Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 2000

Der Winter 1999/2000 war in der gesamten Ostsee mild, in der südlichen Ostsee extrem mild. Während das Frühjahr überdurchschnittliche Lufttemperaturen aufwies, war der Sommer nur durchschnittlich warm. Der Herbst war dagegen ungewöhnlich mild.

Infolge des milden Winters blieben die Oberflächentemperaturen im Winter und zeitigen Frühjahr um 1 - 1,5 K über den langjährigen Erwartungswerten, was sich auch in den Temperaturen des sommerlichen kalten Zwischenwassers von 3,5 - 4°C widerspiegelte. Der durchschnittlich warme Sommer führte in der westlichen und zentralen Ostsee lediglich zu Oberflächentemperaturen im Bereich der langjährigen Mittelwerte. Durch die verzögerte Abkühlung des Wassers infolge des ungewöhnlich milden Herbstes kam es zwischen Oktober und Dezember im Oberflächenwasser der westlichen und zentralen Ostsee zu positiven Abweichungen von 2 - 3 K gegenüber den langjährigen Mittelwerten.

Die Temperaturen im Tiefenwasser des Bornholmbeckens wiesen infolge eines Einstroms warmen Wassers im Herbst 1999 positive Abweichungen von im Mittel 2,6 K auf. Der Einstrom von warmem Wasser im Jahre 1997 wirkte sich in der zentralen Ostsee auch im Jahr 2000 noch mit positiven Abweichungen gegenüber dem langjährigen Mittel (1950 - 1998) von 0,7 - 0,8 K (östliches Gotlandbecken) bzw. 0,3 - 0,4 K (westliches Gotlandbecken) aus.

Die Witterungsbedingungen im Winter 1999/2000 und im Jahre 2000 verursachten nur schwache Einströme über die Schwellen in die Ostsee. Lediglich bei den barotropen Einstromereignissen im Februar und Mitte Dezember 2000 erreichte der Salzgehalt in der gesamten Wassersäule 14 - 15 PSU. Die Auswirkungen der geringen Einstromaktivität machte sich nur im Tiefenwasser des Bornholmbeckens bemerkbar, wo bis Ende Juli und ab Mitte November oxische Bedingungen vorherrschten. Im Jahre 2000 erfolgte kein Salzwassereinbruch.

Die Stagnationsperiode, die 1995 einsetzte, hat sich im Jahre 2000 in allen Tiefenbecken der zentralen Ostsee fortgesetzt. Im östlichen Gotlandbecken wies der Wasserkörper zwischen Meeresgrund und 125 m Tiefe das ganze Jahr hindurch anoxische Bedingungen auf. Zeitweise erstreckte sich zwischen 95 und 125 m Tiefe ein breiter Bereich, in dem häufig niedrige Sauerstoffkonzentrationen mit geringen Mengen von Schwefelwasserstoff wechselten. Auch im Tiefenwasser des westlichen Gotlandbeckens setzte sich der seit 1993 beobachtete Rückgang im Sauerstoffgehalt und die verstärkte Bildung von Schwefelwasserstoff fort. Im Tiefenwasser des Landsorttiefs wurden das ganze Jahr hindurch anoxische Verhältnisse beobachtet. In den Jahren 1999/2000 erreichte der durch Sauerstoffmangel bzw. anoxische Bedingungen gekennzeichnete Bereich des Tiefenwassers der zentralen Ostsee seine größte Ausdehnung seit 16 Jahren (Abb. 1).

Die andauernde Stagnationsperiode dokumentiert sich auch in den Nährstoffverhältnissen. Sowohl die Phosphat- als auch die Ammoniumkonzentrationen stiegen im Gotlandtief und im Fårötief weiter an und erreichten der höchsten Messwerte der letzten fünf Jahre. Die seit August 1999 auch im Tiefenwasser des Landsortiefs permanent auftretenden anoxischen Verhältnisse führten im Jahre 2000 zu einer weiteren Ammonium- und Phosphatzunahme während Nitrat nicht vorhanden war. Lediglich im Bornholmbecken wurden, vor allem in der ersten Jahreshälfte, oxische Verhältnisse beobachtet, die hohe Nitrat- und niedrige Phosphat- und Ammoniumkonzentrationen zur Folge hatten.

Die Nitratkonzentrationen im winterlichen Oberflächenwasser lagen auf einem mit den Vorjahren vergleichbaren Niveau. Seit Anfang der 90er Jahre des vorigen Jahrhunderts ist keine signifikante Veränderung zu beobachten. Die Phosphatkonzentrationen waren im Winter 1999/2000 dagegen hoch. Wie sich bereits 1999 andeutete, hat sich nach einem Rückgang bereits ein neues Gleichgewichtsniveau eingestellt. Die Winterkonzentrationen der offenen Ostsee werden jetzt stark von der Intensität der vertikalen Durchmischung beeinflusst.

Die Konzentrationen partikulären organischen Materials liegen im Oberflächenwasser der offenen Ostsee im Mittel bei ungefähr 25 µmol/dm³ Kohlenstoff bzw. knapp 4 µmol/dm³ Stickstoff, weitgehend unabhängig vom Seegebiet. Aufgrund der Saisonalität der Konzentrationen und zwischenjährlichen Schwankungen ist die Abweichung vom Mittelwert jedoch relativ groß. Das C/N-Verhältnis im partikulären Material ist weitgehend konstant und entspricht etwa dem Redfield-Verhältnis. Demgegenüber zeigen die Konzentrationen gelöster organischer Verbindungen in der offenen Ostsee einen deutlichen Gradienten mit hohen Konzentrationen in den östlichen Seegebieten und geringeren im Übergangsgebiet zur Nordsee. Das C/N-Verhältnis im gelösten organischen Material ist mehr als doppelt so hoch wie es nach dem Redfield-Verhältnis zu erwarten wäre. In Gebieten, die direkt durch größere Flusseinträge beeinflußt werden, können deutlich höhere Konzentrationen organischen Materials beobachtet werden, die bedingt durch saisonale oder zwischenjährliche Unterschiede in den Eintragsmengen der Flüsse eine große Schwankungsbreite besitzen.

Dr. Wolfgang Matthäus, Dr. Günther Nausch