

De kosmogene sedimenter, de kommer for det meste fra interplanetarisk stof og består af små partikler indeholdende jern og silikat .

Årlig sedimentindgang i havene og bifloder

Faktorer Mængde i milliarder tons
Floder 18,0
erosion 0,3
Vulkaner 2.0
Biogen faktor 1.0
flødeis 0,4
Konkretioner 0,012
Kosmisk støv 0,005
I alt 21.717

Mikropalaontologisk analyse bruges til at identificere meget små muslinger og skeletter, ved hjælp af hvilke individuelle former tælles. Resultatet af dette arbejde er et kendetegn ved havbundens mikrofauna . For dybhavssedimenter er mikropalaontologi blevet en vigtig særlig gren af ​​oceanografi i forbindelse med olieforekomster .

Evaluering af de oceanografiske måleresultater

Behandlingen af ​​måleresultaterne kan udføres på en række forskellige måder. Der er havgeologiske beskrivelser af havbunden med underskrifter af jordens egenskaber. Når jordprøver taget fra det pågældende havområde er blevet undersøgt i laboratoriet, føres de som resultat på et kort med koordinaterne for prøvetagningen. Det er her det komplicerede arbejde med korrekt fortolkning af analyserne efter deres hovedtyper og blandinger (sten, grus, sand, silt, mudder, ler osv.) Begynder for havgeologen. Disse kort har stor betydning for skibsfarten. De markerer gode og dårlige forankringer og yder assistance til rejsen gennem isen. Du kvalificerer dig til at fiske gode og dårlige fiskeriområder, i kystområdet for maritime værker vises gode eller dårlige grundforhold. Disse kort er også af militær betydning: f.eks. B. for en ubåd, der ønsker at skjule eller camouflere sig selv.

Marine geologiske sektioner laves, hvis der også er huller til jordprøverne. De giver mulighed for at vise lagdeling af de enkelte havbundstyper og deres tykkelse i et snit. De marine geologiske kort viser for det meste åbenlyse overgange fra en jordtype til en anden. I grænseområderne skifter de enkelte jordtyper normalt kun gradvist fra den ene jordtype til den anden.

Havstrømme

Havstrømme på overfladen 2004

Under påvirkning af forskellige faktorer, især solens opvarmning af vandmasserne, ændres vandets fysisk -kemiske egenskaber normalt kun i overfladelagets område op til en dybde på 600 - 1.000 m. den såkaldte troposfære i havet. Endvidere virker vinden på havoverfladen, afkøling og indflydelse af havbundens aflastning på dannelsen af havstrømme . Som et resultat af denne proces og blandingen opstår de forskellige havstrømme, de transplanterer vandmasserne fra oprindelsesområdet til andre områder af havet, de får dem til at synke ned i dybet eller deres stigning fra dybderne til vandoverflade.

Typer af strømme

Strømme efter varighed og vedholdenhed:

  • konstante strømme
  • periodisk forekommende strømme
  • intermitterende strømme

Kræfter, der genererer strømme i henhold til deres oprindelse:

Friktionsstrømme :

Tidevandsstrømme :

Strømme efter deres bevægelsesretning:

Strømme i henhold til vandmassernes fysiske eller kemiske egenskaber:

  • varme strømme
  • salte strømme
  • søde eller saltfattige strømme
  • kolde strømme

Strømme efter deres lagdeling og placering:

Som en tommelfingerregel gælder dette for alle havstrømme, de adskiller sig i deres varighed og den kraft, der genereres i dem.

Aus diesen beiden Bedingungen kann man in den meisten Fällen feststellen, ob die gegebene Strömung warm oder kalt, eine Tiefen oder Oberflächenströmung eine ständige oder periodische ist.

