mini|Zirkulation des atlantischen Zwischenwassers (rote und rosafarbene Pfeile) im Arktischen Ozean. Das Arktische Zwischenwasser (, AIW) ist eine kalte, dichte Wassermasse des Arktischen Ozeans und der angrenzenden nordischen Meere. Sie liegt typischerweise unterhalb der kalten, salzarmen arktischen Oberflächenschicht (Arktisches Oberflächenwasser, engl. Polar Surface Water) und oberhalb des sehr kalten, dichten Arktischen Tiefenwassers (Arctic Deep Water).Johan Blindheim: Arctic intermediate water in the Norwegian Sea. In: Deep-Sea Research Part A. Band 37 (1990), S. 1475–1489. DOI:10.1016/0198-0149(90)90138-L. Das AIW trägt zu den dichten Überstromwässern bei, die über den Grönland-Schottland-Rücken in den Nordatlantik gelangen. Es ist somit wichtig für das globale thermohaline Zirkulationssystem (die meridionale Umwälzzirkulation des Atlantiks, AMOC) sowie für den Wärme- und Nährstoffhaushalt der polaren Breiten.K. Aagaard, J. H. Swift, E. C. Carmack: Thermohaline circulation in the Arctic Mediterranean Seas. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 90, 1985, Ausgabe C3, S. 4833–4846. DOI:10.1029/JC090iC03p04833.B. Rudels, L. G. Anderson, E. P. Jones: Formation and evolution of the surface mixed layer and halocline of the Arctic Ocean. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 101, 1996, Ausgabe C4, S. 8807–8821. DOI:10.1029/96JC00143. Es ist nicht zu verwechseln mit dem ähnlich klingenden Begriff des Antarktischen Zwischenwassers (AAIW) der Südhalbkugel.

Definition und Eigenschaften

Arktisches Zwischenwasser ist in den Becken des Arktischen Ozeans (Eurasisches und Kanadisches Becken) sowie den angrenzenden Nordischen Meeren (Europäisches Nordmeer, Grönland- und Islandsee) verbreitet.G. Holloway, F. Dupont, E. Golubeva, S. Häkkinen, E. Hunke, M. Jin, M. Karcher, F. Kauker, M. Maltrud, M. A. Morales Maqueda, W. Maslowski, G. Platov, D. Stark, M. Steele, T. Suzuki, J. Wang, J. Zhang (2007): Water properties and circulation in Arctic Ocean models. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 112, 2007, Ausgabe C4. DOI:10.1029/2006JC003642. Dort entstehen das Grönlandsee-Zwischenwasser (GSAIW) und das Islandsee-Zwischenwasser (ISAIW) durch winterliche, offen-ozeanische Konvektion infolge starker atmosphärischer Abkühlung.Johan Blindheim, Francisco Rey (2004): Water mass formation and distribution in the Nordic Seas during the 1990s. In: ICES Journal of Marine Science, Band 61, Ausgabe 5, 2004, S. 846–863. DOI:10.1016/j.icesjms.2004.05.003. Der zweite Bildungsort ist der Zentrale Arktische Ozean (oft auch als Innerer Arktischer Ozean bezeichnet), die tiefe Meeresregion rund um den geografischen Nordpol. Er umfasst die großen Tiefseebecken des Nordpolarmeeres, insbesondere das Amundsen-Becken, das Nansen-Becken und das Kanadische Becken. Hier bildet sich das Zwischenwasser vor allem durch Vermischung von einströmendem, wärmerem und salzreichem Atlantikwasser (North Atlantic Water) mit kälterem, salzärmerem Polarwasser.Michael A. Spall: On the Circulation of Atlantic Water in the Arctic Ocean. In: Journal of Physical Oceanography, Band 43, 2013, Ausgabe 11, S. 2352–2371. DOI:10.1175/JPO-D-13-079.1.

Hydrographisch zeichnet sich das AIW durch charakteristische Temperatur- und Salzgehaltswerte aus, die je nach Region und Untertyp variieren. Es nimmt vorwiegend den Tiefenbereich zwischen ca. 200–300 m und 800–1000 m ein. Seine Temperatur ist meist leicht über bis knapp unter dem Gefrierpunkt, typischerweise im Bereich von −0,5 °C bis +2,0 °C. Der Salzgehalt ist relativ hoch und stabil, meist zwischen 34,70 und 34,90 Practical Salinity Units (PSU).

Das AIW lässt sich in verschiedene Subtypen unterteilen, darunter das Untere (, LAIW) und das Obere Arktische Zwischenwasser (Upper Arctic Intermediate Water, UAIW), die sich in ihrer Dichte und Entstehungsart leicht unterscheiden.James H. Swift, Knut Aagaard: Seasonal transitions and water mass formation in the Iceland and Greenland seas. In: Deep-Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. Band 28, 1981, Ausgabe 10, S. 1107–1129. DOI:10.1016/0198-0149(81)90050-9Bert Rudels: Arctic Ocean circulation, processes and water masses: A description of observations and ideas with focus on the period prior to the International Polar Year 2007–2009. In: Progress in Oceanography, Band 132, 2015, S. 22–67. DOI:10.1016/j.pocean.2013.11.006.

