Posted in: Geologie, Klima, Umwelt, Physik 22. März 2011 14:50 Weiter lesen →

Wie ein Diskus im Wasser

Satellitenaufnahme des tropischen Atlantiks nördlich der Amazonasmündung, im Meer ein dunkelblauer Wirbel mit hellen Striemen Auch im sehr großen Maßstab kann sich Wasser wie ein solides Objekt verhalten. Das demonstrieren Untersuchungen großer Wirbelringe vor Brasilien, die amerikanische Forscher durchgeführt haben. Gemessen an der Strömung in den rotierenden Ringen, bewegen sich diese wie Wurfscheiben von mehreren Hundert Kilometern Durchmesser.

Der Nordbrasilstrom und sein jähes Abbiegen lassen sich anhand der erhöhten Chlorophyllkonzentration verfolgen – ein Resultat des Nährstoffeintrags in der Amazonasmündung. Bild: NASA/Jesse Allen

Am äußeren Rand der Scheiben kann die Kreisströmung des Meerwassers eine Geschwindigkeit von bis zu einem Meter pro Sekunde erreichen, fanden Guilherme Castelão und William John von der Universität Miami. Insgesamt seien die Strömungsringe also nicht nur deutlich größer, sondern bewegten sich auch deutlich schneller als bislang angenommen, folgern die Forscher im „Journal of Geophysical Research“.

Die Strömungsringe sind bereits seit Jahrzehnten bekannt. Sie gehen aus dem Nordbrasilstrom hervor – einer oberflächennahen Strömung warmen Wassers, das entlang der brasilianischen Nordküste in Richtung Karibik strebt. Neben Wärme transportiert es auch Nährstoffe, die der Amazonas ins Meer getragen hat, nach Norden.

Die Ringe entstehen einige Grad nördlich des Äquators, wenn ein Teil der Strömung jäh nach Osten abbiegt und den Nordäquatorialen Gegenstrom bildet. Mitunter fließt das abgezweigte Wasser einmal im Kreis und trifft wieder auf den Nordbrasilstrom. Als Folge werden mehrmals im Jahr im Uhrzeigersinn rotierende Warmwasserpakete abgeschnürt, die nach Nordwesten treiben und erst im Bereich der Kleinen Antillen wieder zerfallen.

Castelão und John analysierten Daten über zehn solcher Strömungsringe, die mit im Meer verankerten Bojen und vom Schiff aus vermessen worden waren. Die beiden Forscher fanden, dass die Ringe aus einem bis zu 300 Kilometer großen Kern bestehen, in dem das Wasser mit steigendem Abstand vom Mittelpunkt immer schneller im Kreis strömt – wie bei einer soliden, sich drehenden Scheibe. Es folgt eine schmale Übergangszone, die den Kern vom umgebenden Meer isoliert, und in der die Strömungsgeschwindigkeit rasch fällt.

Forschung: Guilherme P. Castelão und William E. Johns, Division of Meteorology and Physical Oceanography, Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Sciences, University of Miami, Miami

Veröffentlichung Journal of Geophysical Research – Oceans, Vol. 116, C01010, DOI 10.1029/2010JC006575

WWW:
Meteorology and Physical Oceanography, University of Miami
The North Brazil Current
Rings of the North Brazil Current

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