Meere und Ozeane

Meere und Ozeane

 

Historisch gesehen ist das Überwiegen der Meeres- über die Landflächen eine relativ junge Erkenntnis. Ausgehend von antiken griechischen Auffassungen über die Harmonie sollten Land- und Meeresflächen auf der Erde mehr oder minder gleich groß sein. Mercator (1594) und Varenius (1650) nahmen unter Rückgriff auf die Ansichten aus der Antike und aus Gleichgewichtsvorstellungen ebenfalls Flächengleichheit an. Auch der französische Geograph Philippe Buache äußerte sich noch 1772 in diesem Sinn. Zu dieser Zeit konnten die Erdumseglungen von James Cook (zwischen 1768 und 1779) schon die Ausdehnung der sagenhaften »terra australis« ganz erheblich einschränken, sodass sich mehr und mehr die Erkenntnis vom Überwiegen der Meeresflächen durchsetzte.

 

 Gliederung eines Riesenraums

 

Einen ersten Gliederungsvorschlag für das Weltmeer legte 1845 eine Kommission der Royal Geographical Society in London vor. Durch ihn sollten fünf Ozeane ausgegliedert werden: Atlantik, Indik (Indischer Ozean) und Pazifik, voneinander getrennt durch die Meridiane von Kap Hoorn, Kap Agulhas und von dem Südkap von Tasmanien, sowie Arktischer und Antarktischer Ozean, die vom nördlichen und südlichen Polarkreis abgegrenzt werden sollten. Häufig werden die Polarmeere und hier besonders das Arktische Mittelmeer als eigenständige hydrographische Erscheinung ausgesondert.

 

1907 schlug der deutsche Ozeanograph Otto Krümmel eine Gliederung vor, die den natürlichen Verhältnissen besser entsprach. Neben drei Ozeanen sonderte er eine Reihe von Nebenmeeren als unselbstständige Einheiten ab. Als Randmeere fasste er nur unvollständig abzugliedernde Meeresbereiche auf, die in ihren ozeanographischen Merkmalen weitgehend denen des jeweiligen Ozeans glichen. Die Mittelmeere erhielten ihren Status vorwiegend aus ihren Lagemerkmalen, wobei einmal interkontinentale (zwischen Kontinenten liegende) und zum anderen Mal intrakontinentale Mittelmeere (innerhalb von Kontinenten liegende Mittelmeere, im Deutschen oft Binnenmeere genannt) ausgegliedert werden. Damit ergibt sich nachstehende Abfolge:

 

Das Weltmeer gliedert sich in

 

Ozeane mit Nebenmeeren,

 

bei diesen unterscheidet man wiederum zwischen

 

Mittelmeeren (untergliedert in inter- und intrakontinentale Mittelmeere) und Randmeeren.

 

Auf diesem Aufbau fußt auch die Übersicht des deutschen Meereskundlers Günter Dietrich. Im Gegensatz zu ihr ist in den meisten anderen Übersichten noch ein Arktischer Ozean ausgeschieden. Seine Grenzen zum Atlantik sind kompliziert.

 

Die Fläche des Weltmeeres, jene zusammenhängende riesige Wasserfläche, wird im Großen durch Kontinente, im Kleinen durch Inselketten und untermeerische Schwellen sowie dort, wo sich keine natürlichen Ansätze zeigen, durch Abmachungen untergliedert.

 

Die Namen von Nebenmeeren und weiteren Teilbereichen entstammen überwiegend geographischen Benennungen, zum Beispiel Europäisches Nordmeer, Golf von Mexiko, Japanisches Meer, Südchinesisches Meer und Persischer Golf. In den Polargebieten sind es die Namen der Seefahrer, die in diese Gebiete vordrangen. So heißt die Barentssee nach dem Holländer Willem Barents, der dieses Meer durchfuhr und dabei auch Nowaja Semlja entdeckte. Das Beringmeer trägt den Namen des Dänen Vitus Bering, der 1741 in dieses Randmeer vorstieß. Andere Meeresgebiete führen Namen nach ihrer Wasserfarbe: Rotes Meer, nach der durch Algenblüte bewirkten Rotfärbung in einzelnen Buchten, Gelbes Meer, nach dem Löss, den der Hwangho hineinbringt, oder Schwarzes Meer (mare axeinos, später mare euxeinos), das den Griechen der Antike im Vergleich zur Ägäis vielleicht wegen häufigen Nebels und bewölkten Himmels unwirtlich und dunkel erschien.

