mini|Karte der Dänemarkstraße und Schema der mittleren Zirkulation in 300 m Tiefe. Warmes Wasser (rot) wird durch den Nordisland-Irminger-Strom (NIIC) nach Nordosten und durch den Irminger-Strom (IC) nach Westen transportiert. Das kalte und dichte Wasser (violett) des Dänemarkstraßen-Überstroms (DSO) wird von den beiden Zweigen des Ostgrönlandstroms (EGC) sowie dem Nordisland-Jet (NIJ) gespeist. Die gelbe Linie und der Einschub zeigen die Position von Verankerungen an der Schwelle. mini|Schematische Karte der großräumigen Zirkulation im Nordatlantik. Warme und salzige (kalte und süße) Strömungen sind rot (blau und cyan) dargestellt. Die intermediäre Zirkulation des Mittelmeerausstromwassers (Labradorwasser) ist orange (grau) dargestellt. Abkürzungen für die Wassermassen: DSOW, Dänemarkstraßen-Überstromwasser; ISOW, Island-Schottland-Überstromwasser; LSW, Labradorwasser; ENACW, Zentralwasser des östlichen Nordatlantiks; MW, Mittelmeerausstromwasser. Abkürzungen für die Hauptströmungen: EGC, Ostgrönlandstrom; ERRC, Ost-Reykjanes-Rückenstrom; DWBC, Tiefer westlicher Randstrom. Das Dänemarkstraßen-Überstromwasser (, DSOW) ist eine kalte, dichte Wassermasse des nördlichen Atlantiks, die aus den Nordischen Meeren durch die Dänemarkstraße zwischen Grönland und Island in den Nordatlantik überströmt. Es ist die dichteste und – gemessen am Volumentransport – die stärkste der Überstromverbindungen über den Grönland-Schottland-Rücken und bildet die tiefste, dichteste Komponente des Nordatlantischen Tiefenwassers (NADW) sowie des unteren Astes der Atlantischen Umwälzzirkulation (AMOC).Robert R. Dickson, Juan Brown (1994): The production of North Atlantic Deep Water: Sources, rates, and pathways. In: Journal of Geophysical Research: Oceans. Band 99 (1994), Ausgabe C6, S. 12319–12341. doi:10.1029/94JC00530. An der etwa 620 bis 650 m tiefen Schwelle der Dänemarkstraße beträgt der Transport im Mittel rund 3,4 Sverdrup (Sv).Kerstin Jochumsen, Detlef Quadfasel, Heðinn Valdimarsson, Steingrímur Jónsson (2012): Variability of the Denmark Strait overflow: Moored time series from 1996–2011. In: Journal of Geophysical Research: Oceans. Band 117 (2012), Artikelnummer C12003. doi:10.1029/2012JC008244.
Entstehung und Quellen
Das überströmende Wasser entsteht, wenn warmes, salzreiches Atlantikwasser auf seinem Weg durch die Nordischen Meere und das Nordpolarmeer Wärme an die Atmosphäre abgibt, abkühlt und dadurch an Dichte gewinnt. Die Herkunft des Dänemarkstraßen-Überstromwassers wurde lange vor allem dem Ostgrönlandstrom zugeschrieben, der dichtes Wasser arktischen Ursprungs aus der Framstraße und dem Nordpolarmeer südwärts zur Schwelle transportiert.Cecilie Mauritzen (1996): Production of dense overflow waters feeding the North Atlantic across the Greenland–Scotland Ridge. Part 1: Evidence for a revised circulation scheme. In: Deep-Sea Research Part I. Band 43 (1996), S. 769–806. doi:10.1016/0967-0637(96)00037-4. Neuere Beobachtungen zeigen jedoch, dass ein erheblicher Teil – etwa die Hälfte und insbesondere der dichteste Anteil – über den Nordisländischen Jet (, NIJ) entlang des isländischen Kontinentalhangs herangeführt wird, eine Strömung mit Quellgebiet in der Island- und Grönlandsee.Kjetil Våge, Robert S. Pickart, Michael A. Spall u. a. (2011): Significant role of the North Icelandic Jet in the formation of Denmark Strait overflow water. In: Nature Geoscience. Band 4 (2011), S. 723–727. doi:10.1038/ngeo1234. Zusammen liefern der (teils abgelöste) Ostgrönlandstrom und der Nordisländische Jet den Hauptteil des Überstromwassers, das überwiegend entlang des isländischen Hangs zur Schwelle gelangt.
Überstrom und Ausbreitung
Am tiefsten Punkt der Dänemarkstraße strömt das dichte Wasser mit hoher Geschwindigkeit über die Schwelle und stürzt anschließend kaskadenartig den Kontinentalhang hinab in das Irmingerbecken – ein Absinken über mehr als 2000 m, das manchmal auch als größter „Unterwasser-Wasserfall“ der Erde bezeichnet wird. Beim Abstieg reißt die Strömung umgebendes Wasser mit, wodurch ihr Transport von rund 3,4 Sv an der Schwelle auf etwa 10 Sv vor Südostgrönland anwächst.Kerstin Jochumsen u. a. (2015): On the origin and propagation of Denmark Strait overflow water anomalies in the Irminger Basin. In: Journal of Geophysical Research: Oceans. Band 120 (2015). doi:10.1002/2014JC010397. Trotz dieser Erwärmung durch Einmischung bleibt das Dänemarkstraßen-Überstromwasser die dichteste Wassermasse des Irmingerbeckens und sinkt dort auf über 2000 m ab, wo es vom darüberliegenden Island-Schottland-Überstromwasser überlagert wird. Von dort breitet es sich als unterste Schicht des tiefen westlichen Randstroms (, DWBC) entlang des grönländischen und nordamerikanischen Kontinentalhangs nach Süden aus.
Eigenschaften
Das Dänemarkstraßen-Überstromwasser ist an der Schwelle nur wenig wärmer als 0 °C (im Irmingerbecken unter 2 °C) und hat eine Salinität von etwa 34,9 PSU (Practical Salinity Units). Seine potentielle Dichte überschreitet σ₀ = 27,8 kg/m³, den üblichen Schwellenwert für überstromfähiges Wasser; die dichtesten, über den Nordisländischen Jet zugeführten Anteile sind noch kälter und dichter. Die Strömungsgeschwindigkeit im tiefen Kanal der Dänemarkstraße liegt im Mittel über 0,5 m/s.
Bedeutung
Das Dänemarkstraßen-Überstromwasser ist die dichteste Komponente des Nordatlantischen Tiefenwassers und liefert etwa die Hälfte des dichten Wassers, das den tiefen westlichen Randstrom speist. Als unterster Ast der Atlantischen Umwälzzirkulation ist es ein zentraler Bestandteil des globalen thermohalinen Strömungssystems. Seit 1996 wird der Überstrom mit verankerten akustischen Doppler-Strömungsmessern kontinuierlich überwacht; die Messreihen zeigen einen über die Jahre vergleichsweise stabilen Transport.Kerstin Jochumsen, Manuela Moritz, Nuno Nunes u. a. (2017): Revised transport estimates of the Denmark Strait overflow. In: Journal of Geophysical Research: Oceans. Band 122 (2017), S. 3434–3450. doi:10.1002/2017JC012803.
Einzelnachweise
Kategorie:Ozeanografie Kategorie:Meereskunde Kategorie:Atlantischer Ozean Kategorie:Meeresströmung