mini|Bathymetrische Karte, die die schematische Ozeanzirkulation im Bereich des Arktischen Ozeans und des subpolaren Nordatlantiks darstellt. Gestrichelte Pfeile: Zwischenwässer. AIW strömt vorwiegend entlang topographischer Randströmungen (boundary currents) zyklonal (gegen den Uhrzeigersinn) um die arktischen Becken. Es verlässt den Arktischen Ozean primär über die Framstraße (entlang des Ostgrönlandstroms) und steuert nach Süden über den Grönland-Schottland-Rücken in den offenen Nordatlantik.J. N. Smith, E. P. Jones, S. B. Moran, W. M. Smethie Jr., W. E. Kieser: Iodine 129//CFC 11 transit times for Denmark Strait Overflow Water in the Labrador and Irminger Seas. In: Journal of Geophysical Research, Band 110, 2005, C05006. DOI:10.1029/2004JC002516.Bogi Hansen, Svein Østerhus: North Atlantic–Nordic Seas exchanges. In: Progress in Oceanography, Band 45, 2000, Ausgabe 2, S. 109–208. DOI:10.1016/S0079-6611(99)00052-X.

Ökologische Bedeutung

mini|Borealisierung mariner Lebensgemeinschaften Obwohl das Arktische Zwischenwasser außerhalb der photischen Zone liegt und somit keine primäre Photosynthese ermöglicht, hat es eine Bedeutung für das pelagische und benthische Ökosystem der Arktis. Das AIW transportiert im Vergleich zu rein atlantischen Wassermassen nämlich signifikant größere Konzentrationen gelöster Nährstoffe (Nitrat, Phosphat und Silikat), die durch spätere Auftriebsprozesse (Upwelling) an den Kontinentalhängen oder Eisrandzonen in die euphotische Zone gelangen und dort die Frühjahrsalgenblüte anregen.Sudeshna Pabi, Gert L. van Dijken, Kevin R. Arrigo: Primary production in the Arctic Ocean, 1998–2006. In: Journal of Geophysical Research: Oceans, Band 113, 2008, Ausgabe C8. DOI:10.1029/2007JC004551.

In der Schicht des AIW leben spezialisierte Zooplankton-Gemeinschaften (wie Calanus hyperboreus) sowie mesopelagische Fische und Tiefseekrebse, die sich an extrem niedrige Lichtverhältnisse und stabile kühle Temperaturen angepasst haben.Ksenia N. Kosobokova, Russell R. Hopcroft, Hans-Jürgen Hirche: Patterns of zooplankton diversity through the water column of the Central Arctic Ocean. In: Marine Biodiversity, Band 41, 2011, S. 29–50. DOI:10.1007/s12526-010-0057-9. Wo das AIW submarine Gebirge (Seamounts) und Tiefseehänge umspült, begünstigt die konstante Zufuhr von gelöstem Sauerstoff und suspendiertem partikulärem Material benthische Ökosysteme, insbesondere die Entstehung und Erhaltung dichter, hochdiverser Tiefseeschwamm-Gemeinschaften.Emil Jeansson, Are Olsen, Sara Jutterström: Arctic Intermediate Water in the Nordic Seas, 1991–2009. In: Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Band 128, 2017, S. 82–98. DOI:10.1016/j.dsr.2017.08.013.Øystein Skagseth, Cecilie Broms, Kjell Gundersen, Hjálmar Hátún, Inga Kristiansen, Karin Margretha H. Larsen, Kjell Arne Mork, Hildur Petursdottir, Henrik Søiland: Arctic and Atlantic Waters in the Norwegian Basin, Between Year Variability and Potential Ecosystem Implications. In: Frontiers in Marine Science, Band 9, 2022, 831739. DOI:10.3389/fmars.2022.831739.

Rolle im Klimasystem

Die Polarregionen der Erde erwärmen sich durch den Klimawandel deutlich schneller und stärker als der Rest des Planeten; dies wird als polare Verstärkung (polar Amplification) bezeichnet. Das arktische Zwischenwasser spielt dabei eine wichtige Rolle. Das im AIW gebundene Atlantikwasser führt nämlich eine beträchtliche Menge an thermischer Energie mit sich. Diese Durchmischung des Wassers der arktischen Regionen mit dem Wasser aus dem Atlantik wird als Atlantifizierung der Arktis bezeichnet. Eine zu beobachtende Verstärkung dieses Einstroms führt dazu, dass mehr Wärme unterhalb der Eisdecke verbleibt oder bei vertikaler Durchmischung das Meereis von unten her aufschmilzt.Igor V. Polyakov, Andrey V. Pnyushkov, Matthew Charette, Kyoung-Ho Cho, Jinyoung Jung, Lauren Kipp, Morven Muilwijk, Laura Whitmore, Eun Jin Yang, Jaeill Yoo: Atlantification advances into the Amerasian Basin of the Arctic Ocean. In: Science Advances, Jahrgang 11, 2025, Ausgabe 8. DOI:10.1126/sciadv.adq7580.

Der Ausfluss von AIW über die Dänemarkstraße und den Färöer-Shetland-Kanal in den Nordatlantik liefert einen Teil des Wassers, aus dem sich das Nordatlantische Tiefenwasser (North Atlantic Deep Water) (NADW) speist, welches wiederum den Motor der Atlantischen Umwälzzirkulation darstellt.

Einzelnachweise

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