Techniklexikon

Stommel-Modell

Umwelt- und Geophysik, vom Ozeanographen H. Stommel 1948 aufgestelltes Modell zur Beschreibung der Bewegung von Wassermassen im Ozean. Es erklärt die westliche Verstärkung von ozeanischen Strömungen, d.h. die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit am westlichen Rand der Ozeane, wie sie z.B. beim Golfstrom im Nordatlantik und beim Kuroschio im Nordpazifik auftritt. Das Modell beruht wie die Ableitung der Sverdrup-Gleichung auf der Erhaltung der potentiellen Vorticity und berücksichtigt zusätzlich den inneren Reibungswiderstand im Ozean.

Auf der Ostseite der Ozeane nimmt beim äquatorwärtigen Wassertransport die relative (auf die Erdoberfläche bezogene) Vorticity zu, da die planetarische (durch die Erddrehung erzeugte) Vorticity abnimmt. Die Zunahme der relativen Vorticity wird durch das entgegengesetzt wirkende antizyklonale Windfeld ausgeglichen. Auf der Westseite der Ozeane nimmt dagegen beim polwärts gerichteten Wassertransport die relative Vorticity ab, die Wassermassen erhalten also einen Gewinn an negativer antizyklonaler Vorticity, die durch das Windfeld noch verstärkt wird. Dadurch kommt es zu einer Beschleunigung der Wassermassen. Damit sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, muss sich durch innere Reibung die entgegengesetzt wirkende Reibungsvorticity erhöhen, die proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist. Auf diese Weise stellt sich auf der Westseite der Ozeane eine höhere Geschwindigkeit ein als auf der Ostseite.