Institut für Ostseeforschung Warnemünde
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Volker Mohrholz - Arbeitsgebiete

Variabilität der estuarinen Zirkulation der Ostsee und Dynamik des Wasseraustausches

Die Ostsee ist eins der größten Brackwassermeere. Frischwasserzuflüsse und der Einstrom salzreichen Wassers aus der Nordsee treiben eine thermohaline Zirkulation an, deren Dynamik in vielfältiger Weise das Ökosystem der Ostsee beeinflusst. Durch die lange Residenzzeit des Wassers von etwa 30 Jahren, erfolgen Änderungen im Gesamtbudget von Salz, Nähr- und Schadstoffen nur sehr langsam. Andererseits reagiert die Ostsee wegen ihrer geringen Tiefe deutlich stärker und schneller auf klimatische Änderungen. Ein Verständnis der dynamischen Prozesse ist deshalb von grundlegender Bedeutung für den Schutz und die nachhaltige Nutzung der Ostsee.  Im Rahmen des IOW Langzeitbeobachtungsprogrammes betreibt unsere Arbeitsgruppe zwei Langzeitverankerungen im östlichen Gotlandbecken. Daneben steht vor allem der Wasseraustausch zwischen Ostsee und Nordsee im Fokus unserer Arbeit.

Siehe auch:   Major Baltic Inflow

Auftrieb, Wassermassendynamik und Sauerstoffminimum im Benguela System

Das Benguela-Auftriebsystem vor südwest Afrika gehört zu den produktivsten marinen Ökosystemen unseres Planeten. Im Gegensatz zu anderen großen Auftriebssystemen umfasst der Benguela große hypoxische und anoxische Schelfgebiete, die einen starken Einfluss auf die Rekrutierungsstrategien vieler Arten haben, die in diesen Gebieten leben. Die jährlichen Fischfänge in Benguela sind trotz der ähnlich hohen Primärproduktion um eine Größenordnung geringer als die des Humboldtsystems. Die sauerstoffarmen Bedingungen auf dem Schelf seit Jahrtausenden etabliert. Dazu bedarf es eines ausgeglichenen Sauerstoff- und Nährstoffhaushalts, der hauptsächlich durch die großräumige Zirkulation gesteuert wird. Diese Dynamik auf der Beckenskala wird von der mesoskaligen Auftriebsdynamik überlagert. Die lokalen Windfelder treiben einen intensiven Küstenauftrieb der große Mengen an Nährstoffen in die euphotische Schicht transportiert und so die Primärproduktion speist.

Der Schwerpunkt unserer Arbeit im Benguela liegt auf:

  • der Interaktion zwischen fernwirkendem und lokalem Antrieb
  • dem Austausch zwischen Schelfgebiet und dem angrenzenden Ozean
  • und auf kleinskaligen Prozessen (Turbulenzen, interne Wellen), die einen großen Einfluss auf die vertikalen Transporte haben.

Turbulente Prozesse in Schelfmeeren

Turbulente Prozesse beeinflussen und steuern marine Systeme in vielfältiger Weise. An Grenzflächen wie Oberfläche, Meeresboden oder der Halokline sorgen brechende Wellen, oder Stromscherung für die Umwandlung kinetischer Energie in turbulente kinetische Energie, die die Vermischung und den vertikalen Transport von Inhaltsstoffen und Impuls um Größenordnungen verstärken kann. Die Messung von Turbulenzparametern ermöglicht die Quantifizierung der turbulenten Vermischung. Unsere Arbeitsgruppe hat sich auf die Messung von mariner Turbulenz mit Hilfe von freifallenden Mikrostruktursonden sowie akustischen Strömungsmessern spezialisiert, und nutzt diese Expertise in allen laufenden Projekten.