 

 Wellen

 

Sichtbarster Ausdruck der Meeresdynamik sind die Wellen. Wellen kommen überall vor, wo auf natürliche oder künstliche Weise Anstöße gegeben werden. Im Meer treten nicht nur an der Wasseroberfläche die Oberflächenwellen auf, sondern auch interne Wellen, Wellen als Grenzflächen zwischen Wasserkörpern unterschiedlicher Eigenschaften. Entsprechend unterschiedlich sind die Eigenschaften der Wellen wie etwa die Wellenlänge.

 

Oberflächenwellen kommen als kurze Wellen vor, wenn die Wasserteilchen auf Kreisbahnen rotieren, die nach unten relativ rasch erlöschen. Lange Wellen sind hingegen etwa gradlinige Hin- und Herbewegungen der Wassermassen. Wellenhöhen von über 20 Metern (vom Wellental bis zum Wellenkamm) sind nicht selten. Die größte Wellenhöhe im Meer soll 45 Meter betragen haben! Die Wellenlängen reichen aus dem Millimeterbereich bis über 1000 Kilometer und die Perioden liegen zwischen Bruchteilen von Sekunden und mehreren Tagen.

 

Bei kurzen Seegangswellen setzen bereits bei schwacher Luftbewegung erste Kräuselungen ein. Wird der Seegang dem Einfluss des Windes entzogen, bildet sich die langperiodische Dünung aus (mit Wellenperioden bis zu 25 Sekunden Dauer und Wellenlängen bis zu 1000 Metern). Fern vom Ursprungsgebiet verursacht die Dünung an den Küsten gewöhnlich eine starke Brandung.

 

Zu den langen Wellen gehören beispielsweise stehende Wellen oder Seiches, die in ganz oder fast gänzlich geschlossenen Becken entstehen. Der schweizerische Naturforscher François Alphonse Forel beschrieb sie 1869 erstmalig für den Genfer See. Böen geben hier die Anstöße. In der Ostsee kommen einknotige Seiches mit Perioden von rund 27,5 Stunden vor. Anstiege bis zu etwa 2 Meter über Mittelwasser sind möglich.

 

 Im Kraftfeld zwischen sich drehender Erde, Mond und Sonne

 

Die periodischen Veränderungen der Wasserhöhe, die durch die Massenanziehung von Mond und Sonne in Verbindung mit der Erdumdrehung hervorgerufen werden, sind die Gezeiten. Die täglichen Schwankungen werden von 14-tägigen Rhythmen überlagert. Letztere erklären sich aus dem Zusammenwirken von Erde, Mond und Sonne. Wenn Mond und Sonne von der Erde aus gesehen im rechten Winkel zueinander stehen, folglich bei Halbmond, ist der Unterschied zwischen Ebbe und Flut, der Tidenhub, minimal. Er wird Nipptide genannt. Bei Neu- und Vollmond, wenn sich Sonne, Erde und Mond in einer Linie befinden, führt diese Stellung zu einem Maximum des Höhenunterschieds, zur Springtide. In relativ stark abgeschlossenen Meeren wie beispielsweise dem Europäischen Mittelmeer, der Ostsee oder dem Schwarzen Meer erreichen die Gezeitenunterschiede nur wenige Zentimeter.

 

Auch die Gezeitenwellen gehören zu den langen Wellen. Besonders eindrucksvoll sind Gezeiten in Trichtermündungen, schmalen Buchten, aber auch an Flachküsten wie an der deutschen Nordseeküste. Ihr Kommen und Gehen ist in Buchten wie der kanadischen Fundybai oder an der deutschen Nordseeküste, wo ganze Landstriche bei Ebbe trockenfallen, deutlich merk- und sichtbar. Die Dockhäfen, nicht nur an den englischen Küsten, waren die Antwort der Menschen auf die Gezeiten. Mit großem finanziellem Aufwand lassen sich die Höhenunterschiede von bis zu 15 Metern zwischen Ebbe und Flut in Gezeitenkraftwerken zur Stromerzeugung ausnutzen, wie es in einigen Buchten schon geschieht.

