Hydrographisch-chemische Zustandseinschätzung der Ostsee 1999
Creators: name: Matthäus, Wolfgang
name: Nausch, Günther
name: Lass, Hans Ulrich
name: Nagel, Klaus
name: Siegel, Herbert
Publisher: name: Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
Year: 2000

description: Meereswissenschaftliche Berichte No 39 2000 - Marine Science Reports No 39 2000
description: The winter of 1998/1999 was mild in the entire Baltic Sea area. The summer was among the five warmest since 1946, all of it occured in the 1990s. The September 1999 was the warmest since 1946.

The mild winter led to sea surface temperatures in the Baltic Sea that were about 1 K above the long-term mean during winter and early spring. This resulted in relatively warm water of 3-4 °C being trapped in the summer intermediate water layer of the central Baltic Sea. The surface temperatures in the summer reached positive anomalies up to 4 K in the 20 m upper layer due to the warm summer. The deep water temperatures of the central Baltic Sea were anomalously high due to the inflow of warm water in 1997, 0.2-1.7 K above the mean for period 1950-1998.

The weather conditions in winter 1998/1999 gave rise to a low inflow activity across the sills into the Baltic with only small inflows Inflows in October and late December 1998 led only to the aeration of the Bornholm Basin up to the end of November when other small inflows led again to oxic conditions. A major inflow event did not ocur.

In the eastern Gotland Basin, the anoxic water covered the layer between bottom and about 130 m depth all year round. In the deep water of the western Gotland Basin, oxygen depletion has continued since 1993. The decrease in oxygen concentration led in August 1999 to the formation of hydrogen sulphide in the near-bottom layer for the first time since the mid-1980s. In 1999, the area of the whole central Baltic deep water which was affected by oxygen deficiency and anoxic conditions was the largest in the past 15 years.

The concentration of the inorganic nutrients phosphate and nitrate in the mixed winter surface layer did not show any clear tendencies since 1995. But, comparing the first and second half of the 1990s, disctinct decrease in the phosphate concentrations can be observed, especially in the near-coastal areas of the western Baltic, but also in the central Baltic Sea. Measures undertaken to reduce point sources seem to be effective. A new equilibrium is already established and, therefore, a further decrease in phosphate concentrations is at least questionable. In contrast, nitrate concentrations do not show any significant decrease between both periods of the 1990s. This may be attributed to the predominance of diffuse sources and a huge contribution by atmospheric input.

Concentrations of organic nutrients observed since 1994 show a pronounced seasonal signal in the central Baltic surface water for both particulate and dissolved organic carbon. In near-coastal areas, which are strongly influenced by riverine inputs, and in the western Baltic, which is affected by exchange processes with the North Sea, no clear seasonal signals could be identified.
description: Der Winter 1998/99 war in der gesamten Ostsee mild. Der Sommer reiht sich in die überdurchschnittlich warmen Sommer der 90er Jahre ein und gehört zu den fünf wärmsten seit 1946. Der September 1999 war der wärmste in der südlichen Ostsee seit 1946.

Infolge des milden Winters blieben die Oberflächentemperaturen im Winter und zeitigen Frühjahr um 1 K über den langjährigen Erwartungswerten, was sich auch in den Temperaturen im sommerlichen kalten Zwischenwasser von 3 - 4°C widerspiegelte. Infolge des warmen Sommers erreichten die Oberflächentemperaturen positive Anomalien bis zu 4 K in einer 20 m mächtigen Deckschicht. Die Temperaturen im Tiefenwasser der zentralen Ostsee blieben mit 0,2 - 1,7 K über dem langjährigen Mittel (1950 – 1998) auch 1999 noch überdurchschnittlich hoch infolge des Einstroms von warmem Wasser im Jahre 1997.

Die Witterungsbedingungen im Winter 1998/99 verursachten nur schwache Einströme über die Schwellen in die Ostsee. Einstromereignisse im Oktober und Ende Dezember 1998 führten lediglich im Tiefenwasser des Bornholmbeckens im Frühjahr 1999 zu oxischen Bedingungen. Von Mai bis Ende November wurde Schwefelwasserstoff beobachtet bis schließlich im Spätherbst kleinere Einströme wieder Sauerstoff ins Bornholmbecken transportierten. Im Jahre 1999 erfolgte kein Salzwassereinbruch.

Die Stagnationsperiode, die 1995 einsetzte, hat sich im Jahre 1999 in allen Tiefenbecken der zentralen Ostsee deutlich verstärkt. Lediglich im Bornholmbecken wurden auf Grund der größeren Dynamik im Tiefenwasser variierende Verhältnisse beobachtet. Im östlichen Gotlandbecken wies der Wasserkörper zwischen Meeresgrund und 130 m Tiefe das ganze Jahr hindurch anoxische Bedingungen auf. Im Tiefenwasser des westlichen Gotlandbeckens setzte sich der seit 1993 beobachtete Rückgang im Sauerstoffgehalt fort und führte im August 1999 zum ersten Mal seit Mitte der 80er Jahre wieder zur Bildung von Schwefelwasserstoff in den grundnahen Schichten. Im Jahre 1999 erreichte der durch Sauerstoffmangel bzw. anoxische Bedingungen gekennzeichnete Bereich des Tiefenwassers der zentralen Ostsee seine größte Ausdehnung seit 15 Jahren.

Die Konzentrationen von Phosphat und Nitrat im winterlichen Oberflächenwasser schwankten seit 1995 ohne einen eindeutigen Trend aufzuzeigen. Vergleicht man jedoch die erste und die zweite Hälfte der 90er Jahre, zeigt sich besonders in den küstennahen Bereichen der westlichen Ostsee aber auch in der zentralen Ostsee ein eindeutiger Rückgang der Phosphatkonzentrationen. Die Maßnahmen zur Reduktion des Nährstoffeintrages aus Punktquellen scheinen hier gegriffen zu haben. Da sich offenbar bereits wieder ein Gleichgewichtsniveau gebildet hat, erscheint ein weiterer Phosphatrückgang zumindest fraglich. Beim Nitrat ist dagegen in den 90er Jahren kein signifikanter Rückgang in den Konzentrationen festzustellen. Die Dominanz diffuser Quellen sowie der atmosphärische Eintrag sind als Ursachen zu benennen.

Die Konzentrationen organischen Materials, die seit 1994 gemessen werden, weisen im Oberflächenwasser der zentralen Ostsee sowohl für partikulären als auch gelösten organischen Kohlenstoff ein deutliches jahreszeitliches Signal auf. In küstennahen Gebieten, die durch Flußeinträge geprägt sind, oder in der westlichen Ostsee, die durch den Wasseraustausch mit der Nordsee beeinflußt wird, konnte dagegen kein eindeutiger saisonaler Zyklus der Konzentration organischen Materials identifiziert werden.