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2026-02-04T15:48:32Z

Bedeutung in der Ozeanographie: BKL Fix

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[[Datei:Potentielle Dichte (Salinität).svg|mini|Die potentielle Dichte σθ aufgetragen über dem [[Salzgehalt]] im Wasser]]

Die '''potentielle Dichte''' ist eine in der [[Ozeanographie]] verwendete Kenngröße, die die [[Dichte]] von [[Meerwasser]] beschreibt, nachdem dieses [[Adiabatische Zustandsänderung|adiabatisch]] auf den [[Standardbedingungen|Normaldruck]] von einer [[Physikalische Atmosphäre|Atmosphäre]] (1013 hPa) gebracht wurde.<ref name="Gill1982">Adrian Gill (1982): ''Atmosphere–Ocean Dynamics''. Academic Press, New York. 1982. ISBN 0-12-283520-4.</ref> Um die Werte handlicher zu machen, wird die Dichte von reinem [[Wasser]] (1000 kg/m³) abgezogen.<ref name="Talley2011">Lynn D. Talley, G. L. Pickard, W. J. Emery, J. H. Swift (2011): ''Descriptive Physical Oceanography: An Introduction''. Elsevier, Oxford. ISBN 978-0-7506-4552-2.</ref> Die potentielle Dichte ermöglicht den Vergleich von [[Wassermasse]]n, spielt eine zentrale Rolle bei der Analyse von [[Meeresströmung]]en und wird zur Untersuchung der [[Schichtung (Ozeanographie)|Schichtung]] des [[Ozean]]s eingesetzt.<ref name="IOC2010">IOC, SCOR & IAPSO (2010): ''The International Thermodynamic Equation of Seawater – 2010: Calculation and Use of Thermodynamic Properties''. UNESCO, Paris. [http://www.teos-10.org/pubs/TEOS-10_Manual.pdf TEOS-10 Manual]</ref> Flächen gleicher potentieller Dichte, sogenannte ''[[Isolinie|Isopyknen]]'', dienen dabei als bevorzugte Bezugsebenen für die großräumige [[Ozeanzirkulation]].

== Definition ==

Die potentielle Dichte σΘ wird definiert als

<math>\sigma_\Theta = \rho(S, \Theta) - 1000 \,\tfrac{\mathrm{kg}}{\mathrm{m}^3}</math><ref name="Gill1982" />

mit:

* <math>\rho(S, \Theta)</math>: Dichte des Meerwassers bei Normaldruck (1 atm), abhängig von [[Salinität]] ''S'' und [[Potentielle Temperatur|potentieller Temperatur]] ''Θ''
* ''S'': Salinität (in praktischen Salinitätseinheiten PSU)
* ''Θ'': potentielle Temperatur, also die Temperatur, die ein Wasserpaket nach adiabatischer Verbringung an die Oberfläche hätte<ref name="Talley2011" />

Die Subtraktion von 1000 kg/m³ ist eine Konvention, die die Werte handlicher macht (typischerweise zwischen 20 und 30).

== Bedeutung in der Ozeanographie ==

Die potentielle Dichte ist eine der zentralen Kenngrößen der physikalischen [[Ozeanographie]].<ref name="Gill1982" />

* '''Strömungsantriebe''':
Horizontale Unterschiede in der potentiellen Dichte sind die Hauptursache [[Ozeanzirkulation|großskaliger Strömungen]]. Dichtere Wassermassen sinken unter leichtere, wodurch Druckgradientenkräfte entstehen, die [[Meeresströmung]]en antreiben.<ref name="Talley2011" />

* '''Stabilität der Schichtung''':
Die vertikale Verteilung von σΘ erlaubt Rückschlüsse auf die [[statische Stabilität]] der [[Wassersäule (Hydrologie)|Wassersäule]]. Nimmt die potentielle Dichte mit der Tiefe zu, ist die Schichtung stabil. Abweichungen davon begünstigen vertikale Durchmischungsprozesse.<ref name="Gill1982" />

* '''Wassermassenanalyse''':
In der ozeanographischen Praxis wird σΘ zur Identifikation und Abgrenzung von Wassermassen genutzt. Charakteristische Wassermassen wie [[Antarktisches Bodenwasser]] oder [[Nordatlantisches Tiefenwasser]] lassen sich anhand von [[Salinität]]–[[Temperatur]]-Diagrammen in Verbindung mit der potentiellen Dichte eindeutig beschreiben.<ref name="Talley2011" />

* '''Isopyknen''':
Flächen gleicher potentieller Dichte, sogenannte ''[[Isolinie|Isopyknen]]'', dienen als Bezugsebenen für Strömungen im Ozean. Entlang von Isopyknen bewegen sich Wassermassen vergleichsweise reibungsarm, was sie zu wichtigen Referenzflächen für die Analyse der großräumigen [[Ozeanzirkulation]] macht.<ref name="IOC2010" />

== Potentielle Dichte, bezogen auf Druckebenen ==

Da Druckeffekte im Ozean eine große Rolle spielen, wird die potentielle Dichte oft nicht nur auf Normaldruck, sondern auf einen '''Referenzdruck''' (z. B. 2000 dbar oder 4000 dbar) bezogen.<ref name="Gill1982" /> Man spricht dann von σ2 oder σ4. Diese Definitionen sind notwendig, um die Dichteunterschiede in größeren Tiefen korrekt zu beschreiben, da sich kompressible Effekte auf die Dichteberechnung auswirken.<ref name="IOC2010" />

== Siehe auch ==

* [[Relative Dichte]]
* [[Potentielle Temperatur]]
* [[Dichte (Physik)]]
* [[Thermohaline Zirkulation]]
* [[Schichtung (Ozeanographie)|Schichtung]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Stoffeigenschaft]]
[[Kategorie:Ozeanografie]]
[[Kategorie:Meeresströmung]]

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Potentielle Dichte - Versionsgeschichte

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