Spezifische
Wärmekapazität des Wassers
Von allen in der Natur vorkommenden Stoffen hat Wasser mit die größte
spezifische
Wärmekapazität. Sie beträgt:
Denzufeolge gilt für Wasser: Wenn sich 1 kg Wasser um 1 K abkühlt, so wird eine Wärme von 4,19 kJ an die Umgebung abgegeben. Wenn 1 kg Wasser um 1 K erwärmt werden soll, muss ihm eine Wärme von 4,19 kJ zugeführt werden.
Auswirkungen auf das Klima
Diese physikalische Gesetzmäßigkeit ist die Ursache dafür,
dass
große Wassermassen, große Binnenseen, Meere und Ozeane, erheblichen
Einfluss auf das Klima nehmen können (Bild 1):
Im Sommer wird die Wärme der Sonneneinstrahlung vom Wasser als Energie
gespeichert.
Im Herbst und im Winter wird ein erheblicher Teil dieser Energie wieder
als Wärme an die Umgebung abgegeben.
Das Klima ist in Gewässernähe
dadurch insgesamt milder als in größerer
Entfernung von Gewässern. Im Frühjahr und Frühsommer erwärmt
sich das Wasser erst allmählich, während es sich im Herbst und
Winter wesentlich verzögerter als das Festland abkühlt.
Insgesamt entsteht ein Seeklima,
das sich durch relativ milde Winter und relativ kühle Sommer auszeichnet
(Bild 2). In der Westwindzone der gemäßigten
Breiten,
in der große Teile Europas liegen, haben insbesondere die
westeuropäischen Staaten, wie Irland, Großbritannien oder Frankreich,
ausgeprägtes Seeklima. Nach Osten hin, mit zunehmender Entfernung
vom Ozean, nimmt der atlantische Einfluss ab, und das Klima wird
kontinentaler.
Insofern ist die Nähe zum bzw. die Entfernung vom Ozean ein wesentlicher
klimabestimmender Faktor.
Meeresströmungen
Beeinflusst wird das Klima in vielen Regionen auch durch gewaltige Meeresströmungen.
Ein typisches Beispiel sind die Wirkungen des Golfstroms
auf das Klima Westeuropas:
Die warme Meeresströmung hat ihren Ursprung im Golf von Mexiko.
Sie verlässt ihn mit einer Temperatur von rund 25 °C, bewegt
sich an den Küsten Westeuropas entlang in den Nordatlantik, um schließlich
im Nordpolarmeer "aufzugehen" (Bild 3).
Die im Nordatlantik ankommende Strömung wirkt bis in eine Tiefe von
1000 m. An der Oberfläche sinkt die Wassertemperatur selbst im Winter
nicht unter +5 °C. Deshalb verstärkt der Golfstrom die ohnehin
temperaturausgleichende Wirkung des Ozeans noch. Beispielsweise bleiben
die Häfen an der Westküste Skandinaviens bis in den hohen Norden
im Winter eisfrei, und die Winter sind dort auch wesentlich milder als
in vergleichbaren Regionen. Der Golfstrom wird deshalb auch als "Warmwasserheizung"
Westeuropas bezeichnet.
Umgekehrte Verhältnisse herrschen an der Ostküste Nordamerikas.
Hier bewirkt der kalte Ostgrönlandstrom
(Bild 2), dass im Winter in New York, das auf der gleichen Breite
wie Neapel liegt, "arktische" Temperaturen auftreten können.
Im übrigen haben die besonderen physikalischen Eigenschaften des
Wassers auch in der Technik Bedeutung.
Bei Warmwasserheizungen
wird genutzt, dass Wasser aufgrund seiner großen spezifischen Wärmekapazität
viel Energie in Form von Wärme transportieren kann. Für die
Kühlung von Motoren oder als Kühlmittel in Kraftwerken wird
u. a. aus diesem Grunde ebenfalls Wasser verwendet.