Observations : Oceanic Climate change and sea Level

1. IPCC Fourth Assessment Report (AR4) Climate Change 2007: The Physical Science Basis Observations:OceanicClimatechangeandsea Level

2. Überblick • Einleitung • Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt • Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen • Biochemische Änderungen des Ozean • Änderungen des Meeresspiegels IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

3. Einleitung - Meeresströmungen North Pacific Gyre North AtlanticGyre South AtlanticGyre South Pacific Gyre Indian OceanGyre Quelle: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/Corrientes-oceanicas.gif IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

4. Einleitung – Thermohaline Zirkulation (MOC) Quelle: http://www.climateblog.ch/wp-content/uploads/2010/06/thermohaline-Zirkulation.jpg IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

5. Einleitung – Schwankungen der Zirkulationen • El Nino Southern Oscillation (ENSO) • Pacific Decadal Oscillation (PDO) • North Atlantic Oscillation (NAO) • Northern Annular Mode (NAM) • Southern Annular Mode (SAM) IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

6. Einleitung – Schwankungen der Zirkulationen Quelle: http://www2.ucar.edu/staffnotes/news/3742/cycles-dipoles-and-oscillations IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

7. Überblick • Einleitung • Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt • Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen • Biochemische Änderungen des Ozean • Änderungen des Meeresspiegels IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

8. Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt – Wärmeinhalt des Ozeans Q=m(ρ)*c*T IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

9. Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt – Wärmeinhalt des Ozeans IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

10. Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt – Änderung des Wärmeinhalts des Ozeans dQ=m(ρ)*c*dT A1 A2 P I S IPCC – OceanicClimate Change andSea Level

11. Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt – zonal gemittelten Temperaturanomalien IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

12. Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt – zonal gemittelten Salzgehaltanomalien IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

13. Überblick • Einleitung • Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt • Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen • Biochemische Änderungen des Ozean • Änderungen des Meeresspiegels IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

14. Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen - • Meereszirkulationsänderung führt zu Wärmeinhalts- und Salzgehaltsänderungen • Obere Meeresschichten größten Variabilitäten • Tiefen- bzw. Mittelwasserproduktion (Intermediate Water) IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

15. Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen – Atlantischer und Arktischer Ozean • Thermohaline Zirkulation (MOC) • Positive Nord-Atlantische Oszillation (NAO) • Abkühlung Subpolare Zirkulation • Erwärmung Subtropische Zirkulation • Bis 1000 m Tiefe • Niedriger Salzgehalt in Subpolaren Gebieten • Hoher Salzgehalt in Subtropischen Gebieten IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

16. Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen – Atlantischer und Arktischer Ozean • Nordatlanik, Labradorsee, Nordsee: • „Great SalinityAnomalies“ durch NAO und Süßwasserzufuhr • Jetzt wärmere und salzigere Periode • Wassermassenproduktion verändert • Labrador Meerwasser (LSW) • Labrador See allgemein • Nordsee keine gravierenden Veränderungen • Arktischer Ozean: • Nordatlantische Subpolare Zirkulation • Warmwasseradvektion durch pos. NAO • Starke Salzgehaltsschwankungen • Kein Langzeittrend erkennbar Karte IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

17. Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen – Atlantischer und Arktischer Ozean • Subtropischer und Äquator Atlantik: • Subtropical Mode Water (STMW) • Wenig Volumen → hohe Schicht-temperatur • Hohes Volumen → niedrige Schichttemperatur • 1500-2500 m Schicht Temperatur und Salzgehalt Rückgang • 800-1200 m Schicht starker Temperatur und Salzgehalt Anstieg • Mittelmeer: • Änderung der Thermohalinen Struktur • Western MediterraneanDeepWater (WMDW) Erwärmung • Salzgehalt des WMDW gestiegen durch weniger Niederschlag Karte IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

18. Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen – Pazifischer Ozean • Nordpazifik durchwegs Erwärmung durch pos. PDO • Abkühlung im Nordpazifik bei 40°N durch pos. PDO • Abnahme des Salzgehalts mit eingeschlossenen, lokalen Salzgehaltszunahmen • Südpazifik Erwärmung durch Verdichtung nördlich des Antarktischen Zirkumpolarstromes Karte IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

19. Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen – Indischer Ozean • Generelle Erwärmung mit Ausnahme um 12°S • 1900 bis 1970 schwache Erwärmung, danach starker Anstieg (>0.2 °C pro 10 Jahre) • Transport von warmen, salzarmen Wasser aus Pazifik beeinflusst von ENSO und Indian Ocean Dipole • Modelle: Erwärmung durch Abschwächung des Südost Passatwindes und weniger Wärmetransport aus Tropen • Änderungen im Subtropischen Zirkulations-geschwindigkeit • Niedrige Geschwindigkeit → Erwärmung der Thermokline • Hohe Geschwindigkeit → Abkühlung der Thermokline Karte IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

20. Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen – Südlicher Ozean • Verbindet Atlantik, Pazifik und Indische Ozean miteinander • Absinkvorgänge → Speicherung von Wärme und anthropogenem Kohlenstoff • Tiefenwasserbildung → MOC am dichtesten • Nahezu überall Erwärmung • AntarcticCircumpolarCurrent: • In 900 m Tiefe gleiche Erwärmung wie an Oberfläche Karte IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

21. Überblick • Einleitung • Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt • Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen • Biochemische Änderungen des Ozean • Änderungen des Meeresspiegels IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

22. Biochemische Änderungen des Ozean - Einleitung • CO2 Anstieg in Atmosphäre → mehr Aufnahme von CO2 durch Ozean • Änderung des Salzgehaltes und der Temperatur → höhere Löslichkeit, verändertes chemisches Gleichgewicht der Gase • Änderungen in der Zirkulation → Aufsteigen von Kohlenstoff und Nährstoffe, Absinken von anthropogenem Kohlenstoff IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

23. Biochemische Änderungen des Ozean - Einleitung • Gelöster Sauerstoff ist den gleichen physikalischen Prozessen wie CO2 im Ozean ausgesetzt • Wird nicht vom Sauerstoffgehalt der Atmosphäre beeinflusst • O2 Konzentration liefert Informationen über Ventilation, Mode Water Formation, Aufquellen und Respiration IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

24. Biochemische Änderungen des Ozean – anthropogener Kohlenstoff • DIC…Gelöster anorganischer Kohlenstoff (Summe von CO2 und Karbonaten bzw. Bikarbonaten) • Äquatorialer Pazifik Abgabe von CO2 an Atmosphäre geringer durch ENSO • Subtropischen Nordatlantik mehr Aufnahme von CO2 durch pos. NAO • Längere Zeitreihen nur für partiellen Druck von CO2 (pCO2) IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

25. Biochemische Änderungen des Ozean – Verteilung anthropogener Kohlenstoff IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

26. Biochemische Änderungen des Ozean – Verteilung anthropogener Kohlenstoff • Geringer Vertikaltransport • → 50 % DIC in oberen 400 m • Atlantischer Ozean DIC tiefer eingedrungen durch: • Höhere Alkalinität • Höherer vertikaler Austausch • Tiefenwasserbildung IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

27. Biochemische Änderungen des Ozean– pH Änderungen durch anthropogener Kohlenstoff • CO2 steigt → pH Wert fällt → Versäuerung des Ozeans • Oberflächen pH Wert um ~0.1 global gefallen durch Aufnahme von anthro- pogenem Kohlenstoff • Durchschnittlicher pH Wert zwischen 7.9 und 8.3 →bleibt alkalisch (pH>7) IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

28. Biochemische Änderungen des Ozean– Sauerstoff (Oxygen) IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

29. Überblick • Einleitung • Globale Änderungen von Temperatur und Salzgehalt • Regionale Änderungen von Meereszirkulationen und Wassermassen • Biochemische Änderungen des Ozean • Änderungen des Meeresspiegels IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

30. Änderungen des Meeresspiegels • Ursachen für globalen Meeresspiegelanstieg: • Thermale Expansion • Austausch von Wassermassen zwischen Ozean und anderen Reservoirs (zB.: Gletscher, Eiskappen, Flüsse) • Ursachen für regionale Meeresspiegelanstieg: • Ozeanzirkulationsänderungen • Luftdruck • Landmassenänderungen (GIA) • Methoden zur Messung: • Pegelmessung (tidegauge) • Satelliten Altimetrie IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

31. Änderungen des Meeresspiegels – Pegelmessungen IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

32. Änderungen des Meeres-spiegels – Satelliten Altimetrie IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

33. Änderungen des Meeresspiegels – Dichteänderungen IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

34. Änderungen des Meeresspiegels –Ursache regionaler Änderungen • Dichteänderungen (thermale Expansion) • Temperatur • Salzgehalt • Ozeanzirkulationsänderungen • Atmosphärische Druckänderungen • 1hPa mehr bedeutet 10 mm weniger Meeresspiegel • Geodynamische Prozesse IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

35. Änderungen des Meeresspiegels IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

36. Zusammenfassung IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level

37. Danke für eure Aufmerksamkeit Quellen: IPCC Report Kapitel 5 Oberservations: OceanicClimate Change andSea Level http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/Corrientes-oceanicas.gif http://www.climateblog.ch/wp-content/uploads/2010/06/thermohaline-Zirkulation.jpg http://www2.ucar.edu/staffnotes/news/3742/cycles-dipoles-and-oscillations http://www.sahajayoga.at/blog/blogger/911/1669/1600/Die%20Welle.jpg IPCC – Oceanic Climate Change and Sea Level