Neumann, G.: Über die Stabilität der Wasserschichtung 1, _‚hwarzen Meer. 165
Als Stabilität einer Wassermasse haben Th. Hesselberg und H.U. Sverdrup*)
einen Ausdruck E definiert, der‘ proportional der Beschleunigung ist, mit der ein
Wasserteilchen bei einer vertikalen Verschiebung jin seine Gleichgewichtslage
zurückgetrieben wird. Bei E >00 sind die Schichten stabil, bei E < 0 labil ge-
Jagert, E= 0 gibt den indifferenten Gleichgewichtszustand. E wurde nach der
bekannten Formel und den Tabellen von Th. Hesselberg und H. U. Sverdrup
berechnet. Über die Genauigkeit der Stabilitätswerte und die Empfindlichkeit
der Methode gegenüber geringen Temperatur- und Salzgehaltsänderungen s, Th.
Hesselberg und H. U. Sverdrup*) sowie 0. v, Schubert?).
In Abb. 1a sind für das Gebiet um 43,5°N und 33.5° E Vertikalkurven der
Stabilität E für die Monate Februar, März, Juli und November dargestellt. Am
höchsten sind die Stabilitätswerte in der oberen Troposphäre. Hier sind natur-
gemäß auch die größten zeitlichen Schwankungen zu erwarten, denn die Tropo-
sphäre ist der Schauplatz starker periodischer und unperiodischer Veränderungen
der ozeanographischen Faktoren. Der Einfluß der jahreszeitlichen Temperatur-
änderung auf die Stabilitätsschichtung geht aus den vier Kurven klar hervor.
Bei der Abkühlung der Meeresoberfläche im Herbst und Winter (Kurve IV)
nimmt die Stabilität der oberen Wasserschicht schnell ab, wobei gelegentlich
auch negative E-Werte auftreten können, was bei der einsetzenden thermischen
Vertikalkonvektion auch zu erwarten ist.
Abgesehen von der oberen Deckschicht, wo die Stabilitätswerte nicht nur
zeitlich, sondern auch örtlich sehr verschieden sein können, ist der Verlauf der
Vertikalkurven in den darunterliegenden Wasserschichten doch recht einheitlich,
Es lassen sich in bestimmten Tiefenschichten intermediäre Maxima und Minima
feststellen, die für die Schichtung des Wassers im Schwarzen Meer charakteristisch
zu sein scheinen, Es ist hier zunächst das intermediäre Stabilitätsmaximum in
etwa 50m bis 70 m Tiefe zu nennen, dessen Erklärung weiter keine Schwierig-
keiten bereitet, In diesem Maximum kommt sehr deutlich die untere Grenze
der Störungszone, also die untere Grenze der thermischen Vertikalkonvektion zum
Ausdruck. Bis hierher machen sich die von der Oberfläche her wirksamen
äußeren Einflüsse geltend, Dieses obere intermediäre Stabilitätsmaximum bildet
die für die Ozeanographie des Schwarzen Meeres so bedeutsame „Sperrschicht“.
Ein zweites intermediäres Stabilitätsmaximum finden wir regelmäßig in
Tiefen von 125 m bis 250 m, und diese Störung in der allgemeinen Stabilitäts-
abnahme mit der Tiefe soll im Vordergrund dieser Untersuchungen stehen, Bei
den vier Vertikalkurven in Abb. 1a liegt das Stabilitätsmaximum in rund 200 m
Tiefe. Die Zunahme der Stabilität von dem darüberliegenden intermediären
Minimum bis zum Maximum in etwa 200 m Tiefe ist recht bedeutend. So steigt
der Wert 10° E bei Station P,M. 92 um 890, bei Station 216 um 319 an.
Bevor wir auf die Bedeutung dieses intermediären Stabilitätsmaximums ein-
gehen, soll zunächst einmal festgestellt werden, wieweit Temperatur und Salz-
gehalt am Zustandekommen der Stabilitätsschichtung, insbesondere des inter-
mediären Maximums beteiligt sind. Zu diesem Zweck sind in Abb. 1b und 1c
für Station P.M. 92 und Station P. M. 290 der Einfluß von Temperatur und Salz-
gehalt auf die Stabilität getrennt dargestellt. Zur Übersicht sind auch die
Kurven der vertikalen Temperatur- und Salzgehaltsverteilung eingetragen.
Abb. 1b zeigt, daß für die Verteilung der Stabilität bei Station P. M. 92 (März)
fast allein der Salzgehalt ausschlaggebend ist. Nur in der Schicht von 25 m bis 50m
Tiefe hat die plötzliche Temperaturzunahme einen merklichen Einfluß, derart, daß
die durch den starken Salzgehaltsgradienten in etwa 50 m Tiefe hervorgerufene
Stabilitätszunahme durch den negativen Temperaturgradienten in dieser Schicht
etwas verringert wird. Auch bei der Sommerstation P. M, 290 (Abb. 1c)} ist unter-
halb der Deckschicht die Salzgehaltsverteilung für die Stabilität entscheidend. In
der Deckschicht selbst hat im Sommer die starke Temperaturschichtung natürlich
einen recht großen Einfluß; wir sehen aber, daß das obere intermediäre Maxi-
mum immer durch den Salzgehaltsgradienten in dieser Schicht bestimmt ist.
»ThH Gsselberg und H, U. Sverdrup: Die Stabilitätsverhältnisse des Seewassers bei verti-
kalen Verschiebungen. gyens Museums Aarbog 1914/15, Nr. 15.