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6 Vergleich der Modellergebnisse mit Messungen
Wie schon erwähnt, wird die aktuelle Sauerstoffkonzentration im Wasser durch das
Zusammenspiel zahlreicher physikalischer, biochemischer und biologischer Prozesse
gesteuert, wobei die Beiträge einzelner Prozesse zur Produktion bzw. zum Verbrauch
von Sauerstoff zeitlich und räumlich variabel sind. Im Kapitel 4 wurden bereits am
Beispiel von drei ausgewählten Positionen Unterschiede in der Entwicklung der
bodennahen O2-Konzentration dargestellt und diskutiert. Die Dominanz einzelner
Prozesse, die für die CE-Produktion bzw. den CE-Verbrauch sorgen, sowie die Rolle der
Sprungschicht und der Wassertiefe wurden ausführlich diskutiert. In diesem Abschnitt
werden noch einmal exemplarisch an zwei Stationen die Unterschiede in der
bodennahen Sauerstoffdynamik beschrieben. Allerdings handelt es sich dabei um zwei
Positionen, die relativ nahe zu einander liegen und fast die gleichen Wassertiefen
besitzen. Durch die gezielte Auswahl dieser Wassersäulen wird die Wirkung der
Wassertiefe auf die vertikale Sauerstoffverteilung eliminiert. Mit Hilfe des Ökosystem-Modells
wird die Sauerstoffbilanz der Bodenschicht erstellt und anhand der
Prozessanalyse die Dominanz einzelner Prozesse, die den Sauerstoff am Boden steuern,
genauer untersucht und diskutiert. Es handelt sich dabei um die Position I (55 °N; 4°0)
und die Position II (56 °N; 6°0). Die Position I liegt in der zentralen Nordsee und hat
eine Wassertiefe von 44 m. Die Position II liegt 1° nördlicher und 2° östlicher als
Position I und hat eine ähnliche Wassertiefe (40 m).
In Abb. 6.14 a, b erfolgt die Gegenüberstellung der mit ECOHAM2 berechneten O2-Konzentrationen
für die Bodenschicht beider Wassersäulen. In den ersten vier Monaten
des Jahres nimmt der bodennahe Sauerstoff an beiden Positionen beinah identisch zu.
Dies ist auf die gute Belüftung der tieferen Wasserbereiche zurückzuführen. Die
tiefreichende Konvektion führt in diesem Zeitraum zu einem weitgehend homogenen
Wasserkörper, was durch die Vertikalverteilung der Wassertemperatur belegt werden
kann (Abb. 6.15 a, b). Hierbei kommt es zu einer intensiven Sauerstoffversorgung in
Sedimentnähe, so dass die Konzentrationen identische Werte von etwa 7 ml-l' 1
annehmen. Mit Beginn der sommerlichen Erwärmung kommt es zur Ausbildung der
Temperatur Schichtung an beiden Stationen. Diese Schichtung verhindert einerseits den
vertikalen Austausch und somit die Sauerstoffzufuhr zum Boden, anderseits führen
mikrobielle Abbauprozesse in Bodennähe zu 02-Verbrauch. Als Folge tritt eine
kontinuierliche Abnahme der Sauerstoffgehalte ab Mitte/Ende April ein. Insgesamt sind
im ersten Halbjahr keine signifikanten Unterschiede in der zeitlichen Entwicklung der
bodennahen Sauerstoffkonzentrationen an den ausgewählten Positionen feststellbar.
Trotzdem zeigen die Simulationen relativ große Differenzen (bis zu 11 %) zwischen
den berechneten Konzentrationen in der Zeit von Anfang Juli bis Ende August, wobei
die größten Differenzen Mitte August auftreten. Während die bodennahe O2-Konzentration
an der Position I am 13. August 2000 bis auf 5.27 ml-f 1 abgesunken ist,
fällt sie im abgeschlossenen Bodenwasser der Position II auf 4.72 ml-l' 1 (s. Abb. 6.4 b,
d). Die O2-Abnahme in Bodennähe an der östlichen Position II ist also im Spätsommer
deutlich stärker ausgeprägt. Kenntnisse über ihre Ursachen führen zum besseren