Als ständig vorhandene Strömungen bezeichnet man jene, die ununterbrochen zu allen Jahreszeiten im Strömungssystem der Ozeane vorhanden sind, z. B. im Atlantischen Ozean der Golfstrom oder im Pazifischen Ozean der Kuroshio . Als periodisch vorkommende Strömungen werden solche Strömungen bezeichnet, die zeitlich lang oder kurz, aber in einer ständigen Wiederkehr auftreten, z. B. im Indischen Ozean die langperiodischen Monsun strömungen. Zeitweilig auftretende Strömungen entstehen durch das Einwirken von kurzen, örtlich sehr starken Winden. Gravitationsströmungen entstehen aus der Neigung der Isobarenflächen . Der Horizontalgradient des Druckes in der Dichtausgleichsströmung entsteht durch die ungleichmäßigen und zeitlich unterschiedlichen Veränderungen der Temperatur und des Salzgehalts in den einzelnen Schichten im Wasser, dadurch entsteht eine verschiedene Dichteverteilung. Barogradientströmungen werden durch Veränderungen in der Verteilung des Luftdruckes hervorgerufen, die unter Hochdruckgebieten ein Sinken des Wasserspiegels und unter Tiefdruckgebieten eine Erhöhung des Wasserspiegels bewirken. Abflussströmungen entstehen durch eine Schräglage des Niveaus, z. B. große Abflussmengen aus Flüssen oder Flussmündungen, die in ein Seegebiet fließen, ferner große örtliche Regenniederschläge. Kompensationsströmungen entstehen etwas abseits von den anderen und beruhen auf der Tatsache, dass Wasser eine zusammenhängende, unelastische Flüssigkeit ist, die Mangel an einer Stelle durch Zufluss von anderer Seite auszugleichen strebt. Verursacht Wind eine Abströmung des Wassers aus einem Gebiet, setzt sofort eine Zustrom aus einem anderen Seegebiet in das betroffene Seegebiet ein zur Kompensation. Die Wind- und Triftströmungen entstehen aus der Windreibung an der Wasseroberfläche und des Winddruckes auf den Wellenrücken. Dadurch setzen sich die Oberflächenwasserschichten in Bewegung.

Kräfte, die auf die Wassermassen einwirken

Die Kräfte, die auf die ruhenden Wassermassen einwirken, sind:

  • Schwerkraft als die wichtigste und äußere Kraft, die auf jedes Massenteilchen im Meer einwirkt
  • statischer Druck: als innere Kraft, die durch das Druckfeld in Form von isobaren Flächen dargestellt wird
  • Dichte des Wassers : als innere Kraft, deren Verteilung an Ort und Stelle ( in situ ) oder ihres reziproken Wertes (spezifisches Volumen) als Massenfeld bestimmt wird.

Zu den die Bewegung erzeugenden und erhaltenden primären Kräften gehören:

  • Schubkraft des Windes, die tangential an der Wasseroberfläche ansetzt und gegenüber den primären Kräften eine bedeutende Wirkung hat, weil sie großräumige Triftströmungen und Stauwirkungen und innere Druckkräfte erzeugen
  • Anziehungskraft: SonneErdeMond – diese erzeugen eine periodische Gezeitenwelle, welche sich in Wasserstandsschwankungen als Ebbe und Flut auswirkt und gleichzeitig periodische Gezeitenströmungen erzeugt
  • Änderung des Luftdrucks : Strömungen an der Oberfläche des Meeres lösen diese aus, wobei die Luftdruckänderung und Intensität sich als unbeständiger Charakter erweisen
  • Abfluss- oder Ausspiegelungskraft die durch eine Neigung der Meeresoberfläche entsteht, bedingt durch örtlichen Zuwachs an Wassermassen (z. B. Regen )

Die Bewegungen werden außerdem durch sekundäre Kräfte beeinflusst:

  • Reibungskraft : diese Bewegung vermindert die Geschwindigkeit und wandelt sie in Wärme um
  • ablenkende Erdrotation : sie beeinflusst die Bewegungsrichtung der Wassermassen
  • Zentrifugalkraft : sie beeinflusst nur bei krummlinienförmigen Bewegungen die Wassermassen, dabei entsteht
  • Trägheitskraft , die bei der Geschwindigkeit der Wassermassen überwunden werden muss.

