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Mit dem Begriff thermohalin wird die Eigenschaft des Meerwassers beschrieben, aufgrund von Temperaturänderungen oder Änderungen des Salzgehalts seine Dichte zu ändern. Das Wort stammt aus dem Griechischen.
Die thermohaline Zirkulation beschreibt einen Teil der ozeanischen Zirkulation. Durch die globalen Windsysteme fließt warmes Oberflächenwasser im Atlantik nordwärts und wird im Nordatlantik stark abgekühlt(siehe Golfstrom, windgetriebene Zirkulation). Durch die thermohaline Zirkulation wird ein Teil weiter nach Norden transportiert, wo es das absinkende, äquatorwärts strömende Wasser ersetzt. Sowohl Abkühlung als auch Steigerung der Salinität bewirken eine Erhöhung der Dichte und damit des spezifischen Gewichtes des Wassers, was zum Absinken führt. In der Labradorsee ist dafür nur Wärmeabgabe ursächlich, während in der Grönlandsee zusätzlich durch Eisbildung das Salz aus dem gefrierenden Wasser in das umgebende Wasser gelangt und so den Salzgehalt erhöht. Das kalte Tiefenwasser strömt nun als Nordatlantisches Tiefenwasser zurück in Richtung Süden und in den Indischen- und Pazifischen Ozean. Unterwegs vermischt es sich mit anderen Wassermassen und wird langsam wieder an die Oberfläche transportiert. Dabei spielt auch molekulare Diffusion von Wärme und Salz eine Rolle.
Durch diese Zirkulation wird Wärme, wie auch in der Atmosphäre, polwärts transportiert, sie spielt somit eine wichtige Rolle im globalen Wärmehaushalt der Erde.
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