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Klimawandel: Temperaturen beeinflussen Sauerstoffgehalt im Bodensee

Umweltminister Untersteller informiert sich am Institut für Seenforschung der LUBW

Grafik links zeigt die Wasserzirkulation bei langanhaltenden winterlichen Temperaturen und rechts die Stagnation bzw. Schichtung bei sommerlichen Temperaturen. Quelle: LUBW
Grafik links zeigt die Wasserzirkulation bei langanhaltenden winterlichen Temperaturen und rechts die Stagnation bzw. Schichtung bei sommerlichen Temperaturen. Quelle: LUBW
Löwe 30.07.2019

Im Rahmen seiner Sommertour besuchte Umweltminister Franz Untersteller heute das Institut für Seenforschung (ISF) der LUBW Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg am Bodensee. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler informierten den Minister über die immer schneller voranschreitenden Prozesse der klimawandelbedingten Veränderungen im See. Vor allem der vergangene heiße Sommer 2018 zeigte die Auswirkungen deutlich. Niedrigwasser und Badewannentemperatur begünstigten das Wachstum von Wasserpflanzen, lokalen Algenteppichen und wärmeliebenden Süßwasserquallen. Durch die niedrigen Wasserstände fielen Flachwasserzonen trocken und Sedimentstrukturen wurden an der Rheinmündung sichtbar. Aufgrund des nachfolgenden schneereichen Winters in der Alpenregion und der Regenfälle ist im ersten Halbjahr 2019 der Wasserstand im Bodensee wieder normal.

Sauerstoff- und Phosphorhaushalt

Eine noch schwerwiegendere Herausforderung für den Bodensee lauert in der Tiefe. Die heißen Temperaturen vermindern zusehends den vertikalen Stofftransport im Jahreszyklus und damit auch den Transport von Sauerstoff. Immer weniger Sauerstoff gelangt im Winter an den Grund. Gleichzeitig können sich in heißen Sommermonaten mehr Algen bilden. Sterben diese ab, sinken sie auf den Grund des Sees. Mikroorganismen bauen sie ab, dieser Vorgang verbraucht noch mehr Sauerstoff. Die Sauerstoffwerte in der Nähe des Seegrunds könnten so kritische Werte erreichen. Auch deshalb ist es wichtig, den Nährstoffgehalt im Wasser auf einem natürlichen Niveau zu halten. Gelangt zum Beispiel zu viel Phosphat in den Bodensee, vermehren sich Algen und weitere Mikroorganismen noch stärker.

„Der Bodensee ist eines unserer wertvollsten Ökosysteme. Erfreulicherweise befindet er sich derzeit in einem für große und tiefe Alpenseen typischen naturgemäßen Zustand. Allerdings stellt der Klimawandel eine nicht zu unterschätzende Gefahr für den See dar. Deshalb müssen wir weiterhin dafür sorgen, dass der Phosphor-Gehalt auf einem niedrigen Niveau bleibt“, sagte Minister Untersteller. „Darüber hinaus wollen wir den See als Trinkwasserspeicher und Ökosystem vorsorgend vor weiteren Belastungen schützen. Mit der Modernisierung von Kläranlagen und dem Bau der 4. Reinigungsstufe zur Spurenstoffelimination sind wir auf dem richtigen Weg.“

LUBW Präsidentin Eva Bell erinnert im Zusammenhang mit der Diskussion um Phosphateinträge in den Bodensee daran, dass Sauerstoffmangel und erhöhte Wassertemperatur auch die Entwicklung der am Seegrund abgelegten Fischeier beeinflussen, so dass sich dies in letzter Konsequenz auch wieder auf die Fischpopulation auswirkt.

Forschungsschiff Kormoran

Während der Fahrt mit dem Forschungsschiff Kormoran demonstrierten die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des ISF, wie Proben des Bodenseewassers zur Analyse der thermischen Schichtung genommen werden. Anfang August 2018 wurde in der Seemitte des Obersees bei den regelmäßigen Messungen eine rekordverdächtige Temperatur von 25,6°C auf einem halben Meter Wassertiefe gemessen. Seit Beginn der Routinemessungen im Jahr 1963 war der See Anfang August noch nie wärmer. Bei der heutigen Ausfahrt ermittelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an einer vergleichbaren Stelle in der Seemitte zwischen Langenargen und dem Schweizer Arbon eine Temperatur von 22,8 Grad. Von der Oberfläche bis zum Seegrund wurde mit einer Multiparametersonde ein komplettes Vertikalprofil erstellt. Mit der Sonde wird nicht nur die Temperatur ermittelt, sondern auch Sauerstoff, Leitfähigkeit und weitere Parameter. Anschließend folgte die Entnahme von Wasser- und Planktonproben.


