Upwelling

Die Hauptaufschwünge im Ozean sind mit der Divergenz der Strömungen verbunden, die tieferes, kälteres und nährstoffreiches Wasser an die Oberfläche bringen. Es gibt mindestens fünf Arten von Aufschwellungen: Küstenaufschwünge, großflächige windgetriebene Aufschwünge im Inneren des Ozeans, Aufschwünge im Zusammenhang mit Wirbeln, topografisch bedingte Aufschwünge und breit diffuse Aufschwünge im Inneren des Ozeans.

CoastalEdit

Küstenaufschwung ist die bekannteste Art des Aufschwungs und steht in engem Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten, da er einige der produktivsten Fischereien der Welt unterstützt. Ein Aufschwellen der Küste tritt auf, wenn die Windrichtung parallel zur Küste verläuft und windgetriebene Strömungen erzeugt. Die windgetriebenen Strömungen werden aufgrund des Coriolis-Effekts rechts von den Winden in der nördlichen Hemisphäre und links in der südlichen Hemisphäre umgeleitet. Das Ergebnis ist eine Nettobewegung des Oberflächenwassers im rechten Winkel zur Windrichtung, die als Ekman-Transport bezeichnet wird (siehe auch Ekman-Spirale). Wenn der Ekman-Transport von der Küste weg stattfindet, werden wegbewegte Oberflächengewässer durch tieferes, kälteres und dichteres Wasser ersetzt. Normalerweise erfolgt dieser Aufstiegsprozess mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 bis 10 Metern pro Tag, aber die Geschwindigkeit und Nähe des Aufstiegs zur Küste kann aufgrund der Stärke und Entfernung des Windes geändert werden.

Tiefes Wasser sind reich an Nährstoffen, einschließlich Nitrat, Phosphat und Kieselsäure, die selbst das Ergebnis der Zersetzung von sinkendem organischem Material (totes / detritales Plankton) aus Oberflächengewässern sind. Wenn diese Nährstoffe an die Oberfläche gebracht werden, werden sie vom Phytoplankton zusammen mit gelöstem CO2 (Kohlendioxid) und Lichtenergie der Sonne genutzt, um durch Photosynthese organische Verbindungen herzustellen. Aufsteigende Regionen führen daher im Vergleich zu anderen Gebieten des Ozeans zu einer sehr hohen Primärproduktion (der durch Phytoplankton gebundenen Kohlenstoffmenge). Sie machen etwa 50% der weltweiten Meeresproduktivität aus. Eine hohe Primärproduktion breitet sich in der Nahrungskette aus, da Phytoplankton die Basis der ozeanischen Nahrungskette bildet.

Die Nahrungskette folgt dem Verlauf von:

• Phytoplankton → Zooplankton → Raubtier Zooplankton → Filterfütterer → Raubfische → Meeresvögel, Meeressäuger

In einigen Regionen, die als große Küstenaufschwungssysteme bekannt sind, gibt es das ganze Jahr über und nur in bestimmten Monaten des Jahres andere Regionen, bekannt als saisonale Küstenaufschwungssysteme. Viele dieser Auftriebssysteme sind mit einer relativ hohen Kohlenstoffproduktivität verbunden und werden daher als große marine Ökosysteme eingestuft.

Weltweit gibt es fünf Hauptküstenströmungen, die mit Auftriebsgebieten verbunden sind: den Kanarischen Strom (vor Nordwestafrika), der Benguela-Strom (vor dem südlichen Afrika), der kalifornische Strom (vor Kalifornien und Oregon), der Humboldt-Strom (vor Peru und Chile) und der somalische Strom (vor Somalia und Oman). Alle diese Strömungen unterstützen die große Fischerei. Die vier Hauptströmungen an der Ostgrenze, in denen hauptsächlich Küstenaufschwünge auftreten, sind der Kanarische Strom, der Benguela-Strom, der Kalifornische Strom und der Humboldt-Strom. Der Benguela-Strom ist die östliche Grenze des subtropischen Gyrus des Südatlantiks und kann in ein nördliches und ein südliches Teilsystem unterteilt werden, wobei in beiden Gebieten eine Aufwärtsbewegung auftritt. Die Teilsysteme sind durch ein Gebiet mit permanentem Aufschwung vor Lüderitz, der stärksten Aufwärtszone der Welt, unterteilt. Das California Current System (CCS) ist eine östliche Grenzströmung des Nordpazifiks, die auch durch eine Nord- und Südspaltung gekennzeichnet ist. Die Aufteilung in diesem System erfolgt bei Point Conception, Kalifornien, aufgrund eines schwachen Aufschwungs im Süden und eines starken Aufschwungs im Norden. Der Kanarische Strom ist ein östlicher Grenzstrom des Nordatlantischen Gyre und wird aufgrund der Anwesenheit der Kanarischen Inseln ebenfalls getrennt. Schließlich fließt der Humboldt-Strom oder der Peru-Strom entlang der südamerikanischen Küste von Peru nach Chile nach Westen und erstreckt sich bis zu 1.000 Kilometer vor der Küste. Diese vier östlichen Grenzströme bilden die Mehrheit der Küstenaufwärtszonen in den Ozeanen.

