Jahne et al. (1984, 1987) haben ergeben, dass sich der Schmidtzahlexponent n für Gase
mit zunehmender Windgeschwindigkeit von 2/3 auf 1/2 reduziert. Dies entspricht einer
Windgeschwindigkeit von 9-10 m-s' 1 . Vermutlich findet die Verstärkung des
turbulenten Transportes durch die Bildung steiler Wellen statt. Untersuchungen von
Ledwell (1984) und Wanninkhof und Bliven (1991) haben auch einen
Schmidtzahlexponent n=l/2 für eine freie Wasseroberfläche ermittelt.
Obwohl eine Reihe von Studien zum Luft-Meerwasser-Gasaustausch in den letzten
Jahren durchgeführt wurden, besteht nach wie vor eine Kontroverse darüber, wie der
Zusammenhang zwischen der Transfergeschwindigkeit und der Windgeschwindigkeit
k(Uw) zu formulieren ist und insbesondere darüber, ob die Beziehung einer
quadratischen oder kubischen Funktion folgt 20 . Es muss dabei berücksichtigt werden,
dass die Untersuchungen für verschiedene Gase durchgeführt wurden und dass die
Transfergeschwindigkeiten unter sehr unterschiedlichen Messbedingungen bestimmt
wurden. Die Oberflächeneigenschaften im Windkanal und auf dem Ozean können selbst
bei scheinbar sauberer Wasseroberfläche stark variieren. Außerdem können nicht alle
Untersuchungen bei Starkwindperioden verwendet werden.
Um einen Temperatureffekt auszuschließen und eine noch bessere Vergleichbarkeit der
Daten zu erhalten, wurden die ermittelten Transferraten k auf eine Schmidtzahl 600
(Kohlendioxid, bei einer Temperatur von 20 °C und für Süßwasser) oder 660
(Kohlendioxid, bei einer Temperatur von 20 °C und einem Salzgehalt von 35 psu) nach
folgenden Formeln korrigiert:
f
k - k ■
^600 K
Sc(T,S)
600
(
k-660 ~ k'
Sc(T,S)
660
(2.21)
(2.22)
Im Folgenden werden die vier in dieser Arbeit verwendeten Parametrisierungen des
Gasaustausches kurz erläutert:
Parametrisierung von Wanninkhof 1992
Von Wanninkhof (1992) ist ein Ansatz mit einer quadratischen Abhängigkeit von der
Windgeschwindigkeit gewählt worden, basierend auf klimatologischen Winddaten. Bei
20
Siehe Internetseite: www.io-warnemuende.de