 

Hintergrundinformation

Thermische Schichtung und Zirkulation im Bodensee

Aufgrund des Klimawandels sind die Erwärmungstrends in den oberen Schichten des Bodenseewassers in den letzten Jahren höher als in den tieferen Schichten. Dies hat zu einer erhöhten Stabilisierung der Wasserschichtungen geführt. Auch die winterlichen Abkühlungen schwächen sich ab. Sie sind maßgeblich für den vertikalen Temperaturausgleich und damit für die vertikale Durchmischung. Die Jahresmittelwerte der Lufttemperatur lagen im Zeitraum 1990 bis 2018 im Durchschnitt um 1,3 °C höher als in den rund drei Jahrzehnten davor; die Wassertemperatur an der Seeoberfläche war um 1,2 °C wärmer (Abb. 1). Die klimatische Erwärmung spiegelt sich damit in der Temperaturentwicklung am und im Bodensee wider.

Entwicklung der Wasser- und Lufttemperatur am Bodensee. Grafik: LUBW

Grafik 1: Entwicklung der Wasser- und Lufttemperatur am Bodensee. Grafik: LUBW

 

Grafik 2: Grafik links zeigt die Wasserzirkulation bei langanhaltenden winterlichen Temperaturen und rechts die Stagnation bzw. Schichtung bei sommerlichen Temperaturen. Quelle: LUBW.

KLIWA

„KLIWA – Klimaveränderung und Wasserwirtschaft“ ist eine Kooperation zwischen den Bundesländern Baden-Württemberg, Bayern und Rheinland-Pfalz sowie dem Deutschen Wetterdienst, um bereits erfolgte und zukünftige Veränderungen des Wasserhaushalts durch den Klimawandel zu untersuchen. Dabei gab es zwei Forschungsprojekte, die sich speziell mit dem Bodensee beschäftigt haben (www.kliwa.de) und an denen das ISF beteiligt war. Das Projekt „Zum Einfluss des Klimas auf den Bodensee“ umfasste die Auswertung umfangreicher Langzeitdaten zum Bodensee und befasste sich mit dem vertikalen Zirkulations- und Stoffaustauschverhalten des Bodensees. Im Projekt „Modellunterstützte Untersuchungen zum Einfluss des Klimas auf den Bodensee“ wurden mittels eines dreidimensionalen hydrodynamischen Modells die Auswirkungen von veränderten meteorologischen Verhältnissen auf den Bodensee untersucht.

Aktuell implementiert das ISF im Rahmen von KLIWA ein Klimafolgenmonitoring. Mithilfe einer kontinuierlichen und weitgehend automatisierten Erfassung physikalischer, chemischer und biologischer Parameter sollen klimatisch bedingte Veränderungen von Seen erkannt werden und daraus ein möglicher Handlungsbedarf für die Seenutzungen und den Schutz der Seeökosysteme abgeleitet werden. Dabei handelt es sich im Einzelnen um Wasserparameter wie Temperatur, Leitfähigkeit, Sauerstoffgehalt, Trübung oder Chlorophyll und meteorologische Parameter wie z. B. Lufttemperatur, Luftdruck, Wind, Globalstrahlung. Das KLIWA-Klimafolgenmonitoring integriert und ergänzt vorhandene Monitoringprogramme. In Baden-Württemberg sind der Bodensee, der Mindelsee, der Titisee und der Federsee im Monitoring enthalten.

Rückfragen
Bei Rückfragen wenden Sie sich bitte an die Pressestelle der LUBW. Telefon: +49(0)721/5600-1387 E-Mail: pressestelle@lubw.bwl.de

Bildnachweis: wellphoto/Shutterstock, LUBW