Norwegischer Küstenstrom

Der Norwegische Küstenstrom (englisch Norwegian Coastal Current, NCC) ist eine nordwärts gerichtete Meeresströmung entlang der norwegischen Küste, die sich durch niedrigen Salzgehalt und relativ niedrige Temperaturen auszeichnet. Als eine der beiden dominierenden arktischen Wasserzufuhren transportiert der Strom große Mengen Süß- und Brackwasser von der Ostsee sowie Abflüsse von Land, Fjorden und Flüssen entlang der norwegischen Küste.^[1] Der NCC ist von entscheidender Bedeutung für den regionalen Süßwasserhaushalt, die ozeanische Produktivität und den thermohalinen Austausch zwischen der Ostsee, dem Nordatlantik und der Arktis.^[2][3]

Der Norwegische Küstenstrom entsteht primär aus dem Süßwasserabfluss der Ostsee.^[2] Die Strömung setzt sich aus etwa 50 Prozent Ostseewasser, das durch das Skagerrak in die Nordsee gelangt, und einem Anteil des Nordatlantikstroms zusammen. Im Durchschnitt tragen die Fjorde und Flüsse Norwegens 40 Prozent zur Süßwasserzufuhr des Stroms bei. Besonders in Regionen mit intensiver Gletscherschmelze im Frühsommer kann dieser Beitrag lokal stark ansteigen. Der Strom lässt sich bereits nördlich von Schottland nachweisen, ansonsten ab der östlichen Nordsee in Tiefen bis zu 100 Metern.

Der Strom folgt im Wesentlichen der norwegischen Küstenlinie vom Skagerrak im Süden bis zum Nordkap und darüber hinaus und ist entlang des größten Teils der Küste als kaltes und salzarmes Wasser zwischen dem warmen und salzreichen Norwegischen Atlantikstrom und der Küste eingekeilt.^[4] Durch Vermischung zwischen atlantischem und Küstenwasser reduziert sich der Kontrast zwischen den beiden Wassermassen schrittweise auf ihrem Weg nach Norden. In der Region Troms teilt sich der Strom: Ein Teil setzt sich in die Barentssee fort, wo er die südliche Barentssee ganzjährig eisfrei hält, während der andere Teil zur Framstraße weiterfließt.^[2]

Der Norwegische Küstenstrom ist eine keilförmige Strömung mit variablen Salzgehalts- und Temperaturcharakteristiken und folglich unterschiedlicher Dichte. Die norwegischen Küstengewässer werden von zwei Hauptwassermassen dominiert: Wasser aus dem Norwegischen Küstenstrom und Wasser aus dem Nordatlantikstrom (Atlantikwasser). Während der Norwegische Küstenstrom nordwärts fließt, mischt sich Wasser aus dem Nordatlantikstrom bei, wodurch der Salzgehalt ansteigt.

Im Durchschnitt hat der Norwegische Küstenstrom einen Salzgehalt von etwa 34,5 g/kg, wobei die küstennahen Gewässer einen etwas niedrigeren Salzgehalt (31–32) aufweisen und die Grenze zum Nordatlantikstrom durch einen etwas höheren Salzgehalt von 35 markiert ist.^[2] Das Volumen der Süßwasserzufuhr ist in den Sommermonaten am größten und während der Wintermonate geringer.

Die mittlere Wintertemperatur des Stroms beträgt etwa 3,5 °C mit einer Spanne von 2 bis 5 °C, während im Sommer die Temperatur höher ist, weil die Zuflussquellen (Ostsee, norwegische Fjorde, Flüsse) erwärmt werden. Der Strom ist normalerweise auf die oberen 200 Meter beschränkt.^[4] Es gibt eine ausgeprägte saisonale Variation: Im Sommer ist der Strom breit und flach, während er im Winter schmal und tief wird.^[5] Typische Strömungsgeschwindigkeiten im Norwegischen Küstenstrom liegen bei etwa 0,25 m/s, können aber gelegentlich 1 m/s überschreiten.^[5]

