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Ozean

Meeresoberflächenhöhe (SSH)

Globaler mittlerer Meeresspiegelanstieg seit 1993 aus Satellitenaltimetrie-Daten: Der Anstieg wird auf 3.28 mm/Jahr geschätzt (mittlere Steigung der abgebildeten Daten). (Daten: AVISO)

Genaue Messungen der Meeresoberflächenhöhe (Sea Surface Height oder kurz SSH) sind eine Grundvoraussetzung für die Quantifizierung der mittleren Meerespiegelhöhe und ihrer Veränderung. Änderungen des globalen, mittleren Meeresspiegels gehören mit zu den wichtigsten Anzeigern einer Klimaveränderung. Die Ableitung der SSH anhand von Satellitenmessungen erfolgt u. a. über die Messung der Signallaufzeit zwischen Satellit und Ozeanoberfläche. Die SSH wird in metern (m) angegeben.

Daten der Meeresoberflächenhöhe (SSH)

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Salzgehalt

Daten des Salzgehalts im Ozean

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Temperatur

Anomalie der Reynolds Meeresoberflächentemperatur (SST) für September 1997 in Bezug auf die mittlere SST für September 1992-2011.
Wie oben aber für September 2015.

Die Temperaturverteilung im Ozean und an der Ozeanoberfläche ist, zusammen mit dem Salzgehalt der Ozeane, grundlegend für das Verständnis der allgemeinen Ozeanzirkulation, der Schichtung der Ozeane sowie für den mittleren Wärmeinhalt und dessen Fluktuationen. Die Temperatur der Ozeanoberfläche (Sea Surface Temperature oder kurz SST) ist von fundamentaler Bedeutung für den Ozean-Atmosphäre-Wärmeaustausch. Ihre Messung erfolgt z. B. über Radiometer die im infraroten (Advanced Very High Resolution Radiometer, AVHRR) oder mikrowellen (Advanced Microwave Scanning Radiometer, AMSR-E) Spektralbereich arbeiten. Vorteil beim AVHRR: Feinere räumliche Auflösung; Vorteil beim AMSR-E: Wolkenunabhängig. Die Messung der Temperatur im Ozean erfolgt im wesentlichen mit typischerweise in der Ozeanographie eingesetzten herkömmlichen Thermometern (z. B. mit Xylol gefüllt) oder thermoelektrisch / mittels Thermistoren. Die am ICDC verfügbaren Temperaturdaten sind entweder in Kelvin (K) oder Grad Celsius (°C) gegeben.

Daten der Temperatur im Ozean:

Satellitenfernerkundung:

  • Oberflächentemperatur (SST) von AVHRR (Pathfinder data set)
  • SST (+ Anomalien + Globales Mittel) von AVHRR und/oder AVHRR & AMSR-E (Reynolds data set)
  • SST von AMSR-E (REMSS data set)
  • SST aus HOAPS
  • SST von MODIS

Klimatologien:

  • Mittlere monatliche SST (+ Globales Mittel) und Meereisbedeckung seit 1870 (HadISST1)
  • Anomalien der Meeresoberflächentemperatur relativ zu 1961-1990: HadCRUT

Ozeantemperaturprofile:

Die oben aufgerührten Datensätze der SST aus Satellitenfernerkundungsdaten sind ausnahmslos Langzeitdatensätze mit z. T. recht grober räumlicher Auflösung. Auf Anfrage bieten wir gerne räumlich feiner (z. B. 1 km) aufgelöste Datensätze der SST an.

Bojen- / Floatmessungen

  • Bojen im Ozean führen Messungen der Wassertemperatur nahe der Ozeanoberfläche und anderer Parameter wie z.B. der signifikanten Wellenhöhe bzw. meteorologischer Parameter durch. Als Datenquelle für derartige Beobachtungen empfehlen wir das National Data Buoy Center (NDBC)
  • Argo Float Daten - z. B.: http://www.usgodae.org/argo/argo.html
  • Neuer Datensatz der Mixed-Layer Depth: http://mixedlayer.ucsd.edu (siehe hierzu: Holte, J., et al., 2017, An Argo mixed-layer climatology and database)

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Ozeangezeiten

Gezeiten im Ozean spielen eine fundamentale Rolle für eine Vielzahl von Prozessen, begonnen mit der vertikalen wie horizontalen Durchmischung der Wassermassen, über den Transport von Sediment und Plankton, bis hin zur Verstärkung oder Abschwächung von Wassermassenbildungsprozessen, Meereisdeformation und -bildung. Ozeangezeiten bilden damit nicht nur eine periodisch variierende Komponente der Ozeanströmungen sondern beeinflussen darüber hinaus die Temperatur, den Salzgehalt, die Schwebstoff- und Chlorophyllkonzentration sowie natürlich den Wasserstand, letzteres insbesondere in den Schelfgebieten, an Küsten und in Flußmündungen wie z. B. der Elbe. Damit hat eine möglichst genaue Kenntnis der Ozeangezeiten auch eine ökonomische Komponente, da nur so hinreichender Hochwasserschutz, gefahrloser Gütertransport per Schiff in Flußästuarien und, nicht zuletzt, ungetrübter Badespaß an Küsten starker Gezeitenamplituden gewährleistet ist.

