Meeresströmungen: Antrieb, Arten und Wirkung
Du lernst, welche Meeresströmungen es gibt, was sie antreibt und wie sie Klima und Leben im Meer beeinflussen.
Kurz gesagt
Meeresströmungen bewegen Wasser an der Oberfläche und in der Tiefe. Wind, Druckunterschiede und Gezeiten treiben sie an; die Erdrotation lenkt sie ab. Sie transportieren Wärme, Sauerstoff und Nährstoffe.
Eine Meeresströmung ist eine gerichtete Bewegung von Meerwasser. Wasser kann waagerecht fließen, absinken oder aufsteigen. Um eine Strömung zu erklären, unterscheidest du ihre Lage, ihren Antrieb und die Einflüsse auf ihre Richtung.
Deine Lernziele
Oberflächenströmungen bewegen Wasser in der oberflächennahen Schicht des Meeres. Tiefenströmungen bewegen Wasser unterhalb dieser Schicht. Zwischen beiden gibt es keine für alle Meere geltende feste Tiefengrenze.
Gezeiten sind die regelmäßigen Veränderungen des Wasserstands, die vor allem durch die Anziehungskraft des Mondes und zusätzlich durch die Sonne entstehen. Ebbe bezeichnet das Sinken, Flut das Steigen des Wasserstands. Durch die Gezeiten können Wasserstandsunterschiede zwischen benachbarten Gebieten entstehen. Diese treiben Gezeitenströmungen an.
Die Bezeichnungen ordnen Strömungen nach unterschiedlichen Merkmalen: Oberfläche und Tiefe beschreiben ihre Lage. Gezeiten beschreiben ihren Antrieb. Eine Gezeitenströmung kann deshalb zugleich eine Oberflächenströmung sein oder tieferes Wasser erfassen.
Gezeitenströmung
Eine Strömung, die durch die Gezeiten entsteht. Entscheidend für diese Bezeichnung ist ihr Antrieb, nicht ihre Tiefe.
| Bezeichnung | Merkmal | Bedeutung |
|---|---|---|
| Oberflächenströmung | Lage | Wasser bewegt sich in der oberflächennahen Schicht. |
| Tiefenströmung | Lage | Wasser bewegt sich unterhalb der oberflächennahen Schicht. |
| Gezeitenströmung | Antrieb | Die Gezeiten verursachen die Strömung. |
Merke: Die drei Bezeichnungen schließen einander nicht vollständig aus. Frage getrennt: Wo fließt das Wasser, und wodurch wird es angetrieben?
Teste dich
Wind überträgt durch Reibung Bewegung auf das Wasser an der Oberfläche. Reibung bedeutet hier, dass die bewegte Luft eine Kraft auf das Wasser ausübt. So kann der Wind eine Oberflächenströmung antreiben.
Auch Unterschiede des Wasserdrucks treiben Strömungen an. Wasserdruck beschreibt, wie stark Wasser auf eine Fläche drückt. Ein waagerechter Druckunterschied übt eine Kraft vom höheren zum niedrigeren Druck aus. Wegen der Ablenkung durch die Erdrotation muss die Strömung nicht genau in diese Richtung verlaufen.
Temperatur und Salzgehalt beeinflussen die Dichte. Die Dichte gibt an, wie viel Masse in einem bestimmten Rauminhalt steckt. Bei gleichem Rauminhalt ist dichteres Wasser schwerer. Für übliches Meerwasser gilt: Bei gleichem Salzgehalt und gleichem Druck ist kälteres Wasser dichter als wärmeres. Bei gleicher Temperatur und gleichem Druck ist salzreicheres Wasser dichter als salzärmeres.
Dichteunterschiede können die Druckverteilung verändern und dadurch Strömungen antreiben. Die Druckverteilung beschreibt, wo welcher Druck herrscht. Wird Oberflächenwasser durch Abkühlung dichter als das Wasser darunter, kann es absinken. Wird es zwar dichter, bleibt aber weniger dicht als das darunterliegende Wasser, folgt daraus kein Absinken. Wasser fließt nicht allgemein einfach von höherer zu geringerer Dichte.
