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4 Untersuchungen zum Gasaustausch
sich die Sauerstoffkonzentration der Oberflächenschicht ohne den Austausch mit den
darunter liegenden Schichten am 29. Januar um 0.79 ml-1" 1 nach WM99 erhöhen, was
zum schnelleren Ausgleich der Konzentrationsunterschiede führen würde.
Die mittlere Konzentration steigt jedoch nur von 6.46 mll' 1 auf 6.53 ml-1" 1 , weil der
größte Teil (0.74 ml-1" 1 ) durch vertikale turbulente Diffusion in tiefere Schichten
transportiert wird. Am 13. Juni sind die Verhältnisse umgekehrt: starke
Sauerstoffverluste von 1.25 ml-1" 1 werden durch den diffusiven Sauerstoffeintrag aus der
Tiefe mit 0.96 ml-1" 1 beinahe ausgeglichen. Am 6. Mai sind die Verluste/Einträge durch
die vertikale Diffusion so gering, dass sie kaum Beiträge zur 02-Bilanz leisten. Eine
geringe Windgeschwindigkeit und die daraus resultierende Transfergeschwindigkeit
nach WM99 haben am 6. Mai fast zu einem Erliegen der Austauschprozesse geführt.
Aufgrund der linearen Beziehung zwischen Wind- und Transfergeschwindigkeit
bewirken niedrige Windgeschwindigkeiten nach W05 einen stärkeren Gasaustausch als
bei der nicht-linearen Beziehung nach WM99, was zur schnelleren Abnahme der
Sauerstoffkonzentration führt. Allgemein gilt für die biologisch produktive und
windschwache Zeit: je geringer der Gasverlust ist, desto langsamer wird die
Übersättigung abgebaut und der Gleichgewichtszustand mit der Atmosphäre erreicht.
Sauerstoffkonzentration an der Position B
In Abb. 4.7 sind die berechneten und gemessenen Sättigungsgrade an der Position B für
die verschiedenen Parametrisierungen der Gasflüsse in der Deckschicht (a, 0-5 m) und
in der bodennahen Schicht (b, 30-35 m) dargestellt. Der Sättigungsgrad wird aus der
Sättigungskonzentration nach Gl. (2.14) und der 02-Konzentration in der
entsprechenden Wasserschicht berechnet. Bei einem Sättigungsgrad von 100 % (graue
Linie) ist das Wasser in dynamischem Gleichgewicht mit der Atmosphäre. Durch den
Bezug auf die Gleichgewichtskonzentration wird deutlich, dass das Wasser von April
bis August permanent übersättig ist und somit der Gasfluss vom Wasser in die
Atmosphäre gerichtet ist.
Sowohl im Herbst als auch im Winter überwiegen sauerstoffverbrauchende Prozesse, so
dass eine geringe Untersättigung auftritt. Die simulierte Sauerstoffuntersättigung beträgt
im Februar nahezu übereinstimmend für die verschiedenen Parametrisierungen etwa
3 %, im Oktober etwa 7 %. Die am 8. Februar und am 17. Oktober gemessenen
Sättigungsgrade liegen bei 96.2 % und 97.6 % und liefern untereinander vergleichbare
Ergebnisse.
Der Zeitraum vom Mitte März bis Anfang September ist durch eine Übersättigung der
gesamten Wassersäule charakterisiert. Ursache hierfür ist die intensive
Primärproduktion und die gestiegene Wassertemperatur.