Meereswissenschaftliche Berichte No 52 2002 - Marine Science Reports No 52 2002
http://doi.io-warnemuende.de/10.12754/msr-2002-0052
doi:10.12754/msr-2002-0052
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Integrale Eigenschaften von mesoskaligen Wirbelstrukturen in den tiefen Becken der Ostsee

Reißmann, Jan Hinrich

Abstract. Meso-scale variations of currents exist in nearly every part of the world ocean. Associated eddy currents are energetically dominant and have the ability to transport and to influence mixing. Eddies are also found in the deep basins of the Baltic Sea. In this work they are called Beddies. Some characteristic properties of individual Beddies were studied in the past. They are assumed to have a crucial influence on the transformation of the Baltic deep water. Using eddy-resolving station grids field campaigns in four deep basins of the Baltic Sea were carried out within the framework of the German-Russian project MESODYN (meso-scale dynamics). The MESODYN project was addressed to study mesoscale variations of the density fields during different seasons. The observed basins were the Arkona Basin, the Bornholm Basin, the Stople Furrow and the Eastern Gotland Basin. In this work the resulting CTD datasets accompanied by model results are used to describe the observed eddy fields by integral properties of all contained Beddies. The aim is to provide some basic information needed to address the question of their importance in the transformation of the Baltic deep water. To reach this goal an objective algorithm to detect all Beddies in the density fields had to be developed. It is found that the Beddies occupy a constant part of 12% of the basin volume in every basin. This part remains constant over all seasons. Another important result is that the Beddies in all considered areas other than the Eastern Gotland Basin theoretically have the ability to destroy the stratification in about 20% of the halocline volume in the winter season. It is shown that the relevant processes of Beddy formation are described by a circulation model with meso-scale resolution.

Abstract. Mesoskalige Strömungsschwankungen existieren in nahezu jedem Teil des Weltozeans. Die damit verbundenen Wirbelströmungen sind energetisch vorherrschend und besitzen die Fähigkeit, Transporte zu induzieren und Vermischungsprozesse zu beeinflussen. Auch in den tiefen Becken der Ostsee werden mesoskalige Wirbel (eddies) gefunden. Sie werden in dieser Arbeit als Beddies bezeichnet. In der Vergangenheit wurden einige charakteristische Eigenschaften einzelner Beddies untersucht. Es wird vermutet, daß sie einen entscheidenden Einfluß auf die Tiefenwassertransformation in der Ostsee haben. Im Rahmen des deutsch-russischen Projektes MESODYN (meso-scale dynamics) wurden in vier tiefen Becken der Ostsee unter Verwendung von wirbelauflösenden Stationsnetzen Feldkampagnen durchgeführt. Das MESODYN Projekt war auf die Untersuchung der mesoskaligen Schwankungen in den Massenfeldern zu unterschiedlichen Jahreszeiten ausgerichtet. Die untersuchten Becken waren das Arkona-Becken, das Bornholm-Becken, die Stopler Rinne und das Östliche Gotland-Becken. In dieser Arbeit werden die gewonnenen CTD-Datensätze, ergänzt durch Modellergebnisse, dazu verwendet, um die Frage nach der Bedeutung für die Tiefenwassertransformation in der Ostsee zu klären. Um dieses Ziel zu erreichen, mußte ein objektiver Algorithmus zum Aufspüren aller Beddies in den Massenfeldern entwickelt werden. Es ergibt sich, daß die Beddies in jedem Becken einen konstanten Anteil von 12% des Beckenvolumens einnehmen. Dieser Anteil bleibt in allen Jahreszeiten konstant. Ein weiteres wichtiges Ergebnis ist, daß die Beddies im Winter in allen betrachteten Gebieten mit Ausnahme des Östlichen Gotland-Beckens theoretisch die Fähigkeit besitzen, in etwa 20% des Volumens der Halokline die Schichtung aufzulösen. Es wird gezeigt, daß die relevanten Prozesse zur Entstehung von Beddies durch ein Zirkulationsmodell mit mesoskaligen Auflösung beschrieben werden.

Citation

Jan Hinrich Reißmann: Integrale Eigenschaften von mesoskalien Wirbelstrukturen in den tiefen Becken der Ostsee. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 52 (2002), doi:10.12754/msr-2002-0052

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