Dichte
Die Masse pro Rauminhalt. Vergleicht man gleich große Wassermengen, hat die schwerere Menge die größere Dichte.
Beispiel: Zwei gedachte Meerwasserproben vergleichen
- 1Die Proben „Rot“ und „Blau“ haben die gleiche Temperatur und stehen unter gleichem Druck.
- 2Probe „Rot“ enthält mehr gelöstes Salz als Probe „Blau“.
- 3Deshalb hat Probe „Rot“ die größere Dichte. Gleich große Mengen der beiden Proben wären unterschiedlich schwer.
Merke: Vergleiche beim Absinken die Dichte des oberen Wassers mit der Dichte des Wassers darunter. Abkühlung allein reicht als Begründung nicht aus.
Teste dich
Die Erde dreht sich um ihre Achse. Diese Drehung heißt Erdrotation. Beschreibt man eine großräumige Strömung von der mitrotierenden Erde aus, zeigt sich eine seitliche Ablenkung. Diesen Einfluss nennt man Corioliskraft.
Auf der Nordhalbkugel erfolgt die Ablenkung nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links. Rechts und links gelten jeweils in Bewegungsrichtung gesehen. Sie bezeichnen keine feste Himmelsrichtung. Bei einer Bewegung nach Norden liegt rechts im Osten; bei einer Bewegung nach Osten liegt rechts im Süden. Am Äquator entfällt die horizontale, also waagerechte, Coriolisablenkung.
Die Corioliskraft setzt ruhendes Wasser nicht in Bewegung und liefert der Strömung keine zusätzliche Bewegungsenergie. Sie beeinflusst die Richtung bereits bewegten Wassers. Die tatsächliche Strömungsrichtung hängt außerdem vom Antrieb, von Reibung und von der Form des Meeresbeckens ab. Deshalb gibt es keinen überall gleichen Winkel zwischen Wind und Meeresströmung.
Corioliskraft
Die durch die Erdrotation erklärbare seitliche Ablenkung bewegten Wassers, wenn wir seine Bewegung von der mitrotierenden Erde aus beschreiben.
Merke: Blicke gedanklich in Bewegungsrichtung: Nordhalbkugel nach rechts, Südhalbkugel nach links. Die Corioliskraft lenkt ab; den Antrieb liefern andere Kräfte.
Teste dich
Meeresströmungen transportieren Wärme. Gemeinsam mit den Bewegungen der Luft tragen sie dazu bei, Energie aus den stärker von der Sonne erwärmten niedrigen Breiten in höhere Breiten zu verteilen. Niedrige Breiten liegen nahe am Äquator, höhere Breiten weiter in Richtung der Pole.
Warmes Wasser kann Wärme an kühlere Luft abgeben. Umgekehrt kann kaltes Wasser Wärme aus wärmerer Luft aufnehmen und diese dadurch abkühlen. Wirkt ein solcher Wärmeaustausch über lange Zeit, beeinflusst er das regionale Klima. Klima beschreibt die typischen Wetterbedingungen über viele Jahre. Wie stark der Einfluss einer Strömung ist, hängt auch von Wind, Lage und weiteren Bedingungen ab. Eine einzelne warme Wetterlage ist deshalb noch kein Beleg für eine veränderte Meeresströmung.
Ein Ökosystem umfasst Lebewesen, ihre unbelebte Umgebung und ihre Beziehungen zueinander. Meeresströmungen verteilen gelösten Sauerstoff und Nährstoffe und verändern so Lebensbedingungen. Viele Meerestiere benötigen Sauerstoff für ihre Atmung. Nährstoffe liefern Algen Stoffe für den Aufbau und das Wachstum. Für ihre Fotosynthese brauchen Algen außerdem Licht: Mit Lichtenergie stellen sie aus Wasser und Kohlenstoffdioxid energiereiche Stoffe her. Kohlenstoffdioxid ist ein Gas, das auch im Wasser gelöst vorkommt. Nährstoffe ersetzen weder Licht noch Atemsauerstoff.
