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MURSYS - Ostsee retrospektiv

   
 
 

Hydrographische-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee im Jahre 2007 (Zusammenfassung)

  Leibniz-Institut für Ostseeforschung, Warnemünde;
im Auftrage des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie, Hamburg, Rostock

(http://www.io-warnemuende.de)

Von Günther Nausch, Rainer Feistel, Lars Umlauf, Klaus Nagel, Herbert Siegel (IOW)

(Zusammenfassung der vorläufigen Ergebnisse aus dem Ostsee-Monitoring)

Der Winter 2006/2007 war mild und kurz, mit der Kältesumme 10,3 K d von Warnemünde der mildeste seit Beginn der Vergleichsdaten im Jahr 1948, mit einem Wert von nur 10 % des langjährigen Mittels über fast 60 Jahre. Damit rangierte er vor 1999/2000 als dem zweitmildesten Winter mit 10,7 K d, und 1989/1990 mit 15,0 K d. Die maximale Eisbedeckung der Ostsee lag mit 139 000 km² am 23. Februar bei 65 % des langjährigen Mittelwerts von 214 000 km² seit 1720. Dieser Wert ist nicht so außergewöhnlich niedrig wie die Kältesumme in Warnemünde; allein von den letzten 10 Jahren wiesen 5 eine geringere Eisbedeckung auf, in den letzten 20 Jahren waren es 11. Der kälteste Winter der letzten Dekade war 2002/2003 mit einer Eisbedeckung von 232 000 km². Die reduzierte Eissumme an der deutschen Ostseeküste, ein Maß für die Bewertung der Stärke eines Eiswinters, war im Jahr 2007 gleich Null (langjähriges arithmetisches Mittel: 22 Tage). Lediglich in der inneren Schlei und in Küstennähe einiger geschützt liegenden Bereiche der Vorpommerschen Boddengewässer bildete sich für einige wenige Tage Eis in unbedeutendem Umfang. Die Monate Januar bis April waren extrem warm, nur der Oktober fiel geringfügig zu kalt aus. Die Niederschläge schwankten extrem zwischen dem außergewöhnlich trockenen April mit nur etwa 20 % des normalen Niederschlags, und den nassen Monaten Juni und Juli mit fast 300 %. Im Jahresmittel war das Jahr in Warnemünde in Bezug auf die Wärmesummen mit 153,1 K d nur wenig wärmer als im langjährigen Durchschnitt. Deutschlandweit wurde das Jahr 2007 wegen des milden Winters und warmen Frühjahrs das zweitwärmste Jahr seit Beginn des 20. Jahrhunderts, knapp hinter 2000 und vor 1994.

Das Jahr 2007 war in der Wasseroberflächentemperatur durch ein vergleichsweise warmes erstes Halbjahr gekennzeichnet und war im Jahresmittel das wärmste Jahr im Untersuchungszeitraum. Dazu haben insbesondere die Monate Januar, Februar und Juni beigetragen, die in der südlichen und eigentlichen Ostsee die wärmsten im Untersuchungszeitraum 1990 - 2007 waren. Nach dem warmen Juni lagen die Monate Juli, August und September unter dem langjährigen Mittel. Die höchsten Temperaturen wurden mit 18 - 20 °C am 14. August erreicht. Durch die niedrigen Temperaturen im Sommer war das Jahr auch durch nur sehr geringe Cyanobakterienaktivitäten gekennzeichnet.

Barotrope Einstromereignisse mit geschätzten Volumen um 200 km³ fanden in der Ostsee 2007 drei Mal statt, Ende Januar, Anfang März und Anfang November, zwei weitere mit jeweils weniger als 150 km³ Volumen im Juni/Juli und im August/September. Warme Einstrom-Pulse über 6 °C wurden im Gotlandbecken bei 180 m Tiefe in der zweiten und dritten Januarwoche gemessen. Ein ähnlicher Puls wurde dort Ende März beobachtet, dieses Mal aber über alle Tiefenstufen von 180 bis 220 m. So waren die Verhältnisse in den Tiefenbecken der Ostsee nach wie vor durch die warmen und kalten Einströme 2002 und 2003 und die danach einsetzende Stagnationsperiode geprägt. Jedoch deuteten schon 2006 mehrere Indizien auf barokline Einströme hin, die, gefolgt von den fünf kleinen barotropen Einstromereignissen 2007, mit unterschiedlichen Eigenschaften auch die zentrale Ostsee erreichten. Insbesondere wurde 2007 die bodennahe Schicht im Raum vom Bornholmbecken bis zum Danziger Tief mehrfach belüftet, ein normalerweise für barokline Einströme typischer Vorgang. Trotzdem lag der Jahresmittelwert des Sauerstoffs im Bornholmtief in 80 m Wassertiefe mit 0,46 ml/L unter dem des Vorjahres (0,85 ml/L), aber weit entfernt vom extremsten Wert von -0,67 ml/L im Jahr 2005.
Die verschiedenen baroklinen Einströme konnten die Sauerstoffsituation im östlichen Gotlandbecken nur kurzzeitig beeinflussen. So konnten im Mai in 225 m Wassertiefe sogar Spuren von Sauerstoff (0,02 - 0,04 ml/L) gemessen werden. Bereits im Herbst wurden wieder hohe Schwefelwasserstoffwerte gefunden. Ende 2007 war im Bereich des Gotlandtiefs die Wassersäule zwischen 137 m und dem Boden (239 m) anoxisch, was den Fortgang der Stagnationsperiode dokumentiert. Der Jahresmittelwert 2007 in 200 m Wassertiefe lag mit -1,46 ml/L nur wenig unter dem des Vorjahres von -1,58 ml/L. Im westlichen Gotlandbecken machen sich Salzwassereinströme deutlich verzögerter und in gedämpfter Form bemerkbar. Während des gesamten Jahres 2006 hatte dort eine ausgeprägte Stagnationsphase geherrscht. An dieser Situation änderte sich auch im Jahr 2007 nichts.

