Meereswissenschaftliche Berichte No 35 1999 - Marine Science Reports No 35 1999
http://doi.io-warnemuende.de/10.12754/msr-1999-0035
doi:10.12754/msr-1999-0035
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Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 1998

Matthäus, Wolfgang; Nausch, Günther; Lass, Hans Ulrich; Nagel, Klaus; Siegel, Herbert

Abstract. The winter of 1997/1998 was mild in the northern Baltic Sea and even very mild in the southern Baltic, among the warmest of this century. The summer and autumn were relatively cool in northern Europe. The mild winter led to sea surface temperatures that were by 1 - 1.5 K above the long-term mean during winter and early spring. This resulted in relatively warm water being trapped in the summer intermediate water layer of the central Baltic Sea. The surface temperatures in the sumemr lay close to the long-term mean due to the cool summer. The deep water temperatures of the central Baltic Sea were anomalously high, 0.5 - 1.5 K above the mean for the period 1950 - 1998. The meteorological conditions in 1998 gave rise to only several small inflows which had no significant effects in the central Baltic in 1998. As a result temperature and salinity in the deep water of the Gotland Deep decreased during the year. The inflow of saline and oxygen-rich, but unusually warm water into the Baltic Sea in autumn 1997 temporarily interrupted the anoxic conditions in the eastern Gotland Basin between January and April 1998. From May onwards hydrogen sulphide was again measured in the Bornholm Basin and, beginning in June, in the eastern Gotland Basin. The thickness of the anoxic deep layer increased in 1998 and spread southwards. Oxygen depletion also continued in the deep water of the western Gotland Basin resulting in the lowest annual mean in oxygen concentration since the mid-eighties. This development indicates continuation of the stagnation that started in 1995 in the central Baltic deep water. In the winter of 1997/1998, the decrease in winter concentrations of nitrate appears to have continued whereas the phosphate concentrations were comparable to 1996/1997 levels. In 1998, the concentration of organic nutrients lay in the range measured over the last years. The time series of dissolved organic carbon and nitrogen compounds indicated a gradient with increasing concentrations from the western to the central Baltic. The exceptional surface temperatures in summer 1997 combined with inflow events in autumn caused an unusual increase in the deep water temperatures of the central Baltic Sea in 1998. During the century, such unusual high temperatures were only measured in 1977. Data from long-term measurements at representative stations were studied to identify periods of extreme temperatures and marked temperatures trends in the central Baltic deep water between 1950 and 1998. In the entire Gotland Basin, the highest temperatures were observed in the late 1970s/early 1980s, and in the eastern Gotland Basin additionally in 1998. Low temperatures were measured before 1935, at the end of the 1980s/beginning of the 1990s and during mid-nineties. Significant trends in the deep water temperature regime occured during the first half of the present century with a mean increase of 0.8 to 1.3 °C, and from the mid-seventies to the early 1990s when a drastic downward trend of 1.3 - 1.6 °C was observed due to the absence of major Baltic inflows.

Abstract. Der Winter 1997/1998 war in der nördlichen Ostsee mild, in der südlichen Ostsee sogar sehr mild und einer der wärmsten dieses Jahrhunderts. Sommer und Herbst waren relativ kühl. 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 im sommerlichen kalten Zwischenwasser widerspiegelte. Durch den kühlen Sommer wiesen die Oberflächentemperaturen in der westlichen und zentralen Ostsee nur geringe Abweichungen von den langjährigen Mittelwerten auf. Die Temperaturen im Tiefenwasser der zentralen Ostsee erreichten positive Anomalien von 0,5 bis 1,5 K gegenüber dem langjährigen Mittel 1950 - 1998. Im Jahre 1998 erfolgte kein Salzwassereinbruch. Die kleineren Einströme im Laufe des Jahres hatten 1998 keine signifikanten Auswirkungen in der zentralen Ostsee, so daß Temperatur und Salzgehalt im Tiefenwasser des Gotlandtiefs wieder rückläufig waren. Die Entwicklung im Sauerstoffgehalt des Tiefenwassers der zentralen Ostsee weist auf eine weiter andauernde Stagnation hin. Der Einstrom von salz- und sauerstoffreicherem, aber ungewöhnlich warmem Wasser im Herbst 1997 unterbrach die anoxischen Bedigungen im Tiefenwasser des östlichen Gotlandbeckens nur kurzzeitig zwischen Januar und April 1998. Ab Mai wurde Schwefelwasserstoff bereits wieder im Bornholmbecken und seit Juni im östlichen Gotlandbecken gemessen. Die Mächtigkeit der anoxischen Tiefenschicht verstärkte sich 1998 und breitete sich weiter nach Süden aus. Das Sauerstoffdefizit vergrößerte sich auch im Tiefenwasser des westlichen Gotlandbeckens, wo 1998 die niedrigsten Jahresmittel der Sauerstoffkonzentration seit Mitte der 80er erreicht wurden. Bei den Winterkonzentrationen der anorganischen Nährstoffe setzte sich die in den Vorjahren erkennbare Entwicklung fort. Der Rückgang hat sich beim Nitrat auch im Winter 1997/98 gezeigt, während das Niveau der Phosphatkonzentration vergleichbar mit dem des Winters 1996/97 war. Die Konzentrationen organischer Nährstoffe lagen 1998 im Schwankungsbereich der Messungen der letzten Jahre. Aus den bisherigen Meßreihen für gelöste organische Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen läßt sich ein Gradient mit zunehmenden Konzentrationen von der westlichen zur zentralen Ostsee erkennen. Die extremen Oberflächentemperaturen im Sommer 1997 verbunden mit Einstromereignissen im Herbst verursachten im Jahre 1998 einen außergewöhnlichen Anstieg der Temperaturen im Tiefenwasser der zentralen Ostsee, wie er bisher lediglich im Jahre 1977 beobachtet wurde. An Hand ausgewählter representativer Stationen wurden deshalb Perioden extremer Temperaturen und markanter Trends der Temperatur im Tiefenwasser der zentralen Ostsee seit Mitte dieses Jahrhunderts untersucht. Die höchsten Temperaturen traten im gesamten Gotlandbecken Ende der 70er/Anfang der 80er Jahre und im östlichen Gotlandbecken nochmals 1998 auf. Niedrige Temperaturen wurden durchweg vor 1935, Ende der 80er/Anfang der 90er Jahre und Mitte der 90er Jahre beobachtet. Signifikante Trends im Temperaturregime des Tiefenwassers waren in der ersten Hälfte dieses Jahrhunderts mit mittleren Zunahmen um 0,8 bis 1,3 °C zu beobachten und zwischen Mitte der 70er und Anfang der 90er Jahre mit dem drastischen Rückgang um 1,3 - 1,6 °C infolge des Ausbleibens von größeren Einströmen in die Ostsee zu verzeichnen.

Citation

Wolfgang Matthäus, Günther Nausch, Hans Ulrich Lass, Klaus Nagel und Herbert Siegel: Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 1998. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 35 (1999), doi:10.12754/msr-1999-0035

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