Dekadische Variabilität der Primärproduktion und Exportproduktion im Madeira Becken
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des globalen Klimageschehens spielt die langzeitliche Variabilität der Primär- und Exportproduktion der Ozeane eine große Rolle: Zum Einen wirken Veränderungen des Klimas auf die Meerestemperatur, die Durchmischungstiefe und den Zufluss an Nährstoffen und beeinflussen somit die Produktion. Zum Anderen wird rückwirkend das Klima von der Produktion beeinflusst, indem bei der Photosynthese Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre entfernt wird, und das Absinken des Materials – die Exportproduktion – für dieses Treibhausgas als eine langzeitliche Senke im tiefen Ozean agiert. Für das Madeira Becken konnten wir zeigen, dass die Azoren Front eine wichtige Rolle für die Primär- und Exportproduktion spielt. Über den Zeitraum 1966 bis 2008 wurde eine nördliche Verlagerung der Front festgestellt, die somit den produktionsarmen Bereich im Nordatlantik vergrößert bzw. sich verlagert. Die starke zwischenjährliche Variabilität in der Exportproduktion wird bestimmt durch die Bewegung der Front. An der südlichen Flanke der Front findet sich eine tiefere durchmischte Schicht, die die Nährstoffzufuhr und damit die Primärproduktion im Vergleich zur nördlichen Flanke erhöht. Je nach Lage der Front im Verhältnis zur Verankerungsstation führt dies zu einer verstärkten oder verminderten Exportproduktion im Anschluss an die Blüte im Oberflächenwasser. Die Dynamik der Front selbst wird dabei durch das Zusammenwirken der Nordatlantischen Oszillation, die Veränderungen im Windfeld und im assoziierten Ekmantransport gesteuert. Im Projekt wurde eine neue Methode entwickelt, die anhand von in-situ Messungen der Temperatur, des Nitrats und des Chlorophyll a eine Chlorophyll a Verteilung für vergangene Zeitfenster berechnet, dabei weist das errechnete Chlorophyll a Feld sowohl die saisonale als auch die zwischenjährliche Variabilität auf und ist, wie die Beobachtungen, auch durch das Tiefe Chlorophyll Maximum (DCM) charakterisiert. Das DCM dominiert die Zeitreihe und weist eine starke multidekadische Variabilität mit einem Anstieg der Chlorophyllkonzentration bis in die 1930er Jahre und einem starken Abfall bis in die 1970er auf. Als Antriebsfaktoren konnte die Nordatlantische Oszillation als auch die Stärke der solaren Einstrahlung ermittelt werden. Insgesamt zeigten wir, dass über den gesamten Zeitraum hinweg der über die Tiefe integrierte Chlorophyll a Gehalt im Madeira Becken um 3 % abnahm. Für die subtropischen Wirbel weltweit bedeutet dies eine Abnahme der globalen Kohlenstoffaufnahme der Ozeane um 1.5 %. Die Kapazität der Ozeane, anthropogenes CO2 aufzunehmen und langfristig in den tiefen Schichten und Sedimenten zu speichern, ist dementsprechend in den letzten hundert Jahren zurückgegangen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012): Impact of the Azores Front propagation on deep Ocean particle flux, Central European Journal of Geosciences
Fründt, B., Waniek, J.J.
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(2013): Documenting biological and physical oceanic properties. International Innovation, Environment. Special focus on climate: Exploring the impact of climate change and mitigating future impacts, 10, 36-38
Waniek, J.J., Fründt, B.
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(2013): Long-term changes in the thermocline of the subtropical Northeast Atlantic (33°N, 22°W), Progress in Oceanography, 116, 246-260
Fründt, B., Müller, T., Schulz-Bull, D.E., Waniek, J.J.
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(2015): Chlorophyll a reconstruction from in-situ measurements, Part I: Method description, JGR-Biogeosciences, 120, 237-245
Fründt, B., Dippner, J. W., Waniek, J.J.
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(2015): Chlorophyll a reconstruction from in-situ measurements, Part II: Marked carbon uptake decrease in the last century, JGR-Biogeosciences, 120, 246-253
Fründt, B., Dippner, J.W., Schulz-Bull, D.E., Waniek, J.J.
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(2015): Long-term variability of the primary production and export production in the Madeira Basin, Doktorarbeit, Universität Rostock, 99 p.
Fründt, B.
