Die dargestellten Sauerstoffprofile zeigen große Übereinstimmung zwischen
Simulationen und Beobachtungen. Insbesondere die Lage der maximalen Konzentration
stimmt gut zwischen Modell und Messung überein. Aus dem Vergleich mit den
Beobachtungen geht hervor, dass das Ökosystem-Modell ECOHAM2 in der Lage ist,
sowohl die räumlichen Transporte als auch die lokalen Transformationen von Sauerstoff
zu reproduzieren. Weil für die anderen Monate im Jahr 2000 keine Daten vorhanden
sind, können keine entsprechenden Aussagen für das ganze Jahr gemacht werden.
6.3 Vergleich der simulierten mit gemessenen
Sauerstoffkonzentrationen in Bodennähe
Der Verlauf der Sauerstoffkonzentration im Tiefenprofil über das ganze Jahr steht in
engem Zusammenhang mit der thermischen Schichtung des Meeres. In der
oberflächennahen durchleuchteten Zone wird durch die Photosynthese des
Phytoplanktons Sauerstoff freigesetzt. Beim Abbau dieser Phytoplankter, aber auch
anderer organischer Partikel wird hingegen Sauerstoff verbraucht. Diese
Sauerstoffzehrung macht sich besonders in den tiefen Wasserschichten bemerkbar, da
das Plankton nach seinem Absterben absinkt, und somit in der Tiefe abgebaut wird. Da
die tieferen Schichten der Nordsee im Sommer aufgrund der thermischen Schichtung
keinen Kontakt mit der Atmosphäre haben und dort Photo Synthese aufgrund von
Lichtmangel nicht möglich ist, verarmen sie zunehmend an Sauerstoff.
In den letzten Jahren wurde bei Forschungsfahrten bzw. Überwachungsfahrten
gelegentlich Sauerstoffmangel im Bodenwasser der Deutschen Bucht festgestellt (s.
Abb. 6.10). Im Sommer 1981 war nordwestlich von Helgoland die 02-Konzentration
dicht über dem Meeresboden nur halb so hoch wie im Oberflächenwasser. Die
gemessenen Konzentrationen lagen unter 4 mg-1" 1 . Bei derart niedrigen
Sauerstoffgehalten wird es für Lebewesen kritisch.
Eine 02-Konzentration von 6 mg-1' 1 (dies entspricht einer 02-Sättigung von etwa 70-75
% bei Bodentemperaturen zwischen 12-16 °C und einem Salzgehalt von 35 psu) gilt im
Bodenwasser als Grenzwert zwischen guter und mäßiger Sauerstoffversorgung. Bei
Gehalten unter 6 mg-1' 1 ist eine Beeinträchtigung des Wachstums der Fische möglich,
bei Gehalten unter 4 mg-1' 1 wird der Stoffwechsel am Boden lebender Organismen
negativ beeinflusst (Diaz, 1985). Sauerstoffkonzentrationen unter 2 mg-1' 1 können eine
Abwanderung bzw. ein Massensterben der am Boden lebenden Tiere zur Folge haben.
In den Sommern 1982, 1983 und 1989 wurde ebenfalls Sauerstoffmangel am
Meeresboden in der östlichen Nordsee beobachtet. Während einer Forschungsfahrt in
der Deutschen Bucht im Juli/August 1994 konnte erstmals die Entwicklung einer
Sauerstoffmangelsituation drei Wochen lang verfolgt werden.