Massentransporte und Massenverteilungen im System Erde  
    Dekadische Variationen in der Verdunstung an der Mittelmeeroberfläche treiben die Änderungen im Wasserzufluss in Gibraltar an. Massenänderungen sind im Vergleich dazu kleinDecadal variations in net evaporation at the Mediterranean sea-surface, drive the changes in net water inflow at Gibraltar. Mass change effects are small in comparison  
 

 

Dekadische Variationen in der Verdunstung an der Mittelmeeroberfläche treiben die Änderungen im Wasserzufluss in Gibraltar an. Massenänderungen sind im Vergleich dazu klein

Neuere Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass im Mittelmeer dekadische Veränderungen der Verdunstung die Periode von 1960-2010 charakterisieren. Der Anstieg in der Verdunstung bewirkt einen größeren Verlust an Masse im Oberflächenwasser.

Es bleibt eine offene Frage, ob der gestiegene Wasserverlust eine Zunahme des Netto-Wasserstroms (Zufluss in das Mittelmeer minus Abfluss) in Gibraltar bewirkt hat oder ob sich die Masse des Wassers im Mittelmeer geändert hat. Die allgemein Annahme der ozeanographischen Modelle des Mittelmeeres ist die so genannte “Gleichgewichtsbedingung”, die den Strom in Gibraltar dazu zwingt, den Verlust des Süßwassers an der Meeresoberfläche voll zu kompensieren. Ziel dieser Studie ist es, eine Antwort zu dieser Frage zu geben.

Dazu wird im Projekt STREMP ein neuer Ansatz mit einer direkten Abschätzung der Massenänderung des im Mittelmeer enthaltenen Wassers aus Daten der Satelliten-Gravimeter Mission GRACE angewendet. Wir erforschen die langfristige- Variabilität des Wasserflusses in Gibraltar im Zeitintervall 1960-2009 mit einer Kombination von Beobachtungen und Modelldaten. Der Gibraltar Netto Wasserstrom wird aus der Gleichung des Mittelmeer-Wasser-Budgets hergeleitet, mit Beobachtungsdaten für Massenvariation, Verdunstung, Niederschlag, sowie simulierter Stromabflüsse und des Netto-Wasserstroms durch den Bosporus. Vor dem Jahr 2002 werden die Massenänderungen aus den um die sterische Ausdehnung des Wassers korrigierten Meeresspiegel abgeleitet. Der Meeresspiegel wird nach dem Jahr 1992 aus Altimeterdaten und davor aus einer Rekonstruktion berechnet.

Wir haben den abgeleiteten Wasserfluß mit den Ergebnissen des regionalen Ozean-Atmosphäre Modells PROTHEUS verglichen. Beide Methoden deuten auf einen Anstieg des Netto Wasserstrom in Gibraltar im Zeitraum 1970-2009 (0.8+/- 0.2 mm/Monat pro Jahr aus Beobachtungen) hin. Der PROTHEUS Netto Wasserstrom für Gibraltar zeigt eine dekadische Variation während 1960-2009 mit einer Abnahme von 1960-1970 und einem Anstieg von 1970-2009 (Fig.1).

Unsere Analyse zeigt, dass die Wassermassenänderung im Mittelmeer im Vergleich mit den Wassermassenflüssen durch Verdunstung an der Meeresoberfläche klein ist und keinen langzeitlichen Trend von 1970-2009 hat. Die dekadische Variationen der Verdunstung an der Meeresoberfläche ist somit direkt für die Änderungen in dem Zufluss im Gibraltar verantwortlich. Die sonstigen Massenänderungen durch die Einträge der Flüsse und der Netto Wasserfluss im Bosporus haben im Mittelmeer nur einen geringen Effekt.

Figure 1: Fluss in Gibraltar im Zeitintervall 1960-2010 (Referenz ist 1979-2001). Jährliche Werte aus PROTHEUS (Kreis) und aus der Gleichung des Mittelmeer-Wasser-Budgets (Dreieck) mit Verdunstung (E), Niederschlag (P), Massenänderung (dM/dt), Stromfluss und Bosporus (R, B).

Highlights:

  • Die Änderung der Masse des Mittelmeerwassers ist klein verglichen mit Wasserströmen durch Verdunstung an der Meeresoberfläche. Es gibt keinen langfristigen Trend in der Massenänderung und die Bilanzgleichung ist gültig.
  • Die Atlantic Multi-Decadal Oscillation (AMO) und die North Atlantic Oscillation (NAO) sind mit dem Netto-Wasserfluss im Gibraltar stark korreliert, durch Verdunstung, Niederschlag und Stromabfluss.
  • NAO beeinflusst die Massenkomponente der Meeresspiegelvariationen nicht nur durch Änderungen des Atmosphärendrucks, sondern auch durch Mechanismen, die mit Wasserumverteilung, wie, z.B. Ozeanzirkulation, und Wind verbunden sind.
Figure 2: Jährliche masseninduzierte Meeresspiegel-Anomalien (a) und deren Änderung (b) über dem Zeitintervall 1970-2009. Dargestellt sind Abschätzungen basierend auf sterisch-korrigierten Meeresspiegel Rekonstruktion und Altimetrie und auf GRACE-basierende Massenänderung

Publikation:

Fenoglio-Marc L., A. Mariotti, G. Sannino, B. Meyssignac, A. Carillo, M.V., Struglia (2013). Decadal variability of the net water, Flux at the Mediterranean Gibraltar Strait, Global and Planetary Change 100, 1-10, 2013.

Online-Publikation: dx.doi.org/10.1016/j.gloplacha.2012.08.007

Siehe “Results” in: www.geodesy.tu-darmstadt.de/psg/psg/psg_personal/fenoglio.en.jsp