Ozean
Parameter zur Beschreibung der Ozeane:
- Meeresoberflächenhöhe (SSH)
- Salzgehalt
- Temperatur
- Ozeangezeiten
- Meeresströmungen
- Farbe, beeinflusst durch organische Stoffe
- Klima-Mittelwerte
- CoastDat
- Meeresbodentopographie (siehe Land - Topographie)
- Datenportal der DAM
Meeresoberflächenhöhe (SSH)
Genaue Messungen der Meeresoberflächenhöhe (Sea Surface Height oder kurz SSH) sind eine Grundvoraussetzung für die Quantifizierung der mittleren Meerespiegelhöhe und ihrer Veränderung. Änderungen des globalen, mittleren Meeresspiegels gehören mit zu den wichtigsten Anzeigern einer Klimaveränderung. Die Ableitung der SSH anhand von Satellitenmessungen erfolgt u. a. über die Messung der Signallaufzeit zwischen Satellit und Ozeanoberfläche. Die SSH wird in metern (m) angegeben.
Daten der Meeresoberflächenhöhe SSH:
- SSH aus Satelliten-Messungen von C3S (früher AVISO)
- Daten von der AVISO Website, https://www.aviso.altimetry.fr/en/data/products/ocean-indicators-products/mean-sea-level.html
Salzgehalt
Daten des Salzgehalts im Ozean:
- Ozeansalzgehalt in verschiedenen Tiefen aus In-Situ-Messungen des globalen Ozeans von 1945-2012 von ISHII
- Ozeansalzgehalt in verschiedenen Tiefen aus In-Situ-Messungen des globalen Ozeans für 2005-2021 von Levitus
- Ozeansalzgehalt in verschiedenen Tiefen aus In-Situ-Messungen von historischen hydrographischen Daten vom BSH
- Ozeansalzgehalt in verschiedenen Tiefen aus In-Situ-Messungen von CTD-Profilen aus IfM Sonderforschungsprojekten
- Ozeansalzgehalt (global) in verschiedenen Tiefen durch Assimilation / Synthese von Messungen mittels eines Ozeanmodells (Ozeansynthesen / Ozeanreanalysen vom EasyInit-Projekt) z.B. ECMWF OceanReAnalysis ORAS (1958-2017)
- Ozeansalzgehalt (global) aus Satellitenmessungen: ESA-CCI Meeresoberflächensalzgehalt (2010-2019)
- Salzgehalt in verschiedenen Tiefen der Nordsee aus der KLIWAS Nordseeklimatologie
- Salzgehalt in verschiedenen Tiefen der Nord- und Ostsee aus der Baltic and North Seas Climatology (BNSC)
- Ozeansalzgehalt (und Temperatur) von oberflächennahen Driftbojenmessungen im Nordostatlantik und im Südwestpazifik (SVP Driftbojendatensatz)
- Ozeansalzgehalt in verschiedenen Tiefen aus In-situ Messungen im globalen Ozean für 1900-2023 vom MetOffice: EN4
- Argo Float Daten - z.B.: http://www.argo.net/
- Neuer Datensatz der Mixed-Layer Depth: http://mixedlayer.ucsd.edu (siehe hierzu: Holte, J., et al., 2017, An Argo mixed-layer climatology and database)
- UDASH - Unified Database for Arctic and Subarctic Hydrography 1980-2015 north of 65°N (siehe Behrendt et al., ESSD, 10, 2018)
Temperatur
Die Temperaturverteilung im Ozean und an der Ozeanoberfläche ist, zusammen mit dem Salzgehalt der Ozeane, grundlegend für das Verständnis der allgemeinen Ozeanzirkulation, der Schichtung der Ozeane sowie für den mittleren Wärmeinhalt und dessen Fluktuationen. Die Temperatur der Ozeanoberfläche (Sea Surface Temperature oder kurz SST) ist von fundamentaler Bedeutung für den Ozean-Atmosphäre-Wärmeaustausch. Ihre Messung erfolgt z. B. über Radiometer die im infraroten (Advanced Very High Resolution Radiometer, AVHRR) oder mikrowellen (Advanced Microwave Scanning Radiometer, AMSR-E) Spektralbereich arbeiten. Vorteil beim AVHRR: Feinere räumliche Auflösung; Vorteil beim AMSR-E: Wolkenunabhängig. Die Messung der Temperatur im Ozean erfolgt im wesentlichen mit typischerweise in der Ozeanographie eingesetzten herkömmlichen Thermometern (z. B. mit Xylol gefüllt) oder thermoelektrisch / mittels Thermistoren. Die am ICDC verfügbaren Temperaturdaten sind entweder in Kelvin (K) oder Grad Celsius (°C) gegeben.