In der Oberflächenschicht wiesen Phosphat und Nitrat den für die gemäßigten Breiten typischen Jahresgang auf, jedoch wie schon in den letzten Jahren beim Phosphat mit einigen regionalen Besonderheiten. Im östlichen Gotlandbecken nahmen die Phosphatkonzentrationen nach der Frühjahrsblüte kontinuierlich ab und lagen im Sommer dann teilweise im Bereich der Nachweisgrenze. Dies entsprach dem seit langem bekannten Verlauf. Im Bornholmbecken wurden die Phosphatvorräte des Oberflächenwassers bereits im Sommer 2003 nicht vollständig aufgebraucht. In den beiden darauf folgenden Jahren nahm dieser "Sommerphosphatpool" weiter zu.
Im Jahr 2004 wurden keine Konzentrationen unter 0,20 µ:mol/L gemessen. Nachdem die Phosphatkonzentrationen im Sommer 2006 infolge einer intensiven Cyanobakterienblüte wieder nahe der Nachweisgrenze lagen, kam es 2007 wieder zur Herausbildung eines "Sommerphosphatpools". Die Ursachen für dieses sehr unterschiedliche Verhalten wie auch die Frage nach den auslösenden und regulierenden Faktoren der Cyanobakterienentwicklung sind bei weitem noch nicht verstanden. Beachtenswert sind außerdem die hohen Phosphatwinterkonzentrationen in allen Seegebieten. Verbunden mit niedrigen Winternitratkonzentrationen führt dies zu Verschiebungen des N/P-Verhältnisses. Generell waren die N/P-Verhältnisse in der winterlichen Oberflächenschicht weit entfernt vom klassischen Redfield-Verhältnis von 16 : 1. Über längere Zeiträume wurde ein recht stabiles N/P-Verhältnis von 7 - 9 : 1 ermittelt. In den letzten 5 Jahren kam es zu einer deutlichen Abnahme der N/P Verhältnisse. Im Jahr 2007 wurden Werte zwischen 4,3 : 1 im Bornholmbecken und 6,6 : 1 im Bereich des Landsorttiefs ermittelt. Es wird in den Folgejahren zu beobachten sein, ob die N/P Verhältnisse auf einem sehr niedrigen Niveau verbleiben oder ob sie sich wieder den "normalen" Werten annähern wie sie bis Ende der 1990er Jahre vorherrschten.

Die Nährstoffsituation im Tiefenwasser der Becken der zentralen Ostsee wird in starkem Maße durch Einstromereignisse geprägt. Die fast durchgängige Belüftung des Tiefenwassers im Bornholmbecken im Jahr 2007 hatte zur Folge, dass niedrige Phosphatkonzentrationen gemessen wurden. Der Jahresmittelwert von 2,73 µmol/L lag noch unter dem des Jahres 2006. Die Belüftung ermöglichte auch Nitrifikationsprozesse, so dass bis zum Boden recht hohe Nitratkonzentrationen angetroffen wurden. Der Jahresmittelwert von 6,6 µmol/L lag nur wenig unter dem des Vorjahres. Im östlichen Gotlandbecken kam es zu keiner durchgreifenden Belüftung des Tiefenwassers. Der Jahresmittelwert für Phosphat von 4,03 µmol/L lag nur wenig unter dem des Vorjahres, Nitrat war unter den anoxischen Bedingungen wie 2006 nicht vorhanden, die Ammoniumkonzentrationen stiegen allmählich an. Sie erhöhten sich von 1,7 µmol/L (2005) über 9,2 µmol/L (2006) auf 11,1 µmol/L im Jahr 2007. Auf Grund der anhaltenden Stagnation im Tiefenwasser des westlichen Gotlandbeckens waren keine signifikanten Veränderungen in den Nährstoffkonzentrationen bemerkbar.

Die vollständige "Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee im Jahre 2007" wurde zusammen mit dem Bericht "Die Schwermetallsituation in der Ostsee im Jahre 2007" auch veröffentlicht als Bericht Nr. 72 in der Reihe "Meereswissenschaftliche Berichte" (Marine Science Reports) des IOW, zu finden im Internet unter:

(http://www.io-warnemuende.de/publikationen.html)

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