Westspitzbergenstrom

Der Strom bildet sich an der Grenze vom Europäischen Nordmeer zur Barentssee, wo der Norwegische Atlantikstrom, die Fortsetzung des Nordatlantikstroms, sich in einen östlich und einen nördlich fließenden Strom – den Westspitzbergenstrom – aufteilt.^[3] Teilweise wird er deshalb als nördlichster Ausläufer des Golfstroms bezeichnet. Der Westspitzbergenstrom ist die Hauptquelle für Salz und Wärme in der Grönlandsee und dem Arktischen Ozean.^[4]

Der Strom fließt nordwärts durch die östliche Framstraße, während auf der Westseite der Straße der Ostgrönlandstrom südwärts fließt.^[5] Der Westspitzbergenstrom ist eine topographisch gesteuerte Randströmung mit einer Breite von etwa 100 Kilometern. Er folgt dem steilen Kontinentalhang und erreicht Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu 35 cm/s. Bei etwa 80° N teilt sich der Strom in zwei verschiedene Zweige: Der Svalbard-Zweig (Svalbard Branch) folgt weiterhin dem Kontinentalhang nordostwärts und sinkt schließlich auf eine intermediäre Tiefe ab, wo er zyklonal im Arktischen Ozean rezirkuliert wird. Der Jermak-Zweig (Yermak Branch) setzt sich nordwärts über das flache Jermak-Plateau fort.^[6]

Der Westspitzbergenstrom transportiert Atlantikwasser mit Temperaturen zwischen 2 °C und 6 °C im Sommer und 2 °C bis 4 °C im Winter.^[5] Der Salzgehalt liegt typischerweise über 34,95. Am Beginn des Stroms im südlichen Teil der Framstraße liegen die Temperaturen typischerweise zwischen 6 °C und 8 °C. Die wärmste Kerntemperatur des Atlantikwassers beträgt etwa 2,75 °C nahe Spitzbergen (Svalbard) und nimmt auf 2,25 °C bei Franz-Josef-Land und auf 1,0 °C nördlich der Neusibirischen Inseln ab.^[7]

Der Strom ist normalerweise auf die obersten 800 Meter beschränkt, wobei das Atlantikwasser zwischen der Oberfläche und etwa 800 Metern Tiefe fließt. Die Strömung zeigt eine starke saisonale Variabilität mit minimalen Volumentransporten im Winter. Die nordwärts gerichtete Geschwindigkeit ist jedoch im Winter maximal, sodass der Wärmetransport im Winter am höchsten ist.^[7]

Der mittlere Netto-Volumentransport im Westspitzbergenstrom, gemessen entlang eines Verankerungsarrays bei 78°50' N im Zeitraum 1997 bis 2010, beträgt 6,6 ± 0,4 Sverdrup (Sv; 1 Sv = 10⁶ m³/s), wovon 3,0 ± 0,2 Sv Atlantikwasser mit einer Temperatur über 2 °C ist.^[5] Der maximale Volumentransport tritt im Februar mit etwa 20 Sverdrup auf, während der minimale Transport im August bei etwa 5 Sverdrup liegt.^[8]

Neuere Berechnungen für den Svalbard-Zweig im Sommer 2015 ergaben, dass 1,5 bis 2 Sv zur Rezirkulation und zum Jermak-Zweig in der Framstraße geleitet werden, während 0,6 bis 1,3 Sv vom Svalbard-Zweig transportiert werden. Der Westspitzbergenstrom kühlt mit einer Rate von 0,20 °C pro 100 Kilometer ab, was einem Wärmeverlust von 380 bis 550 W/m² an der Oberfläche entspricht.^[9]

Der Westspitzbergenstrom ist von außerordentlicher klimatischer Bedeutung, da er der einzige Strom ist, der warmes (> 3 °C) Atlantikwasser in den Arktischen Ozean transportiert. Er sorgt so für das relativ milde Klima an Spitzbergens Westküste. Die vom Westspitzbergenstrom transportierte Wärme macht die östliche Framstraße zum nördlichsten ganzjährig eisfreien Meeresgebiet der Welt und ist der dominierende Faktor für die Lufttemperatur über Spitzbergen.^[7] Die Temperatur des Atlantikwassers im Westspitzbergenstrom erklärt 92 Prozent der Variabilität der jährlichen mittleren Lufttemperaturen über Spitzbergen.