Ozeangezeiten sind die Folge der wechselseitigen Anziehungskräfte von Erde, Mond und Sonne. Sie werden in der Regel durch ihre Amplitude (die Erhöhung bzw. Erniedrigung des Wasserstandes relativ zu Normalnull, also Hochwasser und Niedrigwasser) sowie ihre Phase (das zeitliche veränderliche, periodische Eintreten von Hoch- und Niedrigwasser) beschrieben.

Amplitude und Phase der Ozeangezeiten können aus vor-Ort Messungen des Wasserstandes an so genannten Pegeln abgeleitet werden. Satellitenmessungen der Wasserstandshöhe (über den Abstand Satellit zu Ozeanoberfläche) z. B. mit einem Radaraltimeter (TOPEX/Poseidon, Jason-1, siehe auch SSH) ermöglichen ebenfalls eine Abschätzung von Gezeitenhöhe- und -amplitude. Die Kombination beider Datenquellen in einem Datenassimilationsmodell liefert, zumindest für großskalige und langfristige Untersuchungen, die beste Datenbasis.

Die hier angebotenen Daten zu Ozeangezeiten basieren auf einem per Datenassimilation optimierten Gezeitenmodell

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Ozeanfarbe

Die Ozeanfarbe (Ocean color) ist ein Parameter der Aufschluß über die biologische Aktivität und den Schwebstoffgehalt nahe der Wasseroberfläche gibt. Es handelt sich dabei um eine Größe, die aus Messungen des vom Wasser reflektierten Sonnenlichts bei verschiedenen Frequenzen (d. h. spektral aufgelöst) abgeleitet wird. Dafür benutzte Satellitensensoren sind das Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS), das Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), und der Sea-viewing Wide Field-of-View Sensor (SeaWIFS). In der Regel gibt man die Konzentration von Chlorophyll-a an.

Daten der Ozeanfarbe / Chlorophyll-a Konzentration:

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    Meeresströmungen

    Meeresströmungen sind die Folge von vertikalen wie horizontalen Dichtegradienten im Ozean. Kenntnis ihrer Lage, ihrer Richtung, Stärke und Kontinuität sowie der sie verursachenden Dichtegradienten sind von fundamentaler Bedeutung für Verständnis und Vorhersage ozeanischer Prozesse und deren Variabilität wie nicht z. B. dem globalen ozeanischen "Förderband" oder dem Golfstrom.

    Genaue Messungen der Meeresoberflächenströmungsgeschwindigkeit werden benötigt, um wirbelauflösende numerische Modelle des Ozeans zu verifizieren und Transportprozesse insbesondere nahe der Ozeanoberfläche besser zu verstehen.

    Zur Ableitung derartiger Geschwindigkeiten und deren Anomalien, z. B. aus Altimetermessungen der Ozeanoberflächenhöhe (SSH), müssen die zugrunde liegenden Daten in der Regel interpoliert und gemittelt werden. Eine Ausnahme bilden Altimeter-Tandemmissionen wie z.B. die Jason-1 - TOPEX/POSEIDON Tandem Mission deren Daten für den hier angebotenen Datensatz verwendet worden sind.

    Daten zu Meeresströmungen:

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      Klima-Mittelwerte

      Vor-Ort Messungen physikalischer, ozeanischen Parameter wie Salzgehalt, Temperatur, Dichte, Strömungsgeschwindigkeit und -richtung sind eine Grundvoraussetzung für die korrekte Interpretation und Auswertung von Satelliten-Fernerkundungsdaten sowie Entwicklung, Initialisierung und Assimilation von Ozeanmodellen sowie der Validation ihrer Resultate.

      Datensammlungen und Klimatologien derartiger Parameter sind deshalb besonders wichtig; die wohl bekannteste von ihnen ist die des World Ocean Circulation Experiment (WOCE).

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      CoastDat

      CoastDat bietet Hindcast- und Zukunfts-Szenarienrechnungen für das maritim-meteorologische Umfeld.

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