Hydrosphäre

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Temperatur, Salinität und Druck sind - Meerwasser hat hohe Wärmespeicherkapazität → Langsame Erwärmung, lange Speicherung → Bei Windstille stark erwärmte Schicht auf kaltem Wasser - Wind und Konvektion sorgen für Durchmischung der oberen Schichten → Durch Abstrahlung von Wärme abgekühlte Wassermoleküle sinken →Als Ausgleich steigen andere Moleküle auf → Thermische Vertikalkonvektion Erdkunde Abitur 2.2 Meeresströmungen Oberflächenströmungen: - Meeresströmungen werden durch die Corioliskraft abgelenkt → Auf NHK nach rechts, auf der SHK nach links Strömungssysteme an der Meeresoberfläche (Triftstöme) werden durch globale Windsysteme, bzw. durch die Windkraft angetrieben → Horizontales Strömen des Wassers → Staut an Land-Hindernissen Wasser auf - Ekman'sche Strömungsspirale: → Oberflächenströmungen werden von Corioliskraft um 45° zur Windrichtung abgelenkt Mit der Tiefe nimmt Wirkung des Windes ab, Corioliskraft bleibt gleich → Tiefere Wasserschichten werden immer weiter nach rechts gedreht Hydrosphäre - Coastal Upwelling: → Wasser wird von einer Küste weggeschoben Massenausgleichsströmung mit kaltem durch den Wind bestimmte Strömungsrichtung nährstoffreichen Tiefenwasser → Wasser nährstoffreich, Bildung von Phytoplankton lockt Fische an → Nebelbildung an der Küste Coriolis Effekt - Upwelling: → Direkt am Äquator keine Corioliskraft Wassermassen strömen durch Äquatorialstrom auseinandergerissen → Kühles Tiefenwasser als Ersatz - Downwelling: → Wasser wird zusammengeschoben und bildet Wasserberg → Schwerkraft zieht Wasserberg nach unten und Oberflächenwasser sinkt Beispiel Golfstrom: - Nordäquatorialtrom wird vom Nordostpassat angetreiben → Transportiert 25°C warmes Wasser zwischen den Antillen und dem amerikanischen festland in den Golf von Mexiko → Wasser staut sich und fließt als Gefälle-Strömung durch die Floridastraße (Golfstrom) - Golfstrom folgt der Küste von Nordamerika und durchquert dann mäandrierend den Atlantik - Hauptarm transportiert große Wärmemengen nach Nordosteuropa → Mildes Klima, eisfreie Küsten - Strömungsringe schließen sich auf Ostseiten der Ozeane mit äquatorwärts gerichteten kalten Meeresströmungen 60° 50⁰ 40° Nördlicher Polarkreis wherr Atlantischer Ozean Dublin Madrid 20 10 West /0 10/Ost Europäisches Nordmeer London Halifax/Brest -3,3 °C/6,1 °C Paris M62: Der Golfstrom und Eurona New York/Santander 0,7°C/9,3°C -------- B Kopenhagen ETSE Ostsee Nordsee Québec/Bremen -11.5°C/0.5 °C Amsterdam Berlin nowan Godthab/Bergen -6,7°C/1,5 C Oslo Stockholm Prag 20⁰ Wien 30 Helsinki 0 pemarvik/Narvik 40° 50° Riga 60 60 Churchill/Moskau -27°C/-9,9°C Moskau Januar-Temperatur im Vergleich mit entsprechenden Stationen an der Atlantik-Westseite in "C -Westwind Durch den Golfstrom er- wärmtes Oberflächenwasser Direkter Einflussbereich der erwärmten Westwinde 300 600 km 2/6 Erdkunde Abitur Tiefenströme: - Dichteunterschiede des Wassers als Antrieb von Meeresströmungen → Hauptursache für tiefe Umwälzungen der Ozeane Nordlicher Wendekreis for Aquater Sudlicher Wendekreis cher Polarkreis kalter Oberflächenstrom (3) Weddelmeer (4) Rossmeer warmer Oberflächenstrom Tiefenwasserbildungszonen: 1 Grönlandsee (2) Labradorsee 60⁰ 40 Hydrosphäre ➡➡➡kalter Tiefenstrom - Thermohaline Strömungen bewegen sich langsam, erfassen aber die gesamte Wassersäule und führen zu globalen Umwälzungen Downwelling bringt Frischwasser an die Oberfläche und sorgt für eine beständige Umwälzung des Tiefenwassers → Im Winter werden Dichtedifferenzen zwischen dem Oberflächenwasser und Tiefenwasser geringer - Thermohaline Zirkulation: Ausfrieren des Meerwassers sorgt für Süßwasser-Entzug an der Oberfläche Salz wird an das übrige kalte Wasser abgegeben und sinkt durch zunehmende Dichte ab Vor Allem in den höheren Breiten, Zirkumpolarstrom 2.3 Ozean-Atmosphären-Interaktion 3/6 Austausch- und Rückkopplungsmechanismen: - Wasser als Wärmespeicher - Warme/kalte Strömungen haben Einfluss auf das Klima an Küstenregionen, z.B. Land-See-Windsystem, tropische Wirbelstürme Das Meer als CO2-Senke und die Versauerung der Ozeane: - Meere entziehen dem Kohlenstoffkreislauf jährlich 3 Mrd. t Kohlenstoff in Form von CO₂ und binden es als Sediment → Meere enthalten 65-mal so viel Kohlenstoff wie die Atmosphäre - Absinkendes organisches Material wird am Boden sedimentiert → Kohlenstoff wird dauerhaft gebunden und dem Wasser entzogen - Langsame Versauerung der Weltmeere durch steigender CO₂-Gehalt der Atmosphäre → Chemisches Gleichgewicht zwischen Wasser und Luft sorgt für mehr Lösung von CO₂ im Meerwasser (Kohlensäure entsteht) → pH-Wert verringert sich und Wasser greift durch Kalkaggressivität Lebewesen aus Kalk, wie Korallen an → Globale Erwärmung verschärft das Problem, da warmes Wasser weniger CO₂ halten kann als kaltes Erdkunde Abitur 2.3 Nutzungs- und Gefährdungspotential mariner Ökosysteme Leistungen mariner Ökosysteme: Einteilung in: Versorgungsleistungen Regulierungsleistungen Kulturelle Dienstleistungen Meere als... ... Lebensraum (K) ... Nahrungslieferant (V) ... Energielieferant (V), (R) ... Rohstofflieferant (V) ... Verkehrsraum (R), (K) ... Erholungsraum (K) Hydrosphäre Küstenregionen, Korallenriffe, Mangrovenküste, Wattenmeer, Freiwasser, Tiefsee Fischerei, Aquakultur, Hochsee- und Küstenfischerei Off-shore-Windenergie, Kraftwerke (Wellen, Gezeiten, Osmose, ...), Warmwassertransport (Golfstrom) mineralisch (Manganknollen, Sand) Globalisierung, Containerschiffe, Handelsrouten, Passagen (Kanäle), Häfen, Havarien, Kreuzfahrtschiffe Kreuzfahrttourismus, Badetourismus, Massentourismus, Müllproblematik Lebensraum Korallenriff: - Korallenriffe benötigen ganzjährig warme Wassertemperaturen von über 18°C, ausreichend Salzwasser und viel Sonne - Entziehen dem Meerwasser Kalk um ihre Behausung zu bauen - Korallen fungieren als Brutgebiete für Fische und als natürlicher Küstenschutz - Kulturelle Dienstleistung Lebensraum Wattenmeer: Wattenmeer Bereich einer flachen, durch Gezeiten beeinflussten Küste, der bei Ebbe langsam trocken fällt und bei nachfolgender Flut wieder vom Meerwasser bedeckt ist Der bei Niedrigwasser freigelegte Meeresboden Watt - Wattenmeer für viele Tiere ein geeigneter Lebensraum Versorgungsleistung - Artenreich durch Nährstoff aus Flüssen vom Festland und aus der See - Sandbänke als Wellenbrecher und Lebensraum für Robben und Seevögel Fliehkraft der Erde Flut Ebbe Erde Ebbe Lebensraum der Mangrovenküsten: Flut Anziehungskraft des Mondes Mond 4/6 Mangroven Tropische Küstengehölze in der Gezeitenzone die sich auf Schlickböden entwickeln können - Mangrovenküsten sind typischerweise in tropischen Weltmeeren verbreitet - Das dichte Wurzelgeflecht bremst die Gezeitenströme und sorgt für Ablagerungen von Schlick und Feinsand - Ideale Lebensräume für Fische, Muscheln und Krabben - Natürlicher Schutzwall gegenüber Stürmen (Regulierungsleistung) - Großflächige Rodung der Mangrovenwälder für Aquakulturen Versorgungs- und Regulsierungsleistungen des Küstenökosystems haben sich zum Negativen verändert Erdkunde Abitur Lebensraum Freiwasser und Tiefsee: - Phytoplankton (pflanzlich) und Zooplankton (tierisch) in jedem Tropfen Meerwasser Hydrosphäre → Plankton als Grundlage der maritimen Nahrungskette - Phytoplankton baut organisches Material durch Photosynthese auf → Wird vom Zooplankton verzehrt → Reste sinken auf den Meeresboden, dienen als Nahrung und werden durch Upwelling wieder an die Oberfläche befördert Meere als Nahrungslieferant: - Große Überfischung der Meere → 60% an Belastungsgrenze angekommen, 30% Überfischt Hoher Kraftstoffverbrauch bei der Hochseefischerei Hohe Beifang Rate durch Schleppnetze - Durch viele Probleme haben sich Aquakulturen entwickelt Gezüchtete Fische machen Mehrheit der Fische auf den Tellern aus Starkes ökonomisches Wachstum → Küstennahe Ökosysteme werden durch Kotreste stark verschmutzt Meer als Rohstofflieferant: Schatzkammer der Tiefsee immer begehrter geworden → Vor allem viele begehrte Metalle aber auch Sand und Salz Schwere ökonomische Folgen für die Tiefsee - Soziale Folgen: Störung der Fischerei und des Tourismus - Neue Umweltauflagen, protestierende Bevölkerungsgruppen und unsichere politische Lage erschweren den Abbau Das Meer als