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4 Untersuchungen zum Gasaustausch 
Aus der Darstellung ist zu entnehmen, dass nun, im Gegensatz zu den "vollständigen" 
Modellläufen (Abb. 4.9 und Abb. 4.10), der gesamte südöstliche Küstenstreifen sowie 
der nordöstliche Bereich der Nordsee eine Senke für den atmosphärischen Sauerstoff 
bilden. Dagegen ist die zentrale sowie die westliche Nordsee durch physikalisch 
bedingte 02-Flüsse in die Atmosphäre von <1.5 mol 02-m' 2 -yr' 1 gekennzeichnet. Die 
Entstehung solcher Verteilungsmuster ist allerdings sehr komplex und nur schwer zu 
erklären. Das Zusammenspiel von Wassertiefe, Schichtungsverhältnissen, Wasser 
temperatur und Windregime bestimmt letztendlich die Richtung und Stärke des 
Gesamtflusses. 
Generell zeigte der rein physikalische Lauf deutlich niedrigere 02-Flüsse. Vor allem 
aber ändert sich die Richtung des Gesamtflusses. Das Szenario ohne biologische 
Prozesse ergibt eine schwache Netto-Aufnahme von Sauerstoff durch die Nordsee von 
lediglich 22 Gmol 02-yr' 1 (bei Verwendung einer Transfergeschwindigkeit nach 
WM99). 
Abb. 4.11 b zeigt die Differenz zwischen dem physikalisch und biologisch gesteuerten 
und dem rein physikalisch bedingten 02-Fluss zu sehen. Dabei ist zu berücksichtigen, 
dass die Subtraktion der Simulationsergebnisse eine lineare Näherung darstellt, die 
ermöglichen soll, beide Effekte von einander zu trennen. Ziel dieser Darstellung ist es, 
die Wirkung der Temperatur auf den Gasaustausch weitgehend auszuschließen und den 
Effekt der biologischen Aktivität zu veranschaulichen. Ein Vergleich der Abb. 4.11 b 
und Abb. 4.10 zeigt, dass die regionalen Strukturen, die in Abb. 4.10 zu erkennen sind, 
wesentlich durch die biologischen Aktivitäten bestimmt werden. Starke Unterschiede 
zwischen beiden Simulationen zeigen sich vor allem im Bereich westlich der 
Nordfriesischen Inseln, vor der dänischen Küste sowie im Gebiet der Doggerbank. 
Sowohl die Größe als auch die Richtung des Flusses wird stark von der hohen O2- 
Produktion geprägt, die in diesen Bereichen der Nordsee zwischen 17 und 28 mol 02- 
m'^yr' 1 (s. Abb. 4.12) liegt und den 02-Verbrauch von ca. 15 bis 25 mol 02-m' 2 -yr' 1 (s. 
Abb. 4.13) deutlich überwiegt. In den tieferen Seegebieten der nördlichen Nordsee und 
südlich der Schottischen Inseln dominieren dagegen die sauerstoffzehrenden Prozesse. 
Die dadurch entstandenen Ungleichgewichte in den Sauerstoffkonzentrationen werden 
durch den Sauerstoffeintrag aus der Atmosphäre ausgeglichen. Ein Vergleich der Abb. 
4.10 mit Abb. 4.11 zeigt jedoch, dass die räumlichen Muster der 02-Flüsse durch die 
Wirkung der Temperatur intensiviert werden. 
4.4 Diskussion der Modellergebnisse 
Die Sauerstoffkonzentration im Wasser, die Wassertemperatur und die Windstärke sind 
die bestimmenden Parameter für den Austausch dieses Gases zwischen Atmosphäre und 
Wasser. Die Konzentrationsunterschiede zwischen Wasser und Luft sowie die