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Meereis

Als Meereis bezeichnet man zu Eis gefrorenes Meerwasser. Meereis kommt außerhalb der Polargebiete saisonal unter anderem in der Ostsee, in skandinavischen Fjorden, im Sankt-Lorenz-Golf oder dem Ochotskischen Meer vor. Etwa 6,5 % der Weltmeere sind im Jahresmittel von Meereis bedeckt, das entspricht einer Fläche von 22,5 Millionen km2.

Meereis spielt eine entscheidende Rolle im Klimasystem der Erde. Das helle Eis reflektiert mehr Wärmestrahlung zurück in den Weltraum als das dunkle Meer, welches die Wärme stärker absorbiert. Je weniger Eis die Wasseroberfläche bedeckt, desto mehr Wärme wird im Meer aufgenommen. Diese zusätzliche Wärme wiederum führt dazu, dass noch mehr Eis schmilzt und immer größere dunkle Wasserflächen entstehen, die mehr Wärme aufnehmen und den Rückgang des Meereises immer weiter beschleunigen – diese Eis-Albedo-Rückkopplung ist Teil der Polaren Verstärkung.

Eigenschaften

Das Salz des Meerwassers (etwa 35 Promille Salzgehalt) senkt dessen Gefrierpunkt auf ca. −1,9 °C ab. Es wird beim Eiswachstum nicht in das Kristallgitter des Eises eingebaut, sondern bleibt zum Teil im umgebenden Wasser, zum Teil bildet es Soletaschen im Eis. In mehrjährigen, dicken Packeisschollen können diese Soletaschen nach unten wandern, was dazu führt, dass Meereis in den oberen Bereichen aussüßt und nur noch sehr geringen oder keinen Salzgehalt aufweist. Der Salzgehalt von einjährigem Meereises beträgt hingegen etwa drei bis fünf Promille.)

Bei zunächst fehlender Konvektion führt die Eisbildung damit zu einer Erhöhung der Salinität (des Salzgehalts) und dadurch auch der Dichte des umgebenden Wassers. Dies kann zur Destabilisierung der Dichteschichtung und zu Konvektion (thermohaline Zirkulation) führen. Die thermohaline Zirkulation ist elementar für die Tiefenwasserbildung und damit für die gesamte Ozeanzirkulation. Das Schmelzen des Meereises wirkt hingegen wie ein Eintrag von Süßwasser in die oberen Ozeanschichten, was die Schichtung stabilisiert und Konvektion entgegenwirkt.

Die Eisbewegung, durch Wind und Ozeanströmungen angetrieben, geht mit einem Transport von Süßwasser und negativer latenter Wärme einher. Meereis behindert den Austausch von latenter und fühlbarer Wärme zwischen Ozean und Atmosphäre. Schon eine dünne Meereisdecke unterbindet den Wärmefluss fast vollständig. Dort wo die Eisdecke nicht vollständig geschlossen ist, kann die Wärmeleistung mehrere hundert Watt pro Quadratmeter annehmen.

Das zumeist von Schnee bedeckte Meereis zeichnet sich durch ein sehr hohes Rückstrahlvermögen (Albedo) für Sonnenlicht aus. Von dem eisfreien Ozean wird ein Großteil der kurzwelligen Strahlung absorbiert, über dem Meereis hingegen reflektiert. Diese sich selbst verstärkende Rückkopplung, die Eis-Albedo-Rückkopplung, beeinflusst ganz wesentlich die Strahlungsbilanz der Polarregionen und der Erde insgesamt.


Bildung von Neueis in der arktischen Baffin Bay

Foto Bildung von Neueis in der arktischen Baffin Bay

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Packeis

Foto Packeis

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Grundeis

Foto Grundeis

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Meereistypen

Meereis weist einen großen Reichtum verschiedener Formen auf, die stark durch den Seegang bestimmt werden. Auf bewegter Ozeanoberfläche entsteht zunächst Frazil-Eis, das sind feine, bis zu 2 cm große Eisnadeln oder -plättchen, die sich zu suppenartigem Eisschlamm verdichten. Bei weiterem Wachstum entsteht dann Pfannkucheneis, eine Schicht meist kreisförmiger, bis zu 3 m großer Eisstücke mit wulstigem Rand. Ohne Seegang kann Neueis in Form einer geschlossenen Eisdecke (Nilas) entstehen. Die Eisdecke wird vor allem durch das Anfrieren von Wasser unterhalb des Eises dicker.

In der Regel erreicht die Eisschicht zum Ende der Gefrierperiode eine Dicke von bis zu 2 m und bildet dann einjähriges Eis. Ab einer Dicke von knapp einem Meter isoliert eine Meereisdecke das Wasser unter ihr so weit, dass es nicht weiter gefriert. Meereis nimmt danach an Dicke vor allem dadurch zu, dass Eisschollen aufeinandergeschoben werden. Das gilt besonders für das meist mehrjährige Packeis. Durch das Übereinanderschieben des Eises können meterhohe Presseishügel im Packeis entstehen. Ein geringerer Anteil an mehrjährigem Eis, wie er seit den neunziger Jahren beobachtet wird, geht mit größeren saisonalen Schwankungen der Meereisbedeckung einher.

Nahezu das gesamte Meereis der Antarktis ist einjährig. Es befindet sich auf niedrigerer geographischer Breite und schmilzt bei dort herrschenden milderen Wassertemperaturen im Sommer weitgehend. Dagegen sind Teile des arktischen Meereises in höheren geographischen Breiten mehrjährig, sie tauen im arktischen Sommer nicht vollständig, sondern erst dann, wenn sie die Eisdrift in niedrigere Breiten transportiert.

Festeis ist an Küstenlinien oder auf dem Meeresgrund verankertes Eis, das also nicht frei auf der Meeresoberfläche schwimmt. Packeis ist oft nicht an Festland verankert und kann daher einer Eisdrift unterliegen. Treibeis besteht aus Eisschollen, die sich von einer Eisdecke gelöst haben.

Eine natürliche eisfreie Fläche, die jedoch vollständig von Meereis umgeben ist, heißt Polynja. Künstliche in das Eis geschlagene Rinnen und Löcher werden Wuhnen genannt.

Nicht zum Meereis zählt man das durch Gletscherfluss entstandene Schelfeis und Eisberge.


Siehe auch

Weblinks

Quellen

Bildernachweis