EquatorialEdit

Anstieg am Äquator ist mit der Intertropical Convergence Zone (ITCZ) verbunden, die sich tatsächlich bewegt und sich daher häufig nördlich oder südlich des Äquators befindet. Ostliche (westliche) Passatwinde wehen aus Nordosten und Südosten und laufen entlang des Äquators zusammen, der nach Westen weht, um das ITCZ zu bilden. Obwohl entlang des Äquators keine Coriolis-Kräfte vorhanden sind, erfolgt die Aufwärtsbewegung immer noch nördlich und südlich des Äquators.Dies führt zu einer Divergenz, wobei dichteres, nährstoffreiches Wasser von unten aufsteigt, und führt zu der bemerkenswerten Tatsache, dass die Äquatorregion im Pazifik vom Weltraum aus als breite Linie hoher Phytoplanktonkonzentration erfasst werden kann.

Southern OceanEdit

Auch im Südpolarmeer gibt es großflächige Aufschwünge. Hier wehen starke Westwinde (nach Osten) um die Antarktis und treiben einen erheblichen Wasserfluss nach Norden. Dies ist eigentlich eine Art Küstenaufschwung. Da es zwischen Südamerika und der Spitze der Antarktischen Halbinsel keine Kontinente in einem Band offener Breiten gibt, wird ein Teil dieses Wassers aus großen Tiefen entnommen. In vielen numerischen Modellen und Beobachtungssynthesen stellt die Aufwärtsbewegung des Südlichen Ozeans das primäre Mittel dar, mit dem tiefes dichtes Wasser an die Oberfläche gebracht wird. In einigen Regionen der Antarktis zieht windgetriebenes Aufschwellen in Küstennähe relativ warmes zirkumpolares Tiefwasser auf den Festlandsockel, wo es die Schmelze des Eisschelfs verbessern und die Stabilität der Eisdecke beeinflussen kann. Flacherer, windgetriebener Aufschwung findet sich auch vor den Westküsten Nord- und Südamerikas, Nordwest- und Südwestafrikas sowie Südwest- und Südaustraliens, die alle mit subtropischen Hochdruckzirkulationen im Ozean verbunden sind (siehe Aufschwung an der Küste oben).

Einige Modelle der Ozeanzirkulation deuten darauf hin, dass in den Tropen eine großflächige Aufwärtsbewegung auftritt, da druckgetriebene Strömungen das Wasser in Richtung der niedrigen Breiten konvergieren, wo es von oben diffus erwärmt wird. Die erforderlichen Diffusionskoeffizienten scheinen jedoch größer zu sein als im realen Ozean beobachtet. Trotzdem tritt wahrscheinlich eine diffuse Aufwärtsbewegung auf.

Andere QuellenBearbeiten

• Lokale und intermittierende Aufwärtsbewegungen können auftreten, wenn vorgelagerte Inseln, Grate oder Seeberge eine Ablenkung tiefer Strömungen verursachen Ein nährstoffreiches Gebiet in Meeresgebieten mit ansonsten geringer Produktivität. Beispiele sind Aufschwünge rund um die Galapagos-Inseln und die Seychellen, auf denen große pelagische Fischereien betrieben werden.
• Das Aufschwellen kann überall auftreten, solange das horizontale Windfeld eine ausreichende Scherung aufweist. Zum Beispiel, wenn ein tropischer Zyklon ein Gebiet durchquert, normalerweise wenn er sich mit einer Geschwindigkeit von weniger als 8 km / h bewegt. Die Zyklonwinde verursachen eine Divergenz im Oberflächenwasser in der Ekman-Schicht, die wiederum das Aufschwellen von tieferem Wasser erfordert, um die Kontinuität aufrechtzuerhalten.
• Künstliches Aufschwellen wird durch Geräte erzeugt, die Ozeanwellenenergie oder Umwandlung von Ozeanwärmeenergie verwenden, um Wasser an die Oberfläche zu pumpen. Es ist auch bekannt, dass Ozeanwindkraftanlagen Aufschwünge erzeugen. Es wurde gezeigt, dass Ozeanwellengeräte Planktonblüten produzieren.