hallo, ich hab mal eine frage, vllt kann mir ja jemand weiterhelfen:

ich habe (wenn ich das nicht ganz falsch verstanden hab) heute in der uni gelernt, dass wasser mit höherem salzgehalt auch eine höhere dichte besitzt (klingt ja auch logisch, wenn man zB ans tote meer denkt). nun hab ich aber auf folgender homepage mir temperaturverteilungen, salinität usw. der verschiedenen ozeane im profil angesehen und festgestellt, dass das tiefenwasser meistens (und mal abgesehen von einströmenden meeresströmungen, die die schichtung stören) eine geringere salinität hat als wasser in höheren bereichen der ozeane:

www.ewoce.org

kann mir jemand sagen woran das liegt??ich habs schon gegoogelt, aber finde keine richtige antwort darauf.

wäre super

schönes wochenende an euch alle

Pia

NaCl und die meisten an der Salinität beteiligten Ionen sind konservativ. D.h. sie sind unter den Bedingungen im Ozean inert, unterliegen also keinen Abbaureaktionen und werden nicht von Organismen erzeugt oder verbraucht. Die Konzentration in der Wassersäule sollte also erst einmal konstant sein. Da zwischen Tiefwasser und Flachwasser kein oder nur selten ein direkter Austausch stattfindet, werden die Wassermassen auch unterschiedlich von äußeren Parametern beeinflusst. Die flachen Wassermassen werden durch Süßwassereintrag und vor allem durch Verdunstung beeinflusst. Letztere lässt den Salzgehalt steigen, besonders in den (sub-)tropischen Gebieten. Bis sich dieses Signal im Tiefwasser abbildet dauert es hunderte bis tausende Jahre, je nachdem an welcher Stelle man sich im conveyor belt befindet, und das Signal wird vermischt werden. Trotzdem kann man aufgrund der Salinität (und Temp) dann die verschiedenenen Wassermassen wie NADW oder AAIW auseinanderhalten.

danke für deine antwort
es liegt also daran, dass nur das oberflächennahe wasser durch vedunstung salze anreichert.dann müsste das ja in warmen gebieten besonders ausgeprägt sein mit dem salzreichen oberflächenwasser und in polaren gebieten weniger....da muss ich gleich nochmal auf diese tolle website kucken und mir profile ansehen. ich finds toll immer wieder neues darüber zu lernen, wie unser planet so funktioniert und unsere professoren können uns leider auch nicht immer all unsere fragen ausreichend beantworten. gut dass es internet gibt
danke nochmal
bis denne

Pia

also in den gebieten mit meereisbildung hast du natürlich ebenso eine "erhöhte" salinität.

hm, ja. stimmt, das ist ja auch noch ein faktor. aber ich hab mir die profile nochmal angesehen und im allgemeinen kann man denk ich schon sagen, dass in wärmeren gebieten das salzreiche wasser auf jeden fall eher an der oberfläche ist und in polargebieten umgekehrt. also, vielen dank nochmal.

lg

Pia

Also hier habe ich noch immer ein Verständnisproblem.
Wenn durch starke Verdunstung in warmen Gebieten sich die Salzkonzentration in der obersten Wasserschicht erhöht und die darunter liegende Schicht übertrifft, dann müsste doch ein Austauschvorgang stattfindet, d. h. das dichtere Oberwasser sich mit dem weniger dichten Unterwasser wieder vermischen. Ich wüsste keinen Effekt, der das verhindern könnte.
Wodurch wird denn kausal die vertikale Vermischung gebremst?

Na, vielleicht deshalb, weil das höher konzentrierte Oberflächenwasser zwar bei gleicher Temperatur schwerer ist, aber da vermutlich auch wärmer, wiederum leichter wird. Das gleicht sich gewissermaßen aus. Ist halt so meine Idee dazu.

durch den hohen temperaturunterschied zwischen oberflächenwasser (sagen wir mal 20°) und tiefenwasser (~4°) gibt es eine starke stratifizierung. da reicht der höhere salzgehalt in der regel auch nicht aus um den durch die temperaturdifferenz verursachten dichteunterschied auszugleichen. die pyknokline wird hier also vor allem durch die thermokline und weniger durch die halokline bestimmt.
in der arktis/antarktis wiederum ist das oberflächenwasser in der regel sogar kälter als das tiefenwasser und du bekommst wieder eine recht konstante stratifizierung. die stratifizierung wird durch hohen süßwassereintrag, wie z.b. im arktischen ozean, noch verstärkt.
die stratifizierung kann aber z.b. bei der meereisbildung durchbrochen werden, da das übrigbleibende wasser so stark angereichert wird dass es schwer genug wird um zur pyknokline zu sinken...

schon mal was von der Thermohalinen Zirkulation gehört

Sicher, aber auch für diese gelten die elementaren Naturgesetze. Ich versuche das nur verständnismäßig unter einen Hut zu bringen.