Daten der Temperatur im Ozean:
Satellitenfernerkundung
- SST (+ Anomalien + Globales Mittel) von AVHRR (OISST, vormals Reynolds SST Datensatz, 1982-2024)
- SST von AMSR-E (REMSS Datensatz, 2002-2011)
- SST von HOAPS beim CMSAF
- SST von MODIS (2000-2024)
Klimatologien:
- Mittlere monatliche SST (+ Globales Mittel) und Meereisbedeckung seit 1870 (HadISST1)
- Anomalien der Meeresoberflächentemperatur relativ zu 1961-1990: HadCRUT
Ozeantemperaturprofile:
- Ozeantemperatur in verschiedenen Tiefen aus In-Situ-Messungen von XBT, MBT und CTD-Profilen aus IfM Sonderforschungsprojekten
- Ozeantemperatur in verschiedenen Tiefen aus In-Situ-Messungen des globalen Ozeans von 1945-2012 aus ISHII
- Ozeantemperatur in verschiedenen Tiefen aus In-Situ-Messungen des globalen Ozeans von 1955-2021 aus Levitus
- Ozeantemperatur in verschiedenen Tiefen aus In-Situ-Messungen von historischen hydrographischen Daten des BSH
- Potentielle Temperatur (global) in verschiedenen Tiefen durch Assimilation / Synthese von Messungen mittels eines Ozeanmodells (Ozeansynthesen / Ozeanreanalysen vom EasyInit-Projekt) z.B. ECMWF OceanReAnalysis ORAS (1958-2017)
- Temperatur der Nordsee in verschiedenen Tiefen aus der KLIWAS Nordseeklimatologie
- Temperatur von Nord- und Ostsee in verschiedenen Tiefen aus der Baltic and North Seas Climatology (BNSC)
- Ozeantemperatur in verschiedenen Tiefen aus In-situ Messungen im globalen Ozean für 1900-2023 vom MetOffice: EN4
- UDASH - Unified Database for Arctic and Subarctic Hydrography 1980-2015 nördlich von 65°N (siehe Behrendt et al., ESSD, 10, 2018)
Die oben aufgeführten Datensätze der SST aus Satellitenfernerkundungsdaten sind ausnahmslos Langzeitdatensätze mit z. T. recht grober räumlicher Auflösung. Auf Anfrage über Kontaktformular bieten wir gerne räumlich feiner (z. B. 1 km) aufgelöste Datensätze der SST an.
Bojen- und Floatmessungen:
- Bojen im Ozean führen Messungen der Wassertemperatur nahe der Ozeanoberfläche und anderer Parameter wie z.B. der signifikanten Wellenhöhe bzw. meteorologischer Parameter durch. Als Datenquelle für derartige Beobachtungen empfehlen wir das National Data Buoy Center (NDBC)
- Argo Float Daten, z.B.: http://www.argo.net/
- Neuer Datensatz der Mixed-Layer Tiefe: http://mixedlayer.ucsd.edu (siehe: Holte, J., et al., 2017, An Argo mixed-layer climatology and database)
Ozeangezeiten
Gezeiten im Ozean spielen eine fundamentale Rolle für eine Vielzahl von Prozessen, begonnen mit der vertikalen wie horizontalen Durchmischung der Wassermassen, über den Transport von Sediment und Plankton, bis hin zur Verstärkung oder Abschwächung von Wassermassenbildungsprozessen, Meereisdeformation und -bildung. Ozeangezeiten bilden damit nicht nur eine periodisch variierende Komponente der Ozeanströmungen sondern beeinflussen darüber hinaus die Temperatur, den Salzgehalt, die Schwebstoff- und Chlorophyllkonzentration, sowie natürlich den Wasserstand, letzteres insbesondere in den Schelfgebieten, an Küsten und in Flußmündungen wie z. B. der Elbe. Damit hat eine möglichst genaue Kenntnis der Ozeangezeiten auch eine ökonomische Komponente, da nur so hinreichender Hochwasserschutz, gefahrloser Gütertransport per Schiff in Flußästuarien und, nicht zuletzt, ungetrübter Badespaß an Küsten starker Gezeitenamplituden gewährleistet ist.
Ozeangezeiten sind die Folge der wechselseitigen Anziehungskräfte von Erde, Mond und Sonne. Sie werden in der Regel durch ihre Amplitude (die Erhöhung bzw. Erniedrigung des Wasserstandes relativ zu Normalnull, also Hochwasser und Niedrigwasser) sowie ihre Phase (das zeitliche veränderliche, periodische Eintreten von Hoch- und Niedrigwasser) beschrieben.
