Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie viel Wasser hat das Meer?

11.11.2009
Schwankungen des Meeresspiegels zu messen, ist vergleichsweise einfach. Weitaus komplizierter ist es, daraus die Änderung der Wassermasse zu berechnen.

Einem Team von Geodäten und Ozeanographen der Universität Bonn, des Deutschen Geoforschungszentrums GFZ und des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft ist das nun erstmals gelungen.

Die Forscher konnten kurzzeitige Schwankungen in der räumlichen Verteilung der Ozeanwassermassen beobachten. Ihre Ergebnisse sind unter anderem für bessere Klimamodelle wichtig.

Um das Ozeanvolumen in einer bestimmten Region zu berechnen, muss man (neben der Topographie des Meeresbodens) lediglich die Höhe des Meeresspiegels kennen. Dazu greifen Forscher schon seit langem auf Pegelstationen und Satellitenverfahren zurück. Die Ozeanmasse hängt aber nicht nur vom Volumen, sondern auch von der Temperatur und vom Salzgehalt ab. So dehnt sich Wasser bei Erwärmung aus. Warmes Wasser wiegt daher weniger als dieselbe Menge kalten Wassers.

Zur Berechnung der Ozeanmasse müsste man daher die Temperatur- und Salzgehalts-Profile kennen. Diese lassen sich aber nicht einfach messen. "Wir haben für unsere Studie daher verschiedene Verfahren kombiniert, um auf Masseänderungen zu schließen", erklärt Professor Dr. Jürgen Kusche. Der Bonner Geodät ist Coautor des Fachartikels, das nun im Journal of Geophysical Research erschienen ist.

Einerseits nutzten die Forscher Daten der deutsch-amerikanischen Satellitenmission GRACE. Dabei werden die Abstände zweier Satelliten (im Volksmund Tom und Jerry genannt, weil sie auf der gleichen Umlaufbahn hintereinander herjagen) auf Tausendstel Millimeter genau vermessen. Je größer die Ozeanmasse an einem bestimmten Punkt der Erde ist, desto stärker ist dort die Gravitationskraft. Das wirkt sich auf die Flughöhe der Satelliten und damit auf ihren Abstand voneinander aus. Über die Abstandsänderung lässt sich die Anziehungskraft und daher die Masse ableiten.

Meeresboden biegt sich unter der Last des Wassers

Außerdem machten sich die Wissenschaftler einen Effekt zu Nutze, den vor allem Vielleser kennen dürften: Ähnlich wie sich in einem überfüllten Bücherregal die Regalböden wölben, biegt sich der Meeresboden unter der Last der Wassermassen durch. Dadurch sinken stationäre GPS-Messstationen am Land um bis zu einem Zentimeter ab und rücken wenige Millimeters näher aneinander. Je schwerer das Wasser, desto stärker fällt diese Bewegung aus.

"Wir haben diese Messdaten mit numerischen Modellen des Ozeans kombiniert", erklärt Kusche. "So konnten wir erstmals nachweisen, dass insbesondere in den höheren Breiten regelmäßig bedeutende Schwankungen der Wassermasse auftreten, und das innerhalb von nur ein bis zwei Wochen."

Bislang wusste man lediglich, dass die Masse des weltweiten Ozeanwassers jahreszeitlich im Schnitt um etwa drei Billiarden Kilogramm schwankt - das entspricht etwa sieben bis acht Millimetern Meeresspiegelvariation. Dieser Effekt wird unter anderem durch Variationen in Niederschlag und Verdunstung sowie der Speicherung von Wasser als Schnee hervorgerufen. Aber auch das Abschmelzen der Gletscher und der Eismassen in Grönland und der Antarktis spielen eine Rolle.

Aus dem Vergleich der Massen- und Volumenänderung wollen die Forscher insbesondere auf Veränderungen der im Ozean gespeicherten Wärmemenge schließen. Demnächst sollen daher auch die langzeitlichen Veränderungen untersucht werden. Die Ergebnisse sollen unter anderem in bessere Klimamodelle einfließen.

Ein dringender Wunsch der Wissenschaftler ist die Realisierung einer rechtzeitigen Nachfolgemission für das Satellitentandem GRACE. Der Wert der mit GRACE gewonnenen Informationen, der insbesondere in der Erfassung von Trends im Erdsystem liegt, könnte sonst nicht voll für die Erdsystem- und Klimaforschung ausgeschöpft werden.

Die Arbeiten werden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Schwerpunktprogramm "Massentransporte und Massenverteilungen im System Erde" gefördert. Das Programm wird am Institut für Geodäsie und Geoinformation der Universität Bonn koordiniert.

Rietbroek, R., S.-E. Brunnabend, C. Dahle, J. Kusche, F. Flechtner, J. Schröter, and R. Timmermann (2009), Changes in total ocean mass derived from GRACE, GPS, and ocean modeling with weekly resolution, J. Geophys. Res., 114, C11004, doi:10.1029/2009JC005449

Ansprechpartner:
Dr. Frank Flechtner
GFZ Potsdam
Telefon: 08153/28-1297
E-Mail: Frank.Flechtner@gfz-potsdam.de
Dr. Jens Schröter
AWI Bremerhaven
Telefon: 0471/4831-1762
E-Mail: Jens.Schroeter@awi.de
Prof. Jürgen Kusche
Universität Bonn
Telefon: 0228/73- 2629 oder - 2628
E-Mail: kusche@geod.uni-bonn.de

Frank Luerweg | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de/

Weitere Berichte zu: Klimamodell Meeresboden Meeresspiegel Ozean Ozeanmasse Satellit Schwankung Wassermasse

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Diabetesmedikament könnte die Heilung von Knochenbrüchen verbessern
17.03.2017 | Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke

nachricht Soziale Phobie: Hinweise auf genetische Ursache
10.03.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit