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Übung 1: Höhe des Meeresspiegels
Warmes Wasser weist mehr Wärme pro Kilogramm auf als kaltes Wasser. Außerdem ist warmes Wasser weniger dicht als kaltes. Das bedeutet, dass eine Säule warmen Wassers länger als eine Säule kalten Wassers ist (dies ist ein Beispiel für die Wärmeausdehnung).
Deshalb ist der Meeresspiegel in Gebieten mit warmem Wasser höher als in Gebieten mit kaltem Wasser. Zwischen 1993 und 2008 wurde ein Anstieg des Meeresspiegels um durchschnittlich 3 mm/Jahr beobachtet. Dieser Anstieg war jedoch nicht überall gleich. In einigen Gebieten fiel er wesentlich höher als der durchschnittliche Anstieg aus, in anderen wesentlich niedriger.
Der Meeresspiegel wird durch Höhenmessung (Altimetrie) anhand von Satellitenaufnahmen ermittelt. Ein Höhenmesser ist ein aktiver Radarsensor. Er misst im Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Diese Art von Sensor gibt regelmäßige Impulse aus und zeichnet Zeit, Größe und Form des von der Oberfläche reflektierten Signals auf.
Wenn die Höhe des Satelliten (H) im Verhältnis zu einer Bezugsebene (normalerweise eine regelmäßig elliptische Standardfläche) bekannt ist, ergibt sich die Höhe des Meeresspiegels über der Bezugsebene, (h), durch Subtraktion der mit dem Höhenmesser ermittelten Entfernung (R): h=H-R. Die Oberflächentopographie (h) ändert sich in Abhängigkeit von Zeit und Ort. Einige physikalische Faktoren wie etwa die Verteilung des Schwerefelds der Erde, die durch das Geoid (hgeoid) ausgedrückt wird, tragen zu diesen Schwankungen bei. Ein Geoid ist eine Darstellung der Erdoberfläche in Abwesenheit von Winden, Strömungen und Erddrehung. Das Geoid ist kartoffelähnlich geformt.
Weitere Faktoren, die sich auf die Oberflächentopographie auswirken, sind die augenblickliche Gezeitenhöhe der Meeresoberfläche, die Meeresbewegung oder dynamische Ozeantopographie und die örtliche Reaktion des Ozeans auf die Verteilung des atmosphärischen Drucks über dem Wasser.
Zu den wichtigsten Höhenmessermissionen gehören die ESA-Satelliten ERS-2 und Envisat, die Jason-Serie von CNES/EUMETSAT/NASA und Geosat Follow-On (GFO). Wiederholte Höhenmessungen des Meeresspiegels erreichen eine Genauigkeit von etwa 1 bis 2 cm. Ein anomal hoher Wärmegehalt bewirkt einen anomal hohen Meeresspiegel. Diese positive Anomalie ist in der vorliegenden Datenserie rot dargestellt (siehe Navigationsleiste rechts). Die negativen Anomalien, also ein Meeresspiegel, der niedriger als normal ist, sind blau dargestellt.
| Satellit | Ursprung | Höhe | Zeitliche Auflösung | | ERS-1 (1991) | ESA | 800 km | 35 Tage | | ERS-2 (1995) | | | | | Envisat (2002) RA-2 | | | | | TOPEX/POSEIDON (1992) | Frankreich/USA | 1330 km | 10 Tage | | JASON-1 (2001) | | | | | GFO(1998) | USA | 880 km | 17 Tage |
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Übung mit LEOWorks
Erstelle eine Animation aus der Serie der Daten, die mit dem Höhenmessersensor erfasst wurden.
Es stehen drei Datenserien zur Verfügung: eine von 1997-1998, eine von 2005-2006 und eine von 2007-2008. Erstelle aus den drei Datensätzen drei Animationen und untersuche sie. Beschreibe die Ereignisse in den einzelnen Zeiträumen und stelle Vergleiche an.
Klicke im Bildverarbeitungsprogramm LEOWorks auf Tools/Image Animation. Dadurch öffnet sich das Fenster Select Files for Animation. Wähle die gewünschte Animationsgeschwindigkeit. Durch Aktivierung des Schiebereglers „Active“ wird die Bildnummer eingeblendet.
1. Kannst du in Bezug auf den Meeresspiegel erklären, welcher El-Niño-Effekt sich hier zeigt? Welche Ursachen hat dies?
2. Welche der Bildserien stammt aus einem El-Niño-Jahr?
3. Kannst du anhand der neuesten Informationen die gegenwärtige Situation beurteilen?
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