Interne Wellen in der Biskaya

Krahmann, Gerd (2012) Interne Wellen in der Biskaya [Talk] In: Schall und Schwingungen Turbulenz und Wellen in sensibler Umgebung , 17.-20.09.2012, Kiel, Germany.

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Abstract

Oberflächenwellen auf Meeren und Seen sind uns allen bekannt. Versteckt
unter der Oberfläche existiert jedoch eine Welt interner Wellen, die wir
nur selten zu Gesicht bekommen.
Interne Schwerewellen sind eine Besonderheit dichte-geschichteter Medien.
Im einfachsten Fall einer Flüssigkeit mit zwei unterschiedlichen Dichten
können sich Vertikalauslenkungen der Grenzfläche in Form von Wellen
horizontal ausbreiten. In den Ozeanen finden wir üblicherweise nicht nur
zwei Schichten sondern ein Kontinuum von mit der Tiefe zunehmenden Dichten.
In diesem Fall ist die Ausbreitungsrichtung interner Wellen nicht auf die
Horizontal beschränkt, sondern sie kann auch eine zusätzliche vertikale Komponente
besitzen.
Aus der zugehörigen Wellengleichung lassen sich viele Eigenschaften
interner Wellen im Ozean ableiten. So ist z.B. die Frequenz interner
Wellen auf den Bereich zwischen der breitenabhängigen Coriolisfrequenz
und der lokalen schichtungsabhängigen Auftriebsfrequenz beschränkt. Aus
der Dispersionsrelation, die die Frequenz der Welle in Zusammenhang
mit dem Wellenzahlvektor setzt, sowie der lokalen Dichteschichtung ergibt sich
außerdem der Winkel mit dem sich eine interne Welle abweichend von der
Horizontalen ausbreitet.
Diese Ausbreitung führt interne Wellen unter gegebenen Umständen bis an
die Meeresoberfläche, wo sie dann sichtbar werden können. Sie können dort dann
Muster von abwechselnd rauher und glatter Meeresoberfläche erzeugen. Diese Muster
sind in der Rückstreustärke von Synthetic Aperture Radar (SAR) Geräten sichtbar,
können aber auch mit dem bloßen Auge wahrgenommen werden. Die ersten
satellitengestützten SAR Missionen in den 1970er Jahren erlaubten es erstmals
systematisch global nach solchen Oberflächensignalen interner Wellen zu suchen.
Insbesondere an den Ausgängen von Meeresstraßen mit starken Gezeiten, wie
z.B. der Straße von Gibraltar, aber auch in Gebieten wie der Biskaya, in denen
eine starke Dichteschichtung mit ausgeprägten Gezeiten und einer steilen Schelfkante
zusammenkommen, konnten interne Wellen mit verblüffenden Bildern dokumentiert
werden.
Untersuchungen mit zeitlich und räumlich hochauflösenden Strömungs-, Temperatur-
und Salzmessgeräten haben seitdem den "internen" Anteil der internen Wellen
vermessen. Es zeigte sich dabei, dass interne Wellen in unterschiedlicher Stärke
überall in den geschichteten Ozeanen zu finden sind. Heutzutage liegt das Augenmerk
der aktuellen Forschung auf dem Einfluss, den interne Wellen auf die ozeanische
Vermischung haben. Insbesondere die Interaktion von internen Wellen mit der Topographie
und die Erzeugung von Turbulenz durch das Brechen von internen Wellen sind dabei von
Interesse. Ein neuartiger Ansatz interne Wellen zu beobachten und ihre Stärke zu
bestimmen ist die sogenannte seismische Ozeanographie. Dabei werden Methoden der
marinen Seismik auf Schallreflektionen in der Wassersäule angewandt und so die
vertikalen Auslenkungen des internen Wellenfeldes kartiert.

Document Type: Conference or Workshop Item (Talk)
Research affiliation: OceanRep > GEOMAR > FB1 Ocean Circulation and Climate Dynamics > FB1-PO Physical Oceanography
Date Deposited: 27 Nov 2012 12:42
Last Modified: 27 Nov 2012 12:42
URI: http://eprints.uni-kiel.de/id/eprint/19335

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