mini|hochkant=1.5|Schematische Darstellung der Küstenregion des Golfs von Alaska mit Alaska Current, Alaskan Stream und Alaska Coastal Current.
Der Alaskastrom (englisch Alaska Current) ist eine flache Warmwasserströmung entlang der Küste Kanadas und Alaskas; sie beginnt nördlich von 52° N und bildet die nordöstliche Randströmung des Alaskawirbels (Alaskan Gyre). Nahe Kodiak Island geht sie in den Alaskan Stream über, die schnell südwestwärts fließende westliche Randströmung des Gyre. Der nordwärts gerichtete Alaska-Küstenstrom (Alaska Coastal Current) fließt entlang der Küste, mit der Küste rechts von ihm, um den Golf von Alaska herum und mündet schließlich durch die Unimak-Passage in die Beringsee.
Die Küstenregion des Golfs von Alaska umfasst insgesamt also drei Meeresströmungen, so dass man besser vom Alaskastromsystem spricht. Es sind der der Küste vorgelagerte Alaska Current, der Alaskan Stream und der Alaska Coastal Current; dazu kommen einige Wirbel. Im Deutschen ist die Verwechslungsgefahr groß – Current und Stream werden in der Regel beide als „Strom“ übersetzt. Deshalb benutzt man wohl besser die englischen Originalbezeichnungen (vgl. die Abbildung).
Die Strömungen des Alaskastromsystems
Alaska Current Der Alaska Current selbst bildet das Fundament des gesamten Systems – eine breite, relativ langsame Strömung, die sich über 200–300 Kilometer erstreckt und bis in 500 Meter Tiefe reicht. Sein vergleichsweise warmes Wasser (4–10 °C) stammt aus subtropischen Regionen und hat eine Reise von mehreren Jahren hinter sich. Der Alaska Current verläuft nördlich und nordwestlich entlang der Südküste Alaskas. Im Gegensatz zu schmalen Randströmungen wie dem Alaska Coastal Current ist er ein langsamer Strom (0,05–0,15 m/s), der maßgeblich das Klima und die Ökosysteme des Golfes von Alaska prägt.
Strömungsdynamik Der Alaska Current entsteht bei etwa 52° N, wenn der Nordpazifikstrom (NPC) sich der Westküste des nordamerikanischen Kontinents nähert. Der NPC biegt teilweise nach Süden in das Califonia Current System (CCS) ab, der Rest geht nach Norden in den Alaska Current über, fließt entlang des kontinentalen Abhangs und bildet die östliche und nördliche Seite des subpolaren Gyres im Golf von Alaska.B. M. Hickey, T. C. Royer: California and Alaska Currents. In: J. Kirk Cochran, Henry J. Bokuniewicz, Patricia L. Yager (Hrsg.): Encyclopedia of Ocean Sciences, 3. Aufl., Band 1. Elsevier Ltd. 2011, S. 368–379.
Er transportiert 5–10 Sverdrup (Sv) warmes (4–10 °C), salzreiches Wasser (>33 Practical Salinity Units, psu). Er ist geostrophisch angetrieben, d. h., er wird durch die Erdrotation beeinflusst; seine Tiefe reicht bis 500 m.P. J. Stabeno, N. A. Bond, A. J. Hermann, N. B. Kachel, C. W. Mordy, J. E. Overland (2004): Meteorology and oceanography of the Northern Gulf of Alaska. In: Continental Shelf Research, Band 24, Ausgabe 7–8, S. 859–897. DOI:10.1016/j.csr.2004.02.007. Im Winter erfährt er Verstärkung durch aleutische Tiefdruckgebiete, im Sommer schwächt er sich durch reduzierte Winde und durch Süßwassereinfluss von Gletschern ab. Die meiste Zeit des Jahres wehen die Winde entlang der Küste abwärts, was dazu beiträgt, den Dichteunterschied zwischen dem Wasser im zentralen Golf von Alaska und dem frischeren, weniger dichten Wasser auf dem Schelf aufrechtzuerhalten.
Der Alaska Current beeinflusst zusammen mit dem Golf von Alaska das Klimasystem im Südwesten der USA, unter anderem durch saisonale Niederschläge und Schneefälle. Es wurde nachgewiesen, dass El Niño die Westküste sowohl über die Atmosphäre als auch über den Ozean beeinflusst. Im Alaskastromsystem wurde 7–8 Monate nach dem Auftreten von El Niño am Äquator eine Anomalie der Temperatur unterhalb der Oberfläche (Subsurface Temperature) von über 1,5 °C entlang der Küste festgestellt.
Wirbel mini|Eddys vor Haida Gwaii, bis 2009 Queen Charlotte Inseln
Der Alaska Current enthält große antizyklonische Wirbel, die permanente Komponenten der Zirkulation sind. „Sitka-Wirbel“ bilden sich westlich von Sitka, Alaska, auf etwa 57° N und haben einen Durchmesser von 150–300 km und eine Oberflächenamplitude von 10–20 cm. „Haida-Wirbel“ oder „Queen-Charlotte-Wirbel“ bilden sich westlich der Haida Gwaii (bis 2009: Queen-Charlotte-Inseln). Die Entstehungsorte hängen mit der Topographie des Meeresbodens zusammen. Nach ihrer Entstehung breiten sich diese Wirbel hauptsächlich westwärts in den Golf von Alaska aus. Große Wirbel gibt es auch im Alaskan Stream an der Nordwestseite des Golfs von Alaska.
Alaskan Stream Der Alaskan Stream ist eine beständige, nordwestwärts gerichtete Randströmung des subpolaren Nordpazifiks und bildet die westliche Fortsetzung des Alaska Current. Er verläuft entlang der südlichen Küste der Aleuten und spielt eine zentrale Rolle in der ozeanischen Zirkulation des Beringmeeres.
Der Alaskan Stream bildet als westliche Verlängerung des Alaska Current Systems eine ozeanographische Schlüsselverbindung zwischen dem Golf von Alaska und der Beringsee.Carol Ladd, Phyllis J. Stabeno (2009): Freshwater transport from the Pacific to the Bering Sea through Amukta Pass. In: Geophysical Research Letters, Band 36 (2009), Ausgabe 14. DOI:10.1029/2009GL039095 Er entsteht östlich der Kodiak-Insel (ca. 153°W, 54°N), wo er sich als eigenständige Strömung vom Alaska Current abtrennt. Charakteristisch ist seine enge Bindung an den Kontinentalhang, dem er entlang der 2000-Meter-Isobathe mit bemerkenswerter Konstanz folgt.
Im östlichen Abschnitt (ungefähr zwischen Kodiak-Insel und den östlichen Aleuten) verläuft der Alaskan Stream typischerweise entlang der südlichen Kontinentalhangregion, meist 20–50 km südlich oder unmittelbar nördlich der Aleutenkette, abhängig von Topographie, Bathymetrie und jahreszeitlicher Dynamik, wobei sich hier typischerweise mesoskalige Wirbel mit Durchmessern von 50–80 km ausbilden.P. J. Stabeno, N. A. Bond, N. B. Kachel, S. A. Salo, J. D. Schumacher (2001): On the temporal variability of the physical environment over the southeastern Bering Sea. In: Fisheries Oceanography, Band 10 (2001), Ausgabe 1, S. 81–98. DOI:10.1046/J.1365-2419.2001.00157.X.Carol Ladd, William R. Crawford, Colleen E. Harpold, W. Keith Johnson, Nancy B. Kachel, Phyllis J. Stabeno, Frank Whitney (2009): A synoptic survey of young mesoscale eddies in the Eastern Gulf of Alaska. In: Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, Band 56, Ausgabe 24, S. 2460–2473. DOI:10.1016/j.dsr2.2009.02.007. Beim Überqueren des Umnak Plateaus beschleunigt der Strom auf etwa 0,35 m/s, bevor er im westlichen Teil die scharf ausgeprägte Subarktische Front bildet.Konstantin A. Rogachev (2000): Recent variability in the Pacific western subarctic boundary currents and Sea of Okhotsk. In: Progress in Oceanography, Band 47 (2000), Ausgabe 2–4, S. 299–336. DOI:10.1016/S0079-6611(00)00040-9. Der größte Teil der Abströmung erfolgt schließlich durch die Kamtschatkastraße (4420 m Tiefe) zwischen Kamtschatka und den Komadorski-Inseln. Ein geringerer Teil gelangt durch die flache Beringstraße in die Arktis.
Bedingt durch den Klimawandel, verzeichnet der Alaskan Stream seit 2000 signifikante Veränderungen: sein Oberflächenwasser hat sich um 0,12 °C pro Jahrzehnt erhöht,Thomas C. Royer, Chester E. Grosch (2006): Ocean warming and freshening in the northern Gulf of Alaska. In: Geophysical Research Letters, Band 33 (2006), Ausgabe 16. DOI:10.1029/2006GL026767. der Salzgehalt hat um 0,08 psu pro Jahrzehnt abgenommen,Sergey Prants, Andrey Andreev, Michael Uleysky, and Maxim Budyansky (2017): Alaskan Stream flow in the eastern subarctic Pacific and the eastern Bering Sea and its impact on biological productivity. In: Biogeosciences Discussions, Preprint bg-2017-477. DOI:10.5194/bg-2017-477. der Transport ist um 7,5 % pro Jahrzehnt gestiegen.
