Zu den Ursachen langperiodischer Strömungsänderungen im Fehmarnbelt

Für den Wasseraustausch in der westlichen Ostsee sind die Transportvorgänge im Fehmarnbelt von sehr großer Bedