mini|Zirkulation der Wassermassen im Nordatlantik. NEADW Nordostatlantisches Tiefenwasser, Zirkulation der Wassermasse gelb gestrichelt. Das Nordostatlantische Tiefenwasser (englisch North East Atlantic Deep Water, NEADW) ist eine Wassermasse des tiefen östlichen Nordatlantiks. Es füllt die Tiefseebecken östlich des Mittelatlantischen Rückens – darunter das Islandbecken, den Rockallgraben und das Westeuropäische Becken – und tritt dort in Tiefen von etwa 2000 bis 3000 m als ausgeprägtes Salzgehaltsmaximum zwischen dem darüberliegenden, salzärmeren Labradorseewasser und dem darunterliegenden Unteren Tiefenwasser auf.Hendrik M. van Aken (2000): The hydrography of the mid-latitude Northeast Atlantic Ocean. Part I: The deep water masses. In: Deep-Sea Research Part I. Band 47 (2000), S. 757–788. doi:10.1016/S0967-0637(99)00092-8. Es bildet zusammen mit dem Labradorseewasser und dem Dänemarkstraßen-Überstromwasser das Nordatlantische Tiefenwasser (NADW) und ist damit Teil des nach Süden gerichteten unteren Astes der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC).
Die Wassermasse wurde von van Aken und Becker (1996) im Rahmen des NANSEN-Projekts als Northeast Atlantic Deep Water bezeichnet.Hendrik M. van Aken, Gerd Becker (1996): Hydrography and through-flow in the north-eastern North Atlantic Ocean: the NANSEN project. In: Progress in Oceanography. Band 38 (1996), Ausgabe 4, S. 297–346. doi:10.1016/S0079-6611(97)00005-0.
Eigenschaften
Das Nordostatlantische Tiefenwasser zeichnet sich gegenüber den umgebenden Wassermassen durch ein relatives Salzgehaltsmaximum aus, das im mittleren Nordostatlantik bei etwa 2600 dbar liegt und den salzarmen Kern des Labradorseewassers nach oben sowie den ebenfalls salzärmeren Kern des Unteren Tiefenwassers nach unten begrenzt. Die potentielle Temperatur liegt im Tiefenbereich von 2000 bis 3000 m bei rund 2,6–2,7 °C, der Salzgehalt überschreitet etwa 34,95 PSU. Die potentielle Dichteanomalie des Kerns liegt im Bereich σ₀ ≈ 27,80–27,88 kg/m³ beziehungsweise – auf 2000 dbar bezogen – σ₂ ≈ 36,94–36,98 kg/m³.
Bildung und Quellwassermassen
Hauptbestandteil des Nordostatlantischen Tiefenwassers ist umgewandeltes Island-Schottland-Überstromwasser (, ISOW). Dieses entsteht, wenn dichtes Tiefen- und Zwischenwasser des Europäischen Nordmeers über den Island-Schottland-Rücken in den Nordatlantik überströmt und dabei das wärmere, salzreichere darüberliegende Atlantikwasser – vor allem Subpolar Mode Water (SPMW) und Labradorseewasser – mitreißt (Entrainment). Etwa 3,5 Sievert (Sv) dieses Überstromwassers passieren südlich von Island in das Islandbecken; auf seinem Weg nach Süden verringert sich seine Dichte durch diapyknische Vermischung erheblich, also eine Vermischung quer zu den Dichteschichtungen (Isopyknen).
Für eine quantitative Beschreibung führte van Aken (2000) das Nordostatlantische Tiefenwasser auf vier lokale Quellwassertypen zurück: Island-Schottland-Überstromwasser, Unteres Tiefenwasser (, LDW, mit hohem Anteil Antarktischen Bodenwassers), Labradorseewasser und Mittelmeerausstromwasser (, MSW). Über der Porcupine-Tiefseeebene (etwa 2500–2900 dbar) erweist sich das Nordostatlantische Tiefenwasser als Mischung aus überwiegend Island-Schottland-Überstromwasser und Labradorseewasser (zusammen rund 80 %) mit geringeren Beiträgen von Unterem Tiefenwasser und Mittelmeerausstromwasser. Rezirkuliert die Wassermasse weiter nach Süden zur Madeira-Abyssalebene, so sinken die beiden Anteile nördlichen Ursprungs durch fortgesetzte Vermischung auf etwa 50 %.
Oberes und unteres Nordostatlantisches Tiefenwasser
Weil sich seine Bestandteile aus zwei entgegengesetzten Richtungen – von Norden und von Süden – speisen, ist das Nordostatlantische Tiefenwasser vertikal zweigeteilt. Es liegt unterhalb des bei etwa 2000 dbar beobachteten Salzgehaltsminimums des Labradorseewassers und wird selbst in ein oberes und ein unteres Stockwerk gegliedert.