Die Wirkung hängt davon ab, was die Strömung transportiert und welche Bedingungen am Ziel herrschen. Zusätzliche Nährstoffe können bei ausreichendem Licht und passenden weiteren Bedingungen das Algenwachstum fördern. Sauerstofftransport ist dagegen kein Wärmetransport und bedeutet für sich genommen keine Erwärmung. Mehr transportiertes Wasser führt deshalb nicht automatisch zu mehr Leben.
Ökosystem
Lebewesen und ihre unbelebte Umgebung bilden ein Ökosystem, wenn man auch ihre Beziehungen betrachtet. Dazu gehören im Meer etwa Algen, Tiere, Wasser und Licht.
| Transport | Mögliche Wirkung | Wichtige Bedingung |
|---|---|---|
| Wärme | Die Luft über dem Wasser wird erwärmt. | Das Wasser ist wärmer als die Luft und gibt Wärme ab. |
| Sauerstoff | Viele Meerestiere nutzen ihn für ihre Atmung. | Der Sauerstoff gelangt zu ihrem Lebensraum. |
| Nährstoffe | Algen erhalten Stoffe für ihr Wachstum. | Licht und weitere Wachstumsbedingungen reichen aus. |
Merke: Begründe eine Wirkung als Kette: Was transportiert die Strömung? Was verändert sich am Ziel? Welche Bedingungen sind dafür nötig?
Teste dich
Alles auf einen Blick
Meeresströmungen
Oberfläche und Tiefe beschreiben die Lage einer Strömung; Gezeiten beschreiben ihren Antrieb.
Wind überträgt durch Reibung Bewegung auf Wasser. Räumliche Druckunterschiede üben Kräfte auf das Wasser aus.
Temperatur und Salzgehalt beeinflussen die Dichte unter festgelegten Vergleichsbedingungen. Absinken erfordert eine größere Dichte als die des Wassers darunter.
Die Corioliskraft wirkt in Bewegungsrichtung gesehen auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links; am Äquator entfällt ihre horizontale Wirkung.
Meeresströmungen verteilen Wärme und können durch langfristigen Wärmeaustausch mit der Luft das regionale Klima beeinflussen.
Strömungen verteilen Sauerstoff und Nährstoffe. Die Wirkung hängt vom transportierten Stoff und von den Bedingungen am Ziel ab.
Das Absinken nach Abkühlung in einem gedachten Modell erklären
- 1Aufgabe: In einem gedachten Meerwassermodell liegen zwei Schichten übereinander. Das obere Wasser wird abgekühlt. Danach ist seine Dichte unter den Bedingungen an der Schichtgrenze größer als die des Wassers darunter. Erkläre die mögliche Bewegung.
- 2Die Abkühlung kann bei unverändertem Salzgehalt und gleichem Vergleichsdruck die Dichte von üblichem Meerwasser erhöhen.
- 3Entscheidend ist der Vergleich mit dem Wasser darunter: Laut Aufgabenbeschreibung hat das obere Wasser nach dem Abkühlen die größere Dichte.
- 4Das dichtere obere Wasser kann deshalb absinken. Während der Bewegung kann es sich mit anderem Wasser mischen.
- 5Die Erklärung lautet nicht einfach „Kaltes Wasser sinkt“. Sie lautet: Das obere Wasser kann sinken, weil es dichter als das darunterliegende Wasser geworden ist.
Fehler finden
Fehler in Zeile 3Die dritte Zeile verwechselt Antrieb und Ablenkung. Richtig: Der Wind liefert den Antrieb dieser windgetriebenen Strömung. Die Corioliskraft beeinflusst ihre Richtung.
Lückentext
Bei gleichem Salzgehalt und gleichem Druck ist übliches Meerwasser mit niedrigerer Temperatur als wärmeres Meerwasser. Auf der Südhalbkugel lenkt die Corioliskraft eine waagerechte Meeresströmung in Bewegungsrichtung gesehen nach ab. Entsteht eine Strömung durch den wechselnden Wasserstand bei Ebbe und Flut, handelt es sich ihrem Antrieb nach um eine .