 

 Meeresströmungen

 

Oberflächenströmungen wirken unauffälliger aber nachhaltiger als Wellen. Primäre Kräfte wie vor allem die Schubkraft möglichst stetiger, in möglichst einer Richtung wehender Winde (Triftströme), aber auch gezeitenerzeugende Kräfte, Luftdruckänderungen, Druckkräfte — hervorgerufen durch Anstau des Wassers durch den Wind (Druckgefälleströme) — und nicht zuletzt Veränderungen der Dichte des Wassers verursachen Meeresströmungen. Sekundäre Kräfte wie Reibung und Corioliskraft, die ablenkende Kraft der Erdrotation, beeinflussen die Strömungen.

 

Die Wasserkörper der Ozeane werden nicht nur an der Oberfläche in Strömung versetzt. Angetrieben vor allem vom Wind und von Dichteänderungen wirkt sich der Anstoß auch in Wasserzirkulationen in die Tiefe aus, die bis zum Meeresgrund reichen. Unter Oberflächenströmungen lassen sich daher die Wasserströmungen bis 100, in den Tropen auch bis 200 Meter Tiefe verstehen.

 

Sämtliche polwärts gerichteten Meeresströmungen sind an der Oberfläche warm, die äquartorwärtigen dagegen kalt. Inseln werden im Uhrzeigersinn umströmt. Die Strömungsgeschwindigkeiten liegen durchschnittlich bei 0,2 Meter pro Sekunde; sie erreichen jedoch in raschen Strömungen zuweilen bis zu 2 Meter pro Sekunde.

 

 Passate als Antrieb

 

In den mittleren, vor allem aber in den niederen geographischen Breiten steht die Windwirkung im Vordergrund. Die Passate beider Halbkugeln treiben die Meeresströmungen besonders an; sie sind die Hauptursache aller Strömungen. Aus den Passatwinden entwickeln sich die Passatstromregionen. Zu den Passatstromregionen mit äquatorwärts gerichteter Komponente gehören im Nordatlantik der Portugal- oder Kanarenstrom, im Südatlantik der Benguelastrom, im Nordpazifik der Kalifornien- und im Südpazifik der Humboldt- oder Perustrom und schließlich im Indischen Ozean der Westaustralstrom. In diesen Gebieten schiebt der Passat das Wasser weg, sodass kaltes und nährstoffreiches Auftriebswasser nachquillt. Im Kalifornienstrom wird umgerechnet monatlich etwa eine Wassersäule von rund 80 Meter durch den Passatwind weggeschoben. Die nach oben beförderten Nährstoffe bringen über die Nahrungskette einen solchen Fischreichtum hervor, dass Sauerstoffmangel eintreten kann.

 

Im Äquatorbereich setzen die vom Passat ausgelösten Strömungen westwärts ein und werden auf der Nordhalbkugel zu den Nord- und auf der Südhalbkugel zu den Südäquatorialströmen. In diesen Gebieten herrscht eine bedeutende Gleichförmigkeit von Wind, Strömung und Wetter. In der Zeit der Entdeckungen erhielten diese leicht zu durchquerenden Meeresteile den Beinamen »El golfo de las damas« (Golf der Frauen), auf denen auch Frauenhände das schwere Ruder eines Schiffs führen konnten. Hohe Temperaturen, Niederschlagsarmut und starke Verdunstung sind Ursachen für warmes Wasser mit einem hohen Salzgehalt, mithin für eine sehr stabile Schichtung. Infolgedessen gelangen keine Nährstoffe in den oberflächennahen Bereich. Damit ist die organische Produktion überaus gering, sodass das Wasser die tief kobaltblaue »Wüstenfarbe« des Meeres zeigt, und somit die Fischarmut vorprogrammiert ist. In diesen Regionen entwickeln sich jährlich meist mehrmals tropische Wirbelstürme, die Taifune Südost- und Ostasiens, die Mauritiusorkane nordöstlich Madagaskars und die Hurrikane im Nordatlantik.

 

 Äquatoriale Gegenströme

 

Infolge der riesigen Wassermengen, die von den Passatwinden gegen die Ostseiten der Kontinente geschoben werden, entwickeln sich ostwärts gerichtet die Äquatorialen Gegenströme als Druckgefälleströme. Nur im Indischen Ozean tritt der Äquatoriale Gegenstrom ausschließlich im Südsommer und südlich des Äquators auf. Im Nordsommer verschmilzt er mit der durch den Südwestmonsun erzeugten Trift. An der ostafrikanischen Küste nördlich des Äquators entsteht dabei mit einem kalten Auftriebsbereich der Somalistrom. Im Atlantik und Pazifik laufen die Äquatorialen Gegenströme ganzjährig nördlich des Äquators. Der Bereich dieser Ströme fällt mit dem Kalmengürtel, dem Gebiet der Windstillen, zusammen. Reichliche Niederschläge führen zu einem relativ leichten Oberflächenwasser, damit zu einer deutlichen Sprungschicht in geringer Tiefe, die kaltes, nährstoffreiches Wasser nicht aufdringen lässt. Nur an beiden Flanken, am Äquator und an der Nordflanke, gelangt nährstoffreiches Wasser an die Oberfläche, was zu Fischreichtum (besonders an Thunfisch) führt.