Seit 1997 laufen kontinuierliche Langzeitbeobachtungen des Westspitzbergenstroms durch das Alfred-Wegener-Institut.^[2] In der ersten Dekade der Beobachtungen stieg die mittlere Temperatur im Strom um 1 °C an und hat seitdem auf dem erhöhten Niveau um etwa 4 °C verweilt.^[2] Zwei anomale Wärmereignisse traten im Herbst 2006 und im späten Winter 2012 auf.^[5] Die progressive Erwärmung des Westspitzbergenstroms wurde seit 2004 beobachtet, wobei sich die 5-°C-Isotherme in 100 Metern Tiefe während der Sommer 2004 bis 2006 um 4,5 Breitengrade nordwärts verschob.^[2]

Die Kerntemperatur des Atlantikwassers im Westspitzbergenstrom steigt kontinuierlich an. Diese Erwärmung ist stark mit steigenden Temperaturen im subpolaren Nordatlantik verbunden.^[7] Während der positiven Phase der Nordatlantischen Oszillation (NAO) ist der Transport warmen subtropischen Atlantikwassers in den Norwegischen Atlantikstrom und damit in den Westspitzbergenstrom verstärkt.^[5]

Der Westspitzbergenstrom weist eine ausgeprägte saisonale Variabilität mesoskaliger Fluktuationen auf.^[10] Im Winter wird Wasser im Strom advehiert, das in den Nordischen Meeren starker atmosphärischer Abkühlung ausgesetzt war, was zu einer schwachen Schichtung in den oberen 250 Metern führt. Der Strom ist im Winter auch stärker als im Sommer und weist eine größere vertikale Scherung auf. Dies führt zu einer Wachstumszeit für barokline Instabilitäten von etwa einem halben Tag im Winter, was bedeutet, dass der Strom die Fähigkeit hat, schnell instabil zu werden und Wirbel zu bilden.

Der Westspitzbergenstrom hat fundamentale Bedeutung für das marine Ökosystem der Framstraße und der westlichen Barentssee. Der Strom transportiert große Mengen Zooplankton nordwärts, insbesondere den borealen Ruderfußkrebs Calanus finmarchicus, der mit den atlantischen Wassermassen advehiert wird und eine Schlüsselrolle im arktischen Nahrungsnetz spielt.^[11] Dieser Plankton-Transport ist entscheidend für die Aufrechterhaltung hoher Biomasse- und Produktionsniveaus in der Barentssee.

Langzeitstudien aus dem Zeitraum 2001–2014 zeigen, dass C. finmarchicus zusammen mit der Qualle Aglantha digitale und dem Amphipoden (Flohkrebs) Themisto abyssorum die dominierenden Arten im Westspitzbergenstrom sind.^[11] Die Verteilung der Zooplanktongemeinschaft folgt dabei klar den drei Zweigen des Stroms mit unterschiedlichen Artenzusammensetzungen im westlichen, östlichen und küstennahen Zweig.

Der Westspitzbergenstrom beeinflusst maßgeblich die Verbreitung wichtiger Fischarten. Das warme Atlantikwasser begünstigt Arten wie den Lodde (Mallotus villosus), während die zunehmende Dominanz von C. finmarchicus gegenüber dem arktischen Calanus glacialis die Nahrungsgrundlage und damit die Verteilung von Konsumenten verändert.^[12] Die Erwärmung des Westspitzbergenstroms hat in den letzten Jahrzehnten zu einer zunehmenden „Borealisierung“ der Fjorde Westspitzbergens geführt: atlantische Arten dehnen ihre Verbreitung nach Norden aus und verdrängen traditionell arktische Lebensgemeinschaften.^[13]

Ostspitzbergenstrom