The Antarctic Coastal Current and its Influence on the Formation of Bottom Water in the Weddell Sea
Final Report Abstract
Die Arbeiten im Rahmen des Projektes „Der Antarktische Küstenstrom und sein Einfluss auf die Bodenwasserbildung im Weddellmeer“ haben zur Erklärung der Dynamik des Antarktischen Küstenstroms vor dem Fimbul-Schelfeis (Nullmeridian) im antarktischen Ozean wichtige Beiträge geliefert, indem die Beiträge der Antriebsmechanismen zum Jahresgang seiner barotropen und baroklinen Komponenten quantitativ bestimmt wurden. Als Antriebsmechanismen stehen der lokale Wind, der durch die Meereiskonzentration moduliert wird, die Windrotation als Antrieb des großräumigen Weddellwirbels (Sverdrup-Transport) und der Dichtegradient, der durch Süßwasser durch Schmelzen und Gefrieren von Schelf- und Meereis entsteht, zur Verfügung. Diese Antriebsmechanismen verursachen den größten Teil des Jahresgangs der barotropen und baroklinen Komponenten des Küstenstroms (bis 86%), indem sie die Dichtesprungschicht zur Küste hin vertiefen und das barokline Stromprofil als Folge des geostrophischen Gleichgewicht verschärfen. Der Küstenstrom hat einen überwiegend barotropen Transport (82%) und einen Jahresgang, der mit ca. 37% zur Gesamtvariabilität des Stroms beiträgt (Gezeiten und andere Hochfrequenzereignisse erzeugen 40%). Der Wind trägt mit 58% zum Jahresgang der barotropen Komponente und 23% der baroklinen Komponente bei; die Eiskonzentration trägt mit 8% und 18% bei, bzw; Sverdrup-Transport mit 4% und 30% und der Dichtegradient mit 30% und 29%. Überraschend sind der Beitrag des Windes zur Variabilität der baroklinen Komponente des Küstenstromes und der Beitrag des Dichtegradienten zur Variabilität der barotropen Komponente. Der Nachweis des Beitrags der Eiskonzentration zur Variabilität eines Stroms an der Hand von Messdaten erfolgte erstmalig und bestätigt frühere Modelluntersuchungen. Zusätzlich konnte der Nachweis von drei nach Westen gerichteten Stromarmen erbracht werden, die in einem Streifen von 67 km Breite vor der Schelfeiskante liegen. Im Vergleich mit früheren Studien ergab sich, dass zwei dieser Stromarme den Antarktischen Küstenstrom bilden und hauptsächlich durch den Wind angetrieben werden. Die Meereisbedeckung führt in eine Aufspaltung in diese beiden Arme. Der dritte Stromarm entspricht der sogenannten „Antarctic Slope Front“ (ASF). Weil das Fimbul-Schelfeis vom Schelf auf den Kontinentalhang hinausragt, werden die Arme des Küstenstroms mit der ASF zusammen geschoben. Die Ergebnisse dieser Studie basieren Feldarbeiten mit der „Polarstern“. Diese umfassen Zeitreihen von 9 Jahren Dauer von verankerten Instrumenten (Stromgeschwindigkeit und Temperatur), Windgeschwindigkeit, Bodenluftdruck von ECMWF, Eiskonzentration von Satellitenbilder und 15 CTD-Schnitten zwischen 1992 und 2005, sowie den an Bord mit einem ADCP gemessenen Strömungen. Methodisch wurden die Zusammenhänge unterschiedlicher Jahresgänge mit spektral- und harmonische Analysen der Zeitreihen bestimmt und die CTD-Daten zur Bestimmung der Variabilität der Verteilung der potentielle Dichte und des geostrophischen Stroms herangezogen.
Publications
- Variability of the Antarctic Coastal Current and its origins. European Geosciences Union. General Assembly. 15 - 20 April, 2007. Wien, Österreich
Núñez-Riboni, I, E. Fahrbach
- Structure and variability of the Antarctic coastal flow and its driving mechanisms at the prime meridian. Open Science Conference of the Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) and the International Arctic Science Committee (IASC) in the International Polar Year. 8 - 11 July, 2008. St. Petersburg, Russische Föderation
Núñez-Riboni, I. and E. Fahrbach
- 2009. Seasonal variability of the Antarctic Coastal Current and its driving mechanisms in the Weddell Sea. Deep Sea Research I
Núñez-Riboni, I. and E. Fahrbach
(See online at https://doi.org/10.1016/j.dsr.2009.06.005)