Meereis

Arten der Klassifikation

Ross-Schelfeis
Eisberg, 90 % sind unter Wasser, wie in dieser Fotomontage

Seit Jahrhunderten sind Meereskundler und Nautiker bestrebt, die Vielzahl der Arten des Meereises in eine gültige Terminologie und Klassifikation aufzubauen, die auch die regionalen Eigenarten des Eisverhaltens einzelner Meere und Ozeane berücksichtigt. Was in seiner Form noch nicht restlos gelöst ist. Es gibt mehrere Klassifikationen:

Die genetische Klassifikation – nach der Form, der Größe, der Art der Oberfläche und der Farbe des Eises
Die Altersklassifikation – nach dem Alter des Eises sowie den Stadien der Entwicklung und der Zerstörung der einzelnen Arten des Eises
Die Klassifikation nach der Struktur des Eises – nach der Makro - oder Mikrostruktur des Eises
Die physikalisch-mechanische Klassifikation – Eigenschaften des Eises, besonders die Festigkeit
Die geochemische Klassifikation – nach den chemischen Bestandteilen des Eises, im Zusammenhang mit seinen verschiedenen Entstehungsbedingungen
Die nautische Klassifikation – Lage und Verteilung des Eises und ihre Passierbarkeit für Schiffe
Die geographische Klassifikation – nach den Besonderheiten der Ozeane und Meere
Die dynamische Klassifikation – nach der Beweglichkeit des Eises, seiner Drift und Bildung des Eises

Arten von Meereis

Aufgelaufener Packeiswall (Grounded hummock) – Aufgelaufenes Eis. Kann einen einzelnen Packeiswall oder eine Linie aufgelaufener Packeiswälle umfassen.
Aufrechtstehendes Eis (Standing floe) – Isoliertes Schwimmeis, in vertikaler oder geneigter Stellung, umgeben von einheitlichem Eis.
Arktisches Packeis (Arctic pack) – Fast salzloses Eis, es ist älter als zwei Jahre, mehr als 2,5 m dick und von welliger Oberfläche. Die Packeiswälle, die mehrfach getaut sind, haben geglättete Form.
Brummeis (Growler) – Eisblöcke von kleiner Größe ca. 3 – 5 m, oft von grünlicher Färbung und wenig aus dem Wasser ragend. Durch ihr Ein- und Austauchen aus dem Wasser entsteht ein Geräusch, das an ein Brummen erinnert.
Buchteis (Bay-ice) – Geschlossenes Eis, das älter ist als ein Jahr und auf dem Schneewälle vorhanden sind. Die Dicke mit Schnee kann bis zu 2 m betragen.
Dickes Wintereis (Thick winter-ice) – Jährliches Eis mit einer Dicke von über 30 cm
Eisbänke (Patch) – Zusammengeballtes Treibeis; dessen Grenzen bleiben sichtbar mit einer Ausdehnung von unter 10 km.
Eisbarre (Ice-bar) – Kette von Eis, die durch Wellengang, Strömung und Schlagwellen gestaut wird.
Eisberg (Iceberg) – Schwimmendes oder aufgelaufenem Eis, von einer Höhe über 5 m Meeresniveau, das von Gletschern oder Eisbarriere abgebrochen ist.
Eisblink (Ice-blink) – Weißes Aufhellen der niedrigen Wolken über einem ausgedehnten Eisfeld, am Horizont leuchtend.
Eisbrei (Sludge) – Eisflächen von weißer Farbe mit einigen Zentimetern Dicke; zusammengesetzt aus Eis und Schneematsch.
Eisfeld (Ice-field) – Schwimmendes Eis von unbestimmter Größe, sodass man nicht die Grenze erkennen kann.
Eisgürtel (Belt) – Langes Band schwimmenden Eises, kann bis über 100 km Breite erreichen.
Eisinsel (Ice island) – Vom Eisschelf losgelöster Eisblock
Eisnebel (Frost-smoke) – Nebel, der von dem Kontakt zwischen kalter Luft und warmen Meerwasser herrührt.
Eisscholle (Ice-cake) – Eis von der Größe unter 10 m
Firneisberg (Glacier berg) – Vom Land abgelöste Eismasse, die sich an der Küste gebildet hat, mit einer Höhe bis 5 m über Meereshöhe oder auf eine Untiefe aufgelaufen.
Floßeis (Rafted ice) – Presseis, das vom Übereinanderliegen von zwei oder mehreren schwimmenden Eismassen herrührt.

Marine Fauna und Flora

Die Allgemeine Meereskunde geht nicht so weit in der Betrachtung der Lebewesen, Pflanzenwelt und Bakterien des Ozeans wie der Meeresbiologe oder Mikrobiologe . Für den Ozeanologen sind die Lebewesen des Ozeans vorwiegend indirekte Indikatoren der chemischen, physikalischen, meeresbiologischen und dynamischen Prozesse im Ozean. Die Lebewesen werden in der Hydrobiologie in drei Gruppen unterteilt, in Plankton , Nekton und Benthos .