Das obere Nordostatlantische Tiefenwasser () trägt das namensgebende Salzgehaltsmaximum, das im mittleren Nordostatlantik bei etwa 2500 bis 2600 dbar und einer potentiellen Temperatur von rund 2,9 °C liegt. Es ist nördlichen Ursprungs und besteht überwiegend aus umgewandeltem Island-Schottland-Überstromwasser (mit eingemischtem Subpolar Mode Water und Labradorseewasser). Sein Kern ist durch einen Salzgehalt über 34,95 PSU und eine potentielle Dichteanomalie von σ₀ ≈ 27,80–27,88 kg/m³ (beziehungsweise σ₂ ≈ 36,94–36,98 kg/m³) gekennzeichnet.
mini|Schematische Darstellung der großräumigen Zirkulation im subpolaren Nordatlantik. NADWL - Unteres Nordostatlantisches Tiefenwasser. Das untere Nordostatlantische Tiefenwasser (, LDW) ist dagegen südlichen Ursprungs. Es weist einen hohen Anteil Unteren Tiefenwassers (, LDW) auf, das durch die Beimischung Antarktischen Bodenwassers geprägt ist und sich durch geringe Salinität sowie niedrigen Sauerstoff- und hohen Silikatgehalt auszeichnet. Sein kältester Kern (unter etwa 2 °C, mit einem bodennahen Salzgehaltsminimum) füllt den Boden der tiefen östlichen Becken, etwa des Westeuropäischen Beckens unterhalb von rund 3000 m. Von dort rezirkuliert es zyklonal nach Norden, gelangt über den Rockallgraben bis ins Islandbecken und trifft dort von unten auf das Island-Schottland-Überstromwasser.
Zwischen den beiden salzärmeren Kernen des Labradorseewassers (darüber) und des Unteren Tiefenwassers (darunter) bildet das obere Nordostatlantische Tiefenwasser damit eine salzreichere Zwischenschicht, die die Wassermasse in Temperatur-Salzgehalt- (T-s)-Diagrammen als eigenständiges Salzgehaltsmaximum kenntlich macht.
Verbreitung und Zirkulation
Das Island-Schottland-Überstromwasser fließt nach dem Überqueren des Island-Schottland-Rückens zunächst an der Ostflanke des Reykjanesrückens südwärts durch das Islandbecken. Auf der Höhe der Charlie-Gibbs-Bruchzone (etwa 52° N) ist das daraus hervorgehende Nordostatlantische Tiefenwasser als tiefes Salzgehaltsmaximum ausgebildet. Ein Teil verlässt hier die östlichen Becken westwärts durch die Charlie-Gibbs-Bruchzone in den westlichen Nordatlantik, weshalb diese Komponente gelegentlich auch als Gibbs Fracture Zone Water bezeichnet wird; der gemessene mittlere Westausstrom beträgt etwa 2,4 Sv. Da der Gesamtzustrom von Island-Schottland-Überstromwasser und Unterem Tiefenwasser in die tiefen östlichen Becken jedoch rund 4,9 Sv beträgt, müssen ein Teil des Überstromwassers nach Süden über die Breite der Charlie-Gibbs-Bruchzone hinaus transportiert und Unteres Tiefenwasser im Nordostatlantik zyklonal rezirkuliert werden.
Die klassische Vorstellung, das Island-Schottland-Überstromwasser folge nach Durchqueren der Charlie-Gibbs-Bruchzone als geschlossener tiefer Randstrom dem Rand des subpolaren Wirbels, wurde durch neuere lagrangesche Beobachtungen und Modellsimulationen revidiert: Demnach löst sich ein erheblicher Teil vom Rand und breitet sich in das Innere des Labrador- und Irmingerbeckens aus, daneben besteht ein südwärtiger Ausbreitungsweg entlang der Westflanke des Mittelatlantischen Rückens.Sijia Zou, Amy Bower, Heather Furey, M. Susan Lozier, Xiaobiao Xu (2020): Redrawing the Iceland–Scotland Overflow Water pathways in the North Atlantic. In: Nature Communications. Band 11 (2020). doi:10.1038/s41467-020-15513-4.
Bedeutung
Als Mischprodukt nördlicher Überstromwässer und rezirkulierender Wassermassen südlichen Ursprungs ist das Nordostatlantische Tiefenwasser ein zentraler Baustein des Nordatlantischen Tiefenwassers in den östlichen Becken. Über dieses speist es den nach Süden gerichteten, tiefen Rückstrom der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation und trägt damit zur globalen thermohalinen Zirkulation bei. Seine Eigenschaften und Transporte sind ein Maß für die Stärke des Island-Schottland-Überstroms und für dessen Vermischung im subpolaren Nordatlantik.
Einzelnachweise
Kategorie:Ozeanografie Kategorie:Atlantischer Ozean Kategorie:Arktischer Ozean Kategorie:Meeresströmung