Welche Schwankungen der Schadstoffkonzentration in der Nordsee
können durch die Veränderlichkeit der den Transport bestimmenden
Strömungen entstehen?
Konzentrationsschwankungen, die durch zeitlich variable Quellen
verursacht werden (was sicherlich in der Realität eher dem Normal-
zustand entspricht), werden in dieser Studie nicht betrachtet.
Dieser Aspekt wird hier zunächst ausgeklammert, um ausschließlich
den Einfluß der Veränderlichkeit der Strömungen zu quantifizieren;
das bedeutet, daß hier nur ein Teilaspekt der Realität dargestellt
werden kann.
Zur Veranschaulichung zeitlicher und räumlicher Konzentrations-
schwankungen von Substanzen in der Nordsee werden im folgenden
Zeitserien der Konzentration für verschiedene Regionen der Nordsee
dargestellt und interpretiert.
Die Aufteilung der Nordsee in eine Reihe von Einzelregionen ge-
schieht in Anlehnung an die vom ICES vorgeschlagene und weitgehend
bekannte Box-Struktur (Anmerkung: Die Aufteilung eines dynamischen,
zeitlich veränderlichen Regimes in raumfeste Boxen ist umstritten.
Die ICES Box-Aufteilung der Nordsee wurde daher in erster Linie
wegen ihrer internationalen Bekanntheit gewählt). Das zeitabhängige
Strömungsfeld des IfMH-Modells, welches für den Zeitraum von 1969
bis 1982 vorliegt, erlaubt die Bestimmung von Konzentrationsschwan-
kungen in den einzelnen Boxen. Diese sind in Abbildung 11 für drei
Boxen im Bereich des belgischen, niederländischen, deutschen und
dänischen Küstenbereichs angegeben. Die dargestellten Schwankungen
um den jeweiligen Mittelwert zeigen deutlich, daß die Fluktuationen
des Strömungsfeldes zu erheblichen Abweichungen der Konzentration
vom Mittel führen können. Wegen der starken Schwankungen der Konzen-
tration ist die Aussagefähigkeit eines Mittelwertes begrenzt. Obwohl
die mittlere Belastung (Konzentration eines oder mehrerer Stoffe)
eines Meeresgebietes Bedeutung für Langzeiteffekte bei Lebewesen
hat, ist für Ökologische Fragestellungen die Angabe der maximalen
Konzentration von ungleich größerer Bedeutung. Die Schadstoffkonzen-
tration der Nordsee ist - nach diesen Modellergebnissen - eher durch
Abweichungen von einem (arithmetischen) Mittel zu charakterisieren
als durch diesen Mittelwert. Die berechneten Schwankungen können um
mehr als 100 % vom Mittel abweichen.
Trotz der starken Unregelmäßigkeiten der in Abb.llb-d gezeigten
Schwankungen treten einige Strukturen deutlich hervor. Dies ist
insbesondere der Wechsel der Konzentration mit den Jahreszeiten, der
- wie bereits erwähnt - in dieser Studie nicht durch variierende
Quellen oder durch veränderliche biologische Produktivität hervor-
gerufen wird. In der gesamten südlichen Nordsee und in der Deutschen
Bucht tritt im allgemeinen während der Wintermonate die geringste
Konzentration auf; im Sommer werden die Maximalwerte erreicht.
Dieser Befund erklärt sich aus der Intensivierung der Zirkulation im
Winter infolge der winterlichen Starkwindlagen und der vermehrten
Sturmhäufigkeit. Dies führt zu einer Verkürzung der Umsatzzeiten und
zu einer verstärkten großräumigen Vermischung.