Zum Plankton gehören alle jene Lebewesen die keine großen Bewegungsorgane besitzen und mehr oder weniger in allen Wasserschichten vorkommen und dort treiben. Auch einzellige Wasserpflanzen ( Phytoplankton ), sowie kleine mehrzellige Lebewesen ( Infusorien ), ferner das was in die Rubrik des Zooplanktons fällt. Das Nekton bilden größere schwimmende Lebewesen, wie Fische aller Art, die befähig sind, sich selbstständig in größeren Bereichen zu bewegen. Benthos ist der Sammelname für alle Lebewesen und Pflanzen, die über, am oder im Meeresboden leben und wachsen.

Durch Vorfinden von Vertretern der einen oder anderen Gruppe von Lebewesen in einzelnen Gebieten oder Wasserschichten kann man auf regionale Eigenarten dieser Wasserschichten schließen. z. B. auf Temperatur, Salz- und Sauerstoffgehalt weil sie ihren Aufenthalt nach dieser Besonderheit richten. Ändern sich die für ihren Aufenthalt notwendigen natürlichen Verhältnisse, so wandern sie ab, wenn sie sich bewegen können, und gehen in Gebiete wo ihre gewohnten Verhältnisse herrschen. Aus diesen Prozessen kann man, die entsprechenden Lebensbedingungen einzelner Tiere, Pflanzen, und Bakterien kennend, ihr Vorhandensein als Indikator des Gewässers, ohne direkte Messungen feststellen.

Berufsausbildung Ozeanograph

Ozeanographen arbeiten zumeist entweder in der Forschung, dem Meeresschutz oder auch bei meerestechnischen Firmen. Die Ausbildung unterscheidet sich je nach Fachrichtung. Zumeist jedoch gilt für die oben genannten Fachbereiche, dass das eigentliche Studium zum Ozeanografen in Deutschland nur in Kiel und Hamburg möglich ist, als Nebenfach jedoch auch in Bremen, Rostock und Oldenburg.

Für den physikalischen Ozeanographen unterscheidet sich das Studium bis zum Vordiplom nicht von dem eines reinen Physikstudiums. Erst anschließend werden Schwerpunkte in ozeanographischen Bereichen belegt.

Für den chemischen Ozeanographen gilt, dass normalerweise ein Vordiplom oder auch Diplom in Chemie erworben wird und erst im Rahmen einer Promotion findet die Spezialisierung zum chemischen Ozeanografen statt. Auch sind Quereinstieg über die Geologie oder Biologie möglich mit einer anschließenden Promotion in Meereschemie. Ferner ist der Einstieg über ein Staatsexamen an der Fachhochschule, als chemisch-technischer Assistent denkbar, denn anschließend ist ein Studium in der Chemie möglich.

In ähnlicher Weise erfolgt der Einstieg in die anderen Fachbereiche.

Siehe auch

Literatur

  • Tom Garrison: Oceanography. An Invitation to Marine Science. 8. Auflage. CENGAGE Learning Custom Publishing, 2012, ISBN 978-1-111-99085-5 .
  • Jörg Ott: Meereskunde. Einführung in die Geographie und Biologie der Ozeane. 2. Auflage. UTB, Stuttgart 1996, ISBN 3-8001-2675-3 .
  • Ulrich Sommer : Biologische Meereskunde. 2. überarbeitete Auflage. Springer, Stuttgart 2005, ISBN 3-540-23057-2 .
  • Robert H. Steward: Introduction to Physical Oceanography. Open Source Text Book, 2008 ( oceanworld.tamu.edu , englisch).
  • Pierre Tardent: Meeresbiologie: Eine Einführung. 3., unveränd. Auflage. Thieme, Stuttgart / New York 2005, ISBN 3-13-570803-9 .

Weblinks

Wikisource: Ozeanologie – Quellen und Volltexte
Commons : Meereskunde – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Meereskunde – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Forschungsinstitute in Deutschland
private Meeresforschungsaktivitäten in Deutschland
Englische Websites

Einzelnachweise

  1. bmbf.de
  2. bmwi.de