Die Dynamik vor Norwegen wird durch die komplexe Interaktion zwischen dem salzarmen NCC und dem salzreichen Norwegischen Atlantikstrom (NAC) geprägt. Deren Grenze, die Norwegische Front, ist eine der ausgeprägtesten ozeanischen Fronten der Welt.^[3]

• Thermohaline Front: Die Front markiert einen scharfen Übergang in Temperatur, Salzgehalt, Dichte und Trübung (klares Atlantikwasser vs. nährstoff- und partikelreiches Küstenwasser).
• Dynamische Kopplung: Der unter dem NCC fließende NAC wirkt oft wie eine dynamische Barriere. Der Hauptweg des NCC wird durch die Topographie des Schelfs und den zyklonalen Drehsinn der Front eng an die Küste geführt.
• Vermischung und Transformation: Entlang der Front findet intensiver lateraler Austausch statt. Atlantikwasser dringt unter den Küstenstrom ein und erhöht dessen Salzgehalt allmählich, während Küstenwasser in den Atlantikstrom eingemischt wird und diesen lokal aussüßt. Dieser Prozess ist fundamental für die Transformation der Wassermasseneigenschaften auf dem Weg nach Norden.^[6]

An der Einmündung in die Barentssee wurden die Flüsse des Norwegischen Küstenstroms auf Grundlage umfassender Daten geschätzt. Der gesamte Volumentransport beträgt 1,8 Sverdrup (Sv; 1 Sv = 10⁶ m³/s).^[1] Der Süßwassertransport relativ zu einer Referenzsalinität von 34,8 beträgt 26 Millionen m³/s (mSv). Der für den Hang-Zweig allein berechnete Wärmefluss beträgt 34 Terawatt (TW). Diese Schätzungen sind höher im Vergleich zu früheren Abschätzungen, basieren jedoch auf umfassenderen Daten. Der Norwegische Küstenstrom stellt damit einen bedeutenderen Beitrag zum Wärme- und Süßwassertransport in die Arktis dar als lange angenommen.^[1]

Der Norwegische Küstenstrom wird sowohl durch Wind als auch durch Auftriebskräfte angetrieben. Südwestliche Winde stauen Wasser entlang der norwegischen Küste auf, wodurch Höhenunterschiede und damit Druckgradienten entstehen.^[4] Die Salzgehaltsverteilung erzeugt zusätzlich Dichtegradienten, die die Strömung antreiben; der barokline Transport ist mit der Salzgehaltsanomalie verbunden.^[7]

Süßwasserfahnen sind extrem empfindlich gegenüber Windeinwirkung, da die oberflächennahe starke Schichtung die Ekman-Tiefe auf eine begrenzte Höhe beschränkt. Dies führt zu einem hohen Anteil von durch Wind bereitgestellter Energie pro Masse oberhalb der Halokline, die durch die Süßwasseranomalie erzeugt wird, und damit zu einer hohen Empfindlichkeit der baroklinen Struktur gegenüber Windeinwirkung. Längswinde in Richtung der Ausbreitung der Kelvinwelle (abwärts gerichtete Winde) beschleunigen den Süßwassertransport, während aufwärts gerichtete Winde ihn verlangsamen.^[7]

Die großskalige Nordatlantische Oszillation (NAO) beeinflusst sowohl die Windmuster als auch die Niederschläge über Skandinavien.

Ein Mechanismus des Energieaustauschs zwischen der Atmosphäre und den Oberflächengewässern des Norwegischen Küstenstroms ist sehr wichtig für das Klima Norwegens. Im Winter erfolgt eine Wärmeabgabe vom Ozean an die darüber liegenden Luftmassen. Diese fließen im Allgemeinen in nordöstlicher Richtung und erwärmen dadurch die angrenzenden Landmassen Norwegens, insbesondere die Küstenregionen. Im Sommer kehrt sich dieser Effekt um. Warme Luftmassen (durch die Sonne an langen Tagen erwärmt) über dem Atlantik übertragen Wärme auf den darunter liegenden kühleren Ozean. Dies führt zu kühleren Luftmassen, die die Skandinavische Halbinsel erreichen und sie in den Sommermonaten kühlen, besonders die Küstenregionen.^[2] Der Atlantik und die nahegelegenen Küstengewässer haben somit eine mäßigende Wirkung auf die Temperaturextreme in Norwegen und machen die Küstenregionen im Winter wärmer und im Sommer kühler.