 

Die Äquatorialen Gegenströme können auch nicht zusammen mit den Cromwell- oder den Äquatorialen Unterströmungen die gewaltigen, von den Passaten an die Ostseiten der Kontinente gedrückten Wassermassen zurückführen, sodass als weitere Abflüsse die Freistrahlströme entstehen. Diese das ganze Jahr starken gebündelten Strömungen heißen im Nordatlantik Golf- und im Südatlantik Brasilstrom, im Nordpazifik Kuroshio und im Südpazifik Ostaustralstrom sowie im Indischen Ozean Agulhasstrom. Mit dem Golfstrom, der ähnlich dem Kuroshio eine riesige Wasserführung besitzt, werden enorme Wärmemengen polwärts transportiert. Der eigentliche Golfstrom, der aus dem Golf von Mexiko strömt und die Floridastraße passiert, reicht über rund 3500 Kilometer bis zur Neufundlandbank. Sein Stromband besitzt circa 50 Kilometer Breite, mäandriert und verwirbelt sich. In Abschnürungen werden gewaltige Wasserringe vom Stromband gelöst. In alten Karten wurde er zuweilen wie ein Fluss im Meer dargestellt.

 

 Im Reich der Westwinde

 

Aufsteigendes nährstoffreiches Wasser an den den Kontinenten zugewandten Stromflanken der Freistrahlströme lässt die Gewässer an den Ostseiten der Kontinente sehr fischreich werden. Im Bereich der Westwindzonen biegen die Freistrahlströme ostwärts ab. Der Wind übernimmt nun wieder dominant den Antrieb, sodass vorwiegend ostwärts setzende veränderliche Strömungen gebildet werden, deren Bereiche als Westwinddriftregionen bezeichnet werden.

 

Im Nordatlantik heißt die Strömung Nordatlantischer Strom, der sich an der Westküste Europas einerseits in den polwärts gerichteten, deshalb warmen Norwegenstrom (Golfstromtrift) und andererseits äquatorwärts als kalte Strömung in den Portugal- oder Kanarenstrom aufspaltet. Damit ist der antizyklonale Strömungskreis geschlossen. Zum Ausgleich strömen an der nördlichen Ostseite Amerikas Ostgrönland- und Labradorstrom äquator- oder südwärts. Im Nordpazifik setzt der Nordpazifische Strom ostwärts verlaufend den Kuroshio fort und verzweigt sich an der Westküste Nordamerikas polwärts in den warmen Alaska- und äquatorwärts in den kalten Kalifornienstrom.

 

Auf der Südhalbkugel läuft die Westwinddrift im geschlossenen Wasserring um den ganzen Globus. Die Westwinddriftregionen weisen eine besondere Sturmhäufigkeit auf, erhalten Niederschlag in allen Jahreszeiten und werden im Winter bis auf den Meeresgrund durchmischt. Somit gelangen reichlich Nährstoffe an und in die Nähe der Oberfläche, die diese Gewässer insgesamt sehr fischreich machen.

 

Besonders fischreich sind die Gewässer im Berührungsbereich warmer und kalter Strömungen, so im Atlantik bei der Berührung von Golf-, Labrador- und Ostgrönlandstrom und im Pazifik bei der Berührung von Kuroshio und Oyashio.

 

Die ozeanische Polarfront oder Konvergenz trennt eine äquatoriale von einer polaren Unterregion. Sie ist die Grenze zwischen der Warm- und Kaltwassersphäre an der Weltmeeroberfläche und sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel anzutreffen. An dieser Grenze weisen die Wassertemperaturen 8 bis 10 ºC Unterschied auf.