Amplitude und Phase der Ozeangezeiten können aus vor-Ort Messungen des Wasserstandes an so genannten Pegeln abgeleitet werden. Satellitenmessungen der Wasserstandshöhe (über den Abstand Satellit zu Ozeanoberfläche) z. B. mit einem Radaraltimeter (TOPEX/Poseidon, Jason-1, siehe auch SSH) ermöglichen ebenfalls eine Abschätzung von Gezeitenhöhe- und -amplitude. Die Kombination beider Datenquellen in einem Datenassimilationsmodell liefert, zumindest für großskalige und langfristige Untersuchungen, die beste Datenbasis.
Die hier angebotenen Daten zu Ozeangezeiten basieren auf einem per Datenassimilation optimierten Gezeitenmodell
Ozeanfarbe/-Chlorophyllkonzentration
Die Ozeanfarbe (Ocean color) ist ein Parameter der Aufschluß über die biologische Aktivität und den Schwebstoffgehalt nahe der Wasseroberfläche gibt. Es handelt sich dabei um eine Größe, die aus Messungen des vom Wasser reflektierten Sonnenlichts bei verschiedenen Frequenzen (d. h. spektral aufgelöst) abgeleitet wird. Dafür benutzte Satellitensensoren sind das Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS), das Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), und der Sea-viewing Wide Field-of-View Sensor (SeaWIFS). In der Regel gibt man die Konzentration von Chlorophyll-a an.
Daten der Ozeanfarbe / Chlorophyll-a Konzentration:
- mit moderater Auflösung: GlobColor
- über das Plymouth Marine Laboratory: ChloroGIN
- hochaufgelöst (4km / 9km, täglich, monatlich): OceanColorWeb
- von MODIS (2000/2002 bis 2024)
Meeresströmungen
Meeresströmungen sind die Folge von vertikalen wie horizontalen Dichtegradienten im Ozean. Kenntnis ihrer Lage, ihrer Richtung, Stärke und Kontinuität sowie der sie verursachenden Dichtegradienten sind von fundamentaler Bedeutung für Verständnis und Vorhersage ozeanischer Prozesse und deren Variabilität wie nicht z. B. dem globalen ozeanischen "Förderband" oder dem Golfstrom.
Genaue Messungen der Meeresoberflächenströmungsgeschwindigkeit werden benötigt, um wirbelauflösende numerische Modelle des Ozeans zu verifizieren und Transportprozesse insbesondere nahe der Ozeanoberfläche besser zu verstehen.
Zur Ableitung derartiger Geschwindigkeiten und deren Anomalien, z. B. aus Altimetermessungen der Ozeanoberflächenhöhe (SSH), müssen die zugrunde liegenden Daten in der Regel interpoliert und gemittelt werden. Eine Ausnahme bilden Altimeter-Tandemmissionen wie z.B. die Jason-1 - TOPEX/POSEIDON Tandem Mission deren Daten für den hier angebotenen Datensatz verwendet worden sind.
Daten zu Meeresströmungen:
- Ozeanoberflächenströmung (OSCAR, 1° und 1/3°, 1992 - heute)
- Anomalien der Ozeanoberflächenströmung (Jason-1 - TOPEX/POSEIDON Tandem Mission)
- Absolutwerte und Anomalien der Ozeanoberflächenströmung (AVISO, 0.25°, 1993 - 2022)
- aus Ozeansynthesen / -reanalysen mittel eines Ozeanmodells im Rahmen von EasyInit (z. B. ECMWF OceanReAnalysis ORAS)
Klima-Mittelwerte für den Ozean
Vor-Ort-Messungen physikalischer ozeanischer Parameter wie Salzgehalt, Temperatur, Dichte, Strömungsgeschwindigkeit und -richtung sind eine Grundvoraussetzung für die korrekte Interpretation und Auswertung von Satelliten-Fernerkundungsdaten sowie Entwicklung, Initialisierung und Assimilation von Ozeanmodellen sowie der Validation ihrer Resultate. Datensammlungen und Klimatologien derartiger Parameter sind deshalb besonders wichtig. Die wahrscheinlich bekannteste davon wurde im Rahmen des World Ocean Circulation Experiment (WOCE) veröffentlicht.
- Welt Ozeanklimatologie: World Ocean Circulation Experiment (WOCE) Climatology
- Aktualisierung der WOCE Klimatologie: WOCE / Argo Global Hydrographic Climatology (WAGHC)
- Atlantik-Atlas: WOCE Atlas
CoastDat
CoastDat bietet Hindcast- und Zukunfts-Szenarienrechnungen für das maritim-meteorologische Umfeld.
- Modelldaten von CoastDat