Manches lässt sich am besten durch Ausrechnen klären.
Als Tabellenwerte für die Wasserdichte habe ich gefunden: 4°C: 0,99997 kg/L, 20°C: 0,99820 kg/L, der Unterschied beträgt ca. 0,18%.
Die Dichtewerte von Natriumchlorid-Lösungen betragen bei 15°C: 3%: 1,0218 kg/L, 4%: 1,0292 kg/L, der Unterschied beträgt ca. 0,72%.
(Ich denke, bei der Meerwasser-Diskussion bewegen wir uns auch im 3-4%-Bereich.) Danach wäre der Dichteunterschied durch die verdunstungsbedingte Salzanreicherung viermal größer als durch die Aufheizung, man müsste den zitierten Satz also eigentlich genau umdrehen.
Wie stark müsste sich das Wasser erwärmen, um diese 0,72% gerade auszugleichen? Antwort: 38,5°C (Dichte: 0,99277 kg/L)
Eine Erwärmung von 4°C auf 38°C ist nun alles andere als realistisch.
Jetzt gehe ich von 10°C aus (0,99970 kg/L), schon bei 39°C hat die Dichte um 0,72% abgenommen (0,99250 kg/L). Von 25°C Ausgangstemperatur (0,99704 kg/L) reicht die Erwärmung auf 46°C zur Kompensation aus (0,98986 kg/L).

Cairngorm hat also recht, das kann sich ausgleichen, wenn man vllt. von einem geringeren Konzentrationsanstieg ausgeht (ca. 0,5%), dann kann diese dichtemäßig durch realistische Erwärmungswerte ausgeglichen werden.
Entscheidend ist also, dass der erwärmungsbedingte Dichteanstieg nicht linear verläuft.

Richtig, 1. weil warmes Wasser schneller weiter erwärmt werden kann, 2. weil bei höherer Temperatur mehr Wasser pro Zeit verdunstet, 3. weil der Dichteanstieg bei gleicher Temperaturzunahme in warmem Wasser stärker ist.

Damit wäre auch diese Beobachtung geklärt. In einem relativ geschlossenen Meeresgebiet in heißer Gegend (Mittelmeer im Sommer) würde ich auch die größte Auswirkung dieses Effekts erwarten.

bei der rechnung solltest du vorsichtig sein...
1. die dichte von wasser ist nicht linear von der temperatur abhängig (wie du auch geschrieben hast)
2. du hast den druck nicht berücksichtigt
3. die natürliche variation der salinität ist in der regel kleiner als von dir angegeben, 0.5% wären schon viel, meist ist die variation bedeutend kleiner (0.1-0.3%)

trotzdem hast du natürlich recht: rechnen und selbst nachvollziehen ist besser als das reine eimprägen von fakten.

Ich bin von 1% Salinitätsunterschied ausgegangen, wenn die Unterschiede tatsächlich nur im Promillebereich liegen, dann habe ich nur oberste Grenzwerte berechnet.
Ich habe noch einen wichtigen Faktor ignoriert - die Zeit! Ein Experiment, das jeder machen kann: ein Glas Wasser, in die Sommersonne gestellt, erwärmt sich zwar nur langsam, aber es ist viel eher eine Temperaturerhöhung messbar als eine verschwundene Verdunstungsmenge, d.h. die Dichteverringerung durch Erwärmung schreitet der Dichteerhöhung durch Verdunstung voran. Dadurch wird dieser oberflächennahe Salzanreicherungseffekt tendenziell auch stabil gehalten.
An den Druck habe ich zwar auch gedacht, aber ich habe das eher als Effekt der obersten Wasserschicht angesehen und ich weiß nicht, wie weit das überhaupt in die Tiefe wirkt. Der Druck muss sich ja auf die Wasserdichte auswirken.
Kennt hier irgendjemand die Wasserdichte in 1000m, 5000m oder 10000m Tiefe?

Wenn Oberflächenwasser mit der Salzkonzentration x im System der thermohalinen Zirkulation in größere Tiefen gelangt, wird es unten doch zusammen gedrückt. Müsste dadurch die Salzkonzentration (Masse Salz/Volumen Salzlösung) nicht steigen? Ganz abgesehen von der Temperaturabnahme nach unten hin?