Ökoregionen & Makroökologie

Transkript

1 Ökoregionen & Makroökologie 2. Meere und Brackgewässer 2.1 Grundlagen

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3 Einige Kenngrößen Fläche: 361,1 Mio. km², entspr. 70,8 % der Erdoberfläche Volumen: 1375 Mrd. km², entspr. 90 % der Biosphäre gesamte NPP etwa halb so groß wie die des Festlands 96,5 % des Weltwasservorkommens mittl. Temp. 3,8 C mittl. Salzgehalt 3,5 % 31,7% der Weltmeere sind m tief

4 Bedeutung der Meere CO 2 -Speicher: 60 x CO 2 der Atmosphäre (34 Gigatonnen Kohlenstoff, jährliche Freisetzung durch fossile Brennstoffe ca. 5 Gigatonnen) Klima, Wärmepumpe Lieferant für Nahrung und Rohstoffe Transportweg

5 Horizontale & vertikale Zonierung Anteil am Meeresboden [%] Aus Hempel ,2 75,9 11 4,3 7,6

6 Gliederung: Wasseraustausch Tardent 1993

7 Gliederung: Klima Bailey 1998

8 Strahlung Abnahme der Strahlungsintensität mit der Tiefe Änderung der spektralen Zusammensetzung

9 Strahlung ca. 3% der Strahlung reflektiert > 95% absorbiert (Umwandlung in Wärmeenergie) < 1% der Strahlung über Photosynthese in chemische Energie umgewandelt

10 Temperatur Wärmeabgabe durch: Verdunstung (51%) langwellige Wärmestrahlung (42%) direkte Wärmeübertragung an die Luft (7%)

11 Smith & Smith 2009

12 Temperatur Äquator: Strahlungsmenge ohne jahreszeitliche Schwankungen Temperatur der Deckschicht ca. 26 C (20-30 C) Thermokline in m Tiefe keine vertikale Zirkulation von nährstoffreichen, kalten Tiefenwasser mit nährstoffarmen, warmen Oberflächenwasser geringe NPP

13 Temperatur Mittleren Breiten: a) Frühjahr bis Sommer Erwärmung des Oberflächenwassers Sprungschicht in m Tiefe keine Nährstoffzufuhr mehr aus der Tiefe abnehmende NPP b) Herbst bis Winter Abkühlung Auflösung der Sprungschicht, vertikaler Wasseraustausch zunehmende NPP

14 Temperatur Hohen Breiten: Wassertemperatur in Arktis/ Antarktis bis zu - 1,9 C keine Sprungschicht während des ganzen Jahres ständiger Vertikalaustausch NPP nicht durch Nährstoffe limitiert

15 Temperatur Aus Bailey 1998

16 Salinität Aus Bailey 1998

17 Strömungen Ursachen der Strömungen: regional unterschiedlichen Erwärmung der Erdatmosphäre und der oberflächlichen Wasserschichten Luftmassenverschiebungen (Winde) Dichteunterschiede aufgrund des variierenden Salzgehaltes (Verdunstung, Niederschläge, Eisbildung etc.) führen zu einer thermohalinen Konvektion vertikale Umschichtung Gezeiten

18 Strömungen Triftströmungen: durch Wind erzeugte Oberflächenströme Ausgleichs- oder Kompensationsströmungen: Tiefenströmungen Auftriebsströmungen: an den W-Seiten der Kontinente durch ablandige Winde verursachter Auftrieb von Tiefenwasser Gefälls- oder Gradientenströmungen: thermohaline Konvektion Gezeitenströmungen: durch Gravitation des Mondes verursachte Schwankungen des Meeresspiegels

19 Strömungen Corioliskraft Aus Bailey 1998

20 Strömungen Aus Bailey 1998

21 Strömungen

22 Auftriebsgebiete Aus Hempel 1991

23 Auftriebsgebiete NASA Scientific Visualization Studio:

24 Auftriebsgebiete ) Humboldtstrom; 2) Benguelastrom; 3) Kalfornienstrom;4) Kanarenstrom; 5) Somalistrom

25 1) El Niño 1) Gewöhnliche Wind- und Strömungsverhältnisse 2) Wind- und Strömungsverhältnisse während eines El Niño-Jahres nicht zyklische (3 8 Jahre, z.b. 1982/83, 1997) Veränderung der Strömungen im System des äquatorialen Pazifiks Abschwächung des Humboldtstroms durch Verschiebung der Hauptwindströme Verlagerung des warmen Oberflächenwassers vom West- in den Ostpazifik (Kelvinwelle) 2)

26 El Niño NASA Scientific Visualization Studio:

27 Stoffkreisläufe

28 Stoffkreisläufe

29 Primärproduktion einzellige, planktische Algen als wichtigste Primärproduzenten (v.a. Diatomeen & Dinoflagellaten) Mikro-und Großalgen auf 2 % des Meeresbodens bilden 5-10 % der Primärproduktion Plankton- und Detritusgehalt gering -> tiefes blau leicht -> blaugrün mittel -> grün groß-> braungrün

30 Primärproduktion

31 Primärproduktion Aus Smetacek1991

32 Primärproduktion

33 Primärproduktion Aus Bailey1998

34 Primärproduktion Aus Dorit et al. 1991

35 Veränderungen des Meeresspiegels Tardent 1993

36 Ökoregionen & Makroökologie 2. Meere und Brackgewässer 2.2 Benthale Tiefsee & Pelagial

37 Pelagial Tardent 1993

38 Nahrungsnetze

39 Nutzung

40 Nutzung Aus World Conservation Monitoring Centre 2000

41 Hydrothermale Quellen black smoker Tardent 1993

42 Hydrothermale Quellen black smoker Tardent 1993

43 Symbiose Childress et al. 1991

44 Symbiose Childress et al. 1991