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ENSO-Lexikon

ENSO-Lexikon

X

XBT

Engl. Akronym für Expendable Bathythermograph; Verbrauchs- oder Einmalbathythermograph, von Schiffen ausgesetztes profilierendes Instrument zur Echtzeit-Messung der tiefenabhängigen Temperatur in den Ozeanen. Das XBT besteht aus einer Temperatursonde, 300-1.500 m Kupferkabel, einem Sender mit Antenne und einer vom Salzwasser aktivierten Batterie. Beim XBT wird die Temperatur mit einem Thermistor gemessen. Die Tiefe wird als Funktion der Zeit bei der in guter Näherung konstanten Sinkgeschwindigkeit des freifallenden Messkörpers bestimmt.
Alle Bauelemente sind zunächst in einem Zylinder verstaut und werden nach dem Eindringen in das Wasser freigesetzt. Der Sender taucht zur Oberfläche auf, während die Messsonde absinkt und dabei Messdaten über das Kabel zum Sender schickt. Dieser übermittelt die Daten zum Schiff, das die Sonde abgesetzt hat. Wenn der Draht abgespult ist, reißt er und die Messsonde ist verloren (bisher wurden von Sippican etwa 5 Millionen Sonden verkauft). Trotzdem ist dieser Verlust wirtschaftlich, weil die Messsonde weniger kostet als der Treibstoffverbrauch für das Aufstoppen des Schiffes.
XBT-Messungen werden von Voluntary Observing Ships (VOS) durchgeführt zur Unterstützung des ENSO Observing Network der Erforschung des Globalen Klimawandels.

Ein Genauigkeitsproblem entsteht daraus, dass die Tiefe der Temperaturmessung nicht direkt gemessen, sondern aus der Sinkgeschwindigkeit ermittelt wird. Unsicherheiten in der Bestimmung dieser Geschwindigkeit sowie Probleme mit der Datenspeicherung können zu einem Bias in den XBT Temperaturmessungen führen. Es wurde aber inzwischen ein Verfahren zur Korrektur des Bias entwickelt, mit dem Datensätze korrigiert werden können.
Trotz der Messungenauigkeiten werden die XBT weiterhin eingesetzt, um Temperaturprofile der Wassersäule im Ozean zu erhalten. Allerdings liefern die ARGO Treibbojen inzwischen deutlich präzisere Daten.

XBT als Foto und in Explosionszeichnung

xbt_fig_clear

 

Aktuell bestehende XBT-Transekte quer durch Ozeanbecken

XBT_network_status_2010-2011

An eXpendable BathyThermograph (XBT) is a probe that is dropped from a ship and measures the temperature as it falls through the water. A very thin wire transmits the temperature data to the ship where it is recorded for later analysis.

The XBT network consists of transects across all ocean basins where eXpendable BathyThermographs (XBTs) are used to collect temperature observations of the upper 1km of the ocean. The XBTs are deployed from research vessels and ships of the Ship Of Opportunity Program (SOOP).

The transects are sampled in two modes: High Density (HD) and Frequently repeated (FR). All XBT transects are reviewed through an international consortium with oversight by the SOOP Implementation Panel (SOOPIP). Some transects include time series with more than 30 years of data.

Zu größerer Darstellung auf Grafiken klicken - Quelle: NOAA

Y

Z

Zeitskalen in der Atmosphäre

Seit es auf unserer Erde eine Atmosphäre gibt und zusammen mit ihr und anderen Komponenten wie Ozean, Landoberfläche, Biosphäre und Kryosphäre ein Klimasystem existiert, unterliegt das Klima einem beständigen Wandel. Variable Randbedingungen (z.B. plattentektonische Prozesse), externe Einwirkungen (z.B. solare Aktivitätsschwankungen, Variationen der astronomischen Erdbahnparameter) sowie interne Prozesse und Wechselwirkungen sind dafür verantwortlich. So beinhalten die verschiedenen Zustandsformen des Klimasystems einen permanenten Wandel auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen. Die Atmosphäre beispielsweise reagiert viel schneller als der vergleichsweise langsame Ozean. Im Ergebnis trägt all dies zu dem sehr komplexen Verhalten des irdischen Klimasystems bei.

Charakteristische Zeiten von Phänomenen in der Atmosphäre

Dauer in Sekunden Skala Phänomen
10-1 - 102 s mikroklimatisch kleinräumige Turbulenz
103 - 104 s (Minuten - Stunden) mesoklimatisch Konvektion
105 - 106 s (Stunden - Tage) synoptisch Zyklonenwellen
106 - 107 s (Wochen - Monate) globalklimatisch ultra-lange Wellen
107 - 108 s (Monate - Jahre) intraannuär Jahresgang
108 - 109 s (2 - 30 Jahre) interannuär El Niño
109 - 1010 s (30 - 300 Jahre) intrasäkulär Erwärmung im 20. Jahrhundert
1011 - 1013 s (3.000 J. - 300.000 J.) intersäkulär Erwärmung nach der Eiszeit
>1014 s (>1 Mio Jahre) superintersäkulär Eiszeiten
Zooplankton

Tierische Organismen, die im Wasser frei schwebend leben und sich von anderen Organismen ernähren. Sie tragen neben dem Photosynthese betreibenden Phytoplankton wesentlich zur Produktion von organischem Material im aquatischen Ökosystem bei. Zu den wichtigsten Hauptgruppen gehören rezent vor allem Foraminiferen, Radiolarien, Medusen und Pteropoden (Flügelschnecken). Hinzukommen verschiedene Kleinkrebse, Chaetognathen und diverse, fossil nicht erhaltungsfähige skelettlose Gruppen. Aus dem fossilen Bereich sind zusätzlich Graptolithen und Styliolinen ( Cricoconariden ) zu nennen. Zahlreiche Tiere des Benthos und Nekton nutzen im Larvalstadium die Möglichkeit der Verbreitung ohne oder mit geringem eigenen Energieaufwand durch die Wasserströmung.

zooplankton

Photogalerie von lebendem marinen Zooplankton

Reihe 1 (von links nach rechts): Valdiviella sp. and Sapphirina metalina (Copepoda); Cyphlocaris sp. (Amphipoda)

Reihe 2: Clio cuspidate (Pteropoda); Pyrosoma sp. (Thaliacea); Histioteuthis sp. (Cephalopoda)

Reihe 3: Oxygyrus keraudreni (Heteropoda); Conchoecissa plinthina (Ostracoda), Aglantha sp. (Hydrozoa)

Reihe 4: unidentified Chaetognatha with a copepod; Athorybia rosacea (Siphonophora); Lucicutia sp. (Copepoda)

Photograph credits R.R. Hopcroft und C. Clarke (University of Alaska – Fairbanks) und L.P. Madin (Woods Hole Oceanographic Institution)

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken

Quelle: A. McIntyre
 

Hauptnahrungsquelle des Zooplankton ist das Phytoplankton, allerdings gibt es auch carnivores Zooplankton, das sich von anderem Zooplankton ernährt. Das Zooplankton spielt als Nahrungsquelle für Fische und viele andere Meereslebewesen eine wesentliche Rolle. Ohne das Plankton der arktischen Gewässer fehlte den riesigen Plankton filtrierenden Bartenwalen wie zum Beispiel dem Blauwal oder dem Finnwal die Nahrungsgrundlage. Ruderfußkrebse der Gattung Calanus bilden zusammen mit dem Krill riesige Mengen an tierischer Biomasse im Plankton. Oft verfärben sich große Meeresflächen durch die Anwesenheit des Planktons knapp unterhalb der Wasseroberfläche und geben dadurch den Fischern Hinweise auf Fischschwärme, die sich vom Zooplankton ernähren, wie Heringe und Makrelen. Der Wechsel der Lichtintensität in Abhängigkeit durch Tages- und Jahreszeiten-Rhythmik lässt bei manchen Zooplanktern eine Vertikalwanderung über mehrere Zehnermeter durch die Wassersäule beobachten. Radiolarienschlämme reichern sich bevorzugt in einem äquatorialen Gürtel in Tiefen unterhalb der Calcitkompensationstiefe an und können Radiolarit bilden. Wegen der Eigenschaft, über weite Entfernungen marin verdriftet zu werden, gehören viele Leitfossilien (z.B. Foraminiferen) zum Plankton.

Weitere Informationen:

Zooxanthellen

Einzellige, gelb-braune Dinoflagellaten, die symbiotisch in der Gastrodermis von Korallen leben und die für die relativ hohen pH-Werte und einige der Enzyme sorgen, die für die rasche Kalziumkarbonatbildung in Korallenriffen wesentlich sind. Die Zooxanthellen liefern den Korallen Photosyntheseprodukte und erhalten als Gegenleistung Schutz sowie Zugang zum Licht. Gegenüber niedriger Salinität, starker Wassertrübung und Temperaturen unter 20 °C sind die Zooxanthellen empfindlich.

Zyklon

Bezeichnung für einen tropischen Wirbelsturm über dem Indischen Ozean oder dem südlichen Pazifik. Zyklone haben drei Hauptentstehungsgebiete. Im nördlichen Indischen Ozean entstehen sie vor allem in der Zeit vor und nach dem Sommermonsun, in den Monaten Mai und Juni sowie Oktober und November, entweder im Arabischen Meer oder im Golf von Bengalen. Im Indischen Ozean südlich des Äquators entstehen Zyklone während der Sommermonate auf der Südhalbkugel. Diese Wirbelstürme gefährden vor allem Mauritius, La Réunion, Madagaskar und die afrikanische Ostküste. Zwischen November und April bilden sich außerdem auch in den Gewässern rund um Australien tropische Zyklone.

Zyklone

Syn. Tief, Tiefdruckgebiet, Depression; Gebiet relativ niedrigen Luftdrucks, das auf der Nordhemisphäre als gegen den Uhrzeigersinn, auf der Südhemisphäre als im Uhrzeigersinn rotierender Luftwirbel unterschiedlicher Ausdehnung und Intensität in Erscheinung tritt. Ein Tiefdruckgebiet kann thermisch oder dynamisch verursacht sein. Dynamische Tiefdruckgebiete sind mit Fronten verbunden und werden als außertropische Zyklonen bezeichnet. Tiefdruckgebiete deren Anfangsstadium thermisch bedingt ist, sind tropische Depressionen, tropische Wirbelstürme, Hitzetiefs und Höhentiefs (Druckgebilde). Auf der Wetterkarte ist der Kern des Tiefdruckgebietes von mehreren Isobaren (Linien gleicher Druckwerte) umschlossen. Dem Luftdruckgradienten (Druckgefälle) folgend strömt unterschiedlich temperierte Luft, durch die Bodenreibung auf eine zyklonale Bahn abgelenkt, in das Tiefdruckgebiet ein. Dieser bodennahen konvergenten (zusammenstömenden) Strömung, die zu Hebungsprozessen besonders im Bereich der Grenzflächen zwischen unterschiedlich temperierten Luftmassen führt, entspricht eine kompensatorische divergente (auseinanderströmende) Strömung in der Höhe.

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