Energielieferant: - Bewegungsenergie des Wassers bei Ebbe und Flut wird von Gezeitenkraftwerken ausgenutzt - Windkraft auf dem Meer wird von Windkraftanlagen ausgenutzt → Anlagen sicher verankerbar und wirtschaftlich rentabel → Im Konflikt mit dem Seeverkehr, der Fischerei, dem Lebensraum für Fische und dem Tourismus - Osmose-Kraftwerke nutzen die Unterschiede von Salz- und Süßwasser - Abbau von Öl und Transport aus dem Wasser mit Risiken verbunden → Starke Verschmutzung mariner Ökosysteme Das Meer als Verkehrsraum: - Internationaler Handel über den Seeweg in Form von riesigen Containerschiffen → Gefahren und Belastungen für das Ökosystem durch Unfälle - Hafenstädte besonders von Entwicklung betroffen → Ökonomischer und sozialer Profit 5/6 → Ökologische Nachteile durch Luftverschmutzung, Ausbaggern von Hafenbecken, Müll, Entsorgung der Schiffe usw. Das Meer als Erholungsraum: - Meere und Strände sind attraktive Ziele für den Tourismus → Belastungsgrenzen meist schon überschritten - Hohe Belastung des Ökosystems durch Tourismus Verschmutzung der Meere: - Müllberge an Stränden - Meist unsichtbare Verschmutzungen, wie Radioaktivität, Munition durch Weltkriege, Nitrat/Phosphat der Landwirtschaft, Plastik, Öl durch Unfälle, Lärm durch Seeverkehr oder Tiefseebergbau, oder Chemie und Schwermetalle durch Industrie und Bergbau Erdkunde Abitur 3. Ressource Süßwasser - Gefahren und Konflikte 3.1 Wasserdargebot und Wasserverbrauch - Weltweite Wasserdargebot ist ungleich über den Globus verteilt - Wassermangel in bestimmten Regionen durch natürliche Gegebenheiten aber auch durch ein angepasstes Wassermanagement und zunehmende Verschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser Wasserverbrauch: - Steigender Wasserverbrauch durch Wachsende industrielle Produktion → Verbesserung des Lebensstandards und der hygienischen Standards → Veränderte Ernährungs-, Lebens- und Konsumgewohnheiten (mehr Fleisch und Obst) Hydrosphäre - Virtuelles Wasser ist indirekt verbrauchtes Wasser, das für die Erzeugung von Nahrungsmitteln, Industrieprodukte, Energiegewinnung oder den Verkehr eingesetzt wird 3.2 Wasserkonflikte - Konflikte entstehen, wenn die existenzielle Ressource Süßwasser knapp ist (Unterscheidung von ökologischen, ökonomischen und sozialen Konflikten) - Soziale Konflikte: Durch Einführung oder Erhöhung des Wasserpreises Betroffen meist arme Bevölkerungsteile - Ökologische Konflikte: Großflächige Überflutungen aufgrund Staudammprojekten, Raubbau an Wasservorräten oder massive Verschmutzung von Süßwasserressourcen - In vielen Mittelmeerländern Konflikte zwischen Landwirtschaft und Massentourismus - Meerwasserentsalzung als Problemlösung → In Küsten- oder Inselregionen ist Meerwasser eine unbegrenzte Ressource 6/6 → Hohe Kosten und viel Energieverbrauch - In einigen Trockenräumen werden Schichten mit fossilem Grundwasser angebohrt → Endliche und nicht regenerierbare Wasserquelle - Raumbeispiel Aralsee Gleichgewicht von Zufluss (aus zwei Flüssen) und Verdunstung → Großflächige Bewässerungsprojekte und unangepasste Bewässerung lies den Aralsee verschwinden (heute Aralwüste) Internationale Wasserkonflikte: - Internationale Wasserkonflikte durch Anrainerstaaten, welche möglichst großen Anteil eines grenzüberschreitenden Gewässerns nutzen wollen - Abhängig von der insgesamt verfügbaren Wassermengen, der Aridität und die Alternativen der Wasserversorgung - Raumbeispiel Türkei mit Bewässerungsprojekt GAP: → Türkei staute Flüsse Euphrat und Tigris (Streit mit Syrien und Irak) Wasserspeicher Kapazitäten können nicht gesammte Wasser zurückhalten → Türkei möchte Geschäfte mit immer bedürftiger werdenden Nachbarstaaten machen 3.3 Wasserbauliche Großprojekte - Großstaudämme für Erzeugung von Strom, Schaffung von Arbeitsplätzen, Bereitstellung von Wasser, Hochwasserschutz, ... - Großprojekte nur mit Weltbank oder internationaler Entwicklungshilfe realisierbar (Hohe Kosten) - Umsiedlung oder Vertreibung von Menschen notwendig - Ökologisches Gleichgewicht wird gefährdet, Zerstörung von Fauna und Flora (auch Fischbestände) - Starke Sedimentation durch herabgesetzte Fließgeschwindigkeit