Mit typischen Geschwindigkeiten von 0,1–0,3 m/s transportiert der Alaskan Stream etwa 5–15 Sv nordwestwärts.Shuiming Chen, Eric Firing (2006): Currents in the Aleutian Basin and subarctic North Pacific near the dateline in summer 1993. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 111 (2006), Ausgabe C3. DOI:10.1029/2005JC003064. Im Vergleich zum benachbarten Kamtschatkastrom (subpolar, kalt) transportiert er relativ warmes (2–8 °C) und salzreicheres (32,5–33,5 psu) Wasser aus dem Nordpazifik. Die Strömung reicht bis in 500–1000 m Tiefe und weist eine starke geostrophische Komponente auf.R.K. Reed (1984): Flow of the Alaskan Stream and its variations. In: Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers, Band 31 (1984), Ausgabe 4, S. 369–386. DOI:10.1016/0198-0149(84)90090-6.
Alaska Coastal Current (ACC) mini|Karte des Golfs von Alaska
Der Alaska Coastal Current (ACC) ist eine schnelle, küstennahe Strömung, die entlang der Südküste Alaskas von der Kenai-Halbinsel bis zur Beringstraße verläuft. Sie ist eine der produktivsten ozeanischen Regionen der Welt und spielt eine entscheidende Rolle für das Klima, die Ökosysteme und die Fischerei Alaskas.
Strömungsdynamik Der Alaska Coastal Current hat eine typische Breite von etwa 30 km und eine Tiefe von 100–200 m. Er fließt mit 0,3–0,8 m/s, deutlich schneller als der benachbarte Alaska Current. Er transportiert 0,5–1,5 Sv frisches, nährstoffreiches Wasser nordwärts.T. J. Weingartner et al. (2005). Freshwater variability and predictability in the Alaska Coastal Current. In: Deep-Sea Research Part II, Band 52, Ausgabe 1–2, S. 169–191. DOI:10.1016/j.dsr2.2004.09.030.
Sein Wasser ist kalt (0–8 °C) und salzarm (<32 psu) aufgrund starker Süßwassereinträge von Gletschern und Flüssen (z. B. Copper River, Yukon River). Zudem ist er stark saisonal variabel; er hat sein Maximum im Sommer durch Gletscherschmelze.Thomas C. Royer (1981): "Baroclinic transport in the Gulf of Alaska Part II. A fresh water driven coastal current." In: Journal of Marine Research, Band 39, Ausgabe 2. PDF
Entstehung Der Alaska Coastal Current entsteht durch das Zusammenspiel verschiedener ozeanographischer und atmosphärischer Prozesse entlang der Südküste Alaskas. Als eine der produktivsten Küstenströmungen der Welt bildet er sich durch drei Hauptfaktoren:
Am Anfang stehen die beständigen Westwinde entlang der Aleutenkette, die durch den Ekman-Transport eine Wasserbewegung erzeugen. Diese Winde mit typischen Geschwindigkeiten von 7–12 m/s übertragen ihre Energie auf die Meeresoberfläche und erzeugen eine Strömung, die durch die Corioliskraft nach rechts abgelenkt wird – ein Phänomen, das auf der Nordhalbkugel charakteristisch ist. Diese Ablenkung führt zur sogenannten Küstenkonvergenz, bei der das Wasser gegen den Festlandsockel gedrückt wird. Studien zeigen, dass dieser Windstress für etwa 60 % der antreibenden Kraft verantwortlich ist.
Der zweite entscheidende Faktor ist der massive Süßwassereintrag aus den zahlreichen Gletschern und Flüssen Alaskas. Mit einem jährlichen Zufluss von etwa 25.000 m³/s – davon 60 % aus Gletscherschmelze, 30 % aus Flüssen wie dem Copper River und 10 % aus direktem Niederschlag – entstehen starke Dichtegegensätze (Dichtegradienten) im Küstenbereich. Dieser Süßwasserüberschuss bildet eine leichte Oberflächenschicht, die sich deutlich vom salzreicheren Meerwasser unterscheidet. Durch die Corioliskraft entsteht daraus ein Meereshöhengradient von 30–50 cm zwischen Küste und offenem Meer, der eine barokline Randströmung entlang der Küste erzeugt.Phyllis J. Stabeno, R. K. Reed, James D. Schumacher (1995): The Alaska Coastal Current: Continuity of transport and forcing. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 100 (1995), Ausgabe C2, S. 2477–2485. DOI:10.1029/94JC02842.