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4 Untersuchungen zum Gasaustausch
Auffällig ist auch die im Vergleich zur Station A deutlich größere Schwankungsbreite
der simulierten Sättigungsgrade, da der Austausch mit der Atmosphäre je nach der
verwendeten Parametrisierung mit unterschiedlich großen Transfergeschwindigkeiten
erfolgt. Die Sättigungswerte lagen im Mitte Mai zwischen 108 % und 113 % und im
Juni zwischen 107 % und 116 %. Die Maximalwerte wurden dabei im Mai und Juni
nach der Methode von WM99 mit jeweils 120 % und 116 % erreicht. Die
Parametrisierung nach W05 erlaubt bei schwachem Wind bis 6 m-s' 1 einen schnelleren
Austausch von Sauerstoff (im Vergleich zu den anderen Methoden) und liefert somit die
niedrigsten Ergebnisse mit Spitzenwerten am 17. Mai und 11. Juni von 110 % bzw. 108
%. Beim Vergleich der berechneten Sättigungsgrade mit den Beobachtungen stellt sich
heraus, dass in diesem Zeitraum die modellierten Werte schneller ansteigen als die
gemessenen Sauerstoffsättigungsgrade. Die Parametrisierung nach W05 führt jedoch
zur geringsten Zunahme und ergibt somit eine etwas bessere Übereinstimmung mit den
Messungen. Auch hier sind die Unterschiede zwischen den Sättigungsgraden, die mit
den Parametrisierungen nach W92 und N2000 berechnet wurden, relativ gering. Die
Darstellung der Ergebnisse zeigt außerdem, dass die größten Abweichungen bei den
Modellrechnungen nach WM99 auftreten.
Während die Simulationen die größten Übersättigungen im Mai und Juni ergaben,
zeigen die Beobachtungen einen nochmaligen Anstieg des Sättigungsgrades in der
Oberflächenschicht bis auf 111 % am 9. August. In Bodennähe dagegen wurden nur
93 % gemessen. Das deutet darauf hin, dass sich im Spätsommer eine kurzfristige
thermische Schichtung ausgebildet hat, die vom hydrodynamischen Modell nicht
reproduziert wurde.
Einen Einblick in die jahreszeitliche Entwicklung der Temperatur Schichtung in der
Deutschen Bucht bieten die Messdaten der Marnet-Stationen (s. Abb. 11.1 im Anhang).
Die an der Position B (Mamet-Station Deutsche Bucht) gemessenen Zeitreihen der
Wassertemperatur in 3 m und 30 m Tiefe sind in Abb. 4.8 dargestellt. Diesen sind die
mit HAMSOM berechneten Wassertemperaturen für die Oberflächenschicht (0-5 m)
und für die Bodenschicht (30-35 m) gegenüber gestellt. Die gemessene Wassertemperatur
steigt in der Oberflächenschicht bis Ende August auf rund 17.4 °C an.
Danach sinkt sie zum Ende des Jahres kontinuierlich ab. Der Aufbau einer vertikalen
Schichtung setzt etwa Mitte Juli ein (Abb. 4.8 c). Obwohl die gesamte Wassersäule von
der sommerlichen Erwärmung erfasst wurde, bleib die Schichtung, die insgesamt relativ
schwach war, bis Anfang September erhalten. Ab Ende August vertieft sich die
Deckschicht und die Sättigungswerte an der Oberfläche sinken durch die Vermischung
mit dem Bodenwasser. Hingegen weisen die simulierten Temperaturen keine
Unterschiede zwischen Oberflächen- und Bodentemperatur auf, die Wassersäule war
das ganze Jahr über gut durchmischt. Als Folge dessen sind die vom Modell
berechneten O2-Konzentrationen vertikal homogen.