 

In den großen antizyklonalen Strömungskreisen liegen die Rossbreitenregionen. In ihnen sind zeitweilig bis ganzjährig schwache veränderliche Strömungen anzutreffen. Diese windschwachen Regionen zwischen etwa 25 und 35 Grad nördlicher und südlicher Breite nehmen die Übergangsräume zwischen stetigem Passat im Süden und wechselhaften Westwinden ein. Mit der Verschiebung der Zirkulationssysteme infolge der Schiefstellung der Erdachse befinden sich im Sommer die äquatorwärtigen Bereiche im Passat und im Winter die polwärtigen in der Westwindzone. Der Kernraum der Rossbreitenregionen besitzt nur unbeständige schwache Wasserbewegungen. In diesen Regionen bedingen die hohen Temperaturen eine sehr starke Verdunstung und sehr hohe Salzgehalte. Außerdem fallen nur geringe Niederschläge. Somit bedeckt relativ leichtes Wasser die Oberfläche, wodurch eine stabile Schichtung hervorgerufen wird. Infolgedessen führt die extreme Nährstoffarmut zu einem Produktionsminimum. Dabei zeigt die Sargassosee wohl das absolute Minimum an Produktion. Äquatorwärts ist das Wasser tief cobaltblau und klar. Selten fegen Stürme über diesen Raum. Das Klima ist mild und ausgeglichen. In der Rossbreitenregion des Nordatlantiks liegen die Kanarischen Inseln (Insulae Fortunatae, lateinisch: Glückliche Inseln), Madeira und die Bermudas. Die Hawaii-Inseln sind die Zierde der Rossbreitenregion im nördlichen Pazifischen Ozean.

 

Als letzte Stromregion müssen wir noch die Monsunstromregion betrachten. In ihr lässt sich regelmäßig eine Umkehr, mindestens jedoch eine starke Richtungsänderung im Meerwasser antreffen. Daher erfolgen Umstellungen in der Temperatur, im Salzgehalt und in der Schichtung in den obersten Wasserbereichen bis 200 Meter. Dabei sind die Prozesse in den südasiatischen Gewässern mit dem tropischen Monsun verknüpft, im ostasiatischen Raum mit einem monsunalen Zyklonalklima, also mit den Verlagerungen der Polarfront.

 

Die tropische Monsunregion im Nordindischen Ozean zeigt im Gegensatz zur gemäßigten Region Ostasiens nur relativ geringe Jahresschwankungen in der Oberflächenwassertemperatur. Im Nordwinter verhält sich der Indische Ozean wie eine Passatstromregion. Der vom Südwestmonsun hervorgerufene Somalistrom entwickelt sich jedes Jahr nur im Nordsommer. Während der Südostpassat das Wasser gegen die ostafrikanische Küste treibt und anstaut, schiebt der Südwestmonsun das Wasser ostwärts. Am Horn von Afrika entsteht daher ein Auftriebsbereich mit kaltem Wasser, Dunst und Nebel. Deswegen bauen Korallen dort keine Riffe.

 

In der gemäßigten Monsunregion lassen sich die größten Jahresschwankungen der Oberflächenwassertemperatur finden. Die Schwankungen betragen über 10 ºC, häufig über 15 ºC, in einigen Gebieten sogar über 25 ºC. Jahresschwankungen der Oberflächenwassertemperatur von über 20 ºC werden in keinem anderen Meeresbereich erreicht. Besonders im Bering- und Ochotskischen Meer herrschen im Winterhalbjahr Eis und im Sommer weithin Nebel vor. Deshalb sind diese Meere bei Seeleuten wenig beliebt.

 

Prof. Dr. Joachim Marcinek und Dr. habil. Olaf Mietz

 

Grundlegende Informationen finden Sie unter:

 

Hydrosphäre: Wasser und der Wasserkreislauf

 

Literatur:

 

Allgemeine Meereskunde. Eine Einführung in die Ozeanographie, bearbeitet von Günter Dietrich u. a. Berlin u. a. ³1992.

 

Die dynamische Welt der Ozeane, bearbeitet von James F. Kasting u. a. Heidelberg 1998.

 Gierloff-Emden, Hans-Günter: Geographie des Meeres. Ozeane und Küsten, 2 Bände Berlin u. a. 1980.

 

Haack-Atlas Weltmeer, herausgegeben von Dietwart Nehring u. a. Gotha 1989.

 Ott, Jörg: Meereskunde. Einführung in die Geographie und Biologie der Ozeane. Stuttgart ²1996.

 

The Times atlas and encyclopaedia of the sea, herausgegeben von Alastair Couper. London 1989.

 

Das Weltmeer, herausgegeben von Hans-Jürgen Brosin. Thun u. a. 1985.