Der NCC ist ein wesentlicher Lieferant von Süßwasser für die europäische Arktis. Nördlich des Nordkaps fließt er in die südwestliche Barentssee. Dieser Süßwassereintrag hat mehrere Konsequenzen:^[2][8] Das leichtere Süßwasser erhöht die Stabilität der Wassersäule und kann die winterliche Tiefenwasserbildung in der Barentssee hemmen. Nach weiterer Transformation und Vermischung trägt das Wasser des NCC über die St.-Anna-Rinne zur Aufrechterhaltung der arktischen Halokline bei, die das Meereis von der Wärme des atlantischen Tiefenwassers isoliert.

Aus klimatischer Perspektive gibt es einen Trend zu steigenden Temperaturen im Norwegischen Küstenstrom in der Größenordnung von 1 °C (Durchschnitt in den Jahren 2000–2009 im Vergleich zum Durchschnitt für 1961–1990).^[9] Steigende Temperaturen führen zu einer Abnahme des Meereises, das die Norwegische See mit größeren Mengen Süßwasser versorgt und den Salzgehalt insgesamt senkt. Diese Abnahme des Salzgehalts könnte Veränderungen in der Bildungsrate von arktischem Bodenwasser verursachen. Wenn die Bildungsrate von Bodenwasser verlangsamt wird, könnte der gesamte Einstrom des Nordatlantikstroms in den Arktischen Ozean verlangsamt werden.^[2]

Der Norwegische Küstenstrom bringt nährstoffreiches Wasser entlang der Küste Norwegens und mit ihm reiche Fischbestände von Kabeljau, Hering und Lodde. Windgetriebener Auftrieb entlang des Skagerraks bringt reichlich Nährstoffe an die Oberfläche, die dann entlang der Küstenlinie und weiter ins offene Meer transportiert werden. Dies fördert die biologische Produktivität, insbesondere entlang der produktiven Frontalzone zum Atlantikwasser.^[10]

Norwegen hat eine der größten Fischereiindustrien der Welt und erntet durchschnittlich 3 Millionen Tonnen Fisch pro Jahr. Die norwegische Küste ist auch ein wichtiges Laichgebiet für viele der kommerziellen Fische.^[2] Für den Norwegischen Frühjahrslaicher-Hering (Clupea harengus), der an Küstenbänken entlang der Westküste Norwegens laicht, werden die Larven im Allgemeinen nordwärts im Norwegischen Küstenstrom transportiert, wobei viele Individuen Aufwuchsgebiete in der Barentssee nutzen.^[11]

In den späten 1920er und frühen 1930er Jahren etablierte das Institut für Meeresforschung in Norwegen ein küstenozeanographisches Beobachtungssystem. Dieses System entwickelte sich weiter, und seine Kernelemente sind noch immer in Betrieb.^[2] Die langfristige hydrographische Variabilität wurde unter anderem durch die wiederholte hydrographische Station bei Ingøy erfasst, die es seit 1935 gibt. Neue Profile wurden 1–2 Mal pro Monat gewonnen, was bis Ende 2008 zu 1386 Profilen führte.^[1]

Die 1990er Jahre waren ein außergewöhnliches Jahrzehnt für zwischenjährliche Klimaschwankungen in Norwegen. Die Temperaturen waren im Durchschnitt höher und erzeugten nasse, warme Winter und heiße Sommer in Norwegen. Diese langfristigen Aufzeichnungen ermöglichen es, die Variabilität des Norwegischen Küstenstroms im Kontext des Klimawandels zu verstehen und seine Rolle für das marine Ökosystem und die Fischerei zu bewerten.

1. ↑ ^{a b c d} Øystein Skagseth, Kenneth F. Drinkwater, Emanuele Terrile (2011): Wind- and buoyancy-induced transport of the Norwegian Coastal Current in the Barents Sea. In: Journal of Geophysical Research, Band 116, Ausgabe C8, C08007. DOI:10.1029/2011JC006996.
2. ↑ ^{a b c d e f g h i} Roald Sætre (Hrsg.) (2007): The Norwegian Coastal Current: Oceanography and Climate. Tapir Academic Press, Trondheim 2007. ISBN 978-82-519-2184-8.
3. ↑ ^{a b} R. Ljøen, H. Svendsen (1970): The Norwegian Coastal Current. Bericht Nr. 7 (Report No. 7). Bergen, Norway: Geophysical Institute, University of Bergen. 1970.
4. ↑ ^{a b c} Kai Håkon Christensen, Ann Kristin Sperrevik, Göran Broström (2018): On the Variability in the Onset of the Norwegian Coastal Current. In: Journal of Physical Oceanography, Band 48, Ausgabe 3, S. 723–738. DOI:10.1175/JPO-D-17-0117.1.
5. ↑ ^{a b} Jan Aure, Didrik Danielssen, Roald Sætre (2007): Assessment of eutrophication in Norwegian coastal waters. In: Roald Sætre (Hrsg.) (2007): The Norwegian Coastal Current: Oceanography and Climate. Tapir Academic Press, Trondheim 2007. ISBN 978-82-519-2184-8, S. 91–105.
6. ↑ Lars Asplin, Anne Gro Vea Salvanes, Jon Bent Kristoffersen (1999): Non-local wind-driven fjord-coast advection and its potential effect on plankton and fish recruitment. In: Fisheries Oceanography, Band 8, Ausgabe 4, S. 255–263. DOI:10.1046/j.1365-2419.1999.00109.x.
7. ↑ ^{a b} Robinson Hordoir, Christian Dieterich, Chandan Basu, Heiner Dietze, H. E. M. Meier (2013): Freshwater outflow of the Baltic Sea and transport in the Norwegian current: A statistical correlation analysis based on a numerical experiment. In: Continental Shelf Research, Band 64, S. 1–9. DOI:10.1016/j.csr.2013.05.006.
8. ↑ Sigrid Lind, Randi B. Ingvaldsen (2012): Variability and impacts of Atlantic Water entering the Barents Sea from the north. In: Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Band 62, S. 70–88. DOI:10.1016/j.dsr.2011.12.007.
9. ↑ Jon Albretsen, Ann Kristin Sperrevik, André Staalstrøm, Anne D. Sandvik, Frode Vikebø, Lars Asplin (2012): NorKyst-800 Report No. 1: User Manual and technical descriptions. Fisken og Havet 2/2012, Institute of Marine Research, Bergen. PDF.
10. ↑ Øystein Skagseth, Tore Furevik, Randi Ingvaldsen, Harald Loeng, Kjell Arne Mork, Kjell Arild Orvik & Vladimir Ozhigin (2008): Volume and heat transports to the Arctic Ocean via the Norwegian and Barents Seas. In: Robert R. Dickson, Jens Meincke, Peter Rhines (2008): Arctic-Subarctic Ocean Fluxes: Defining the Role of the Northern Seas in Climate. Springer 2008. ISBN 978-1-4020-6773-0, S. 45–64.
11. ↑ Øystein Skagseth, Aril Slotte, Erling Kåre Stenevik, Richard D. M. Nash (2015): Characteristics of the Norwegian Coastal Current during Years with High Recruitment of Norwegian Spring Spawning Herring (Clupea harengus L.). In: PLOS ONE, Band 10, Ausgabe 12, e0144117. DOI:10.1371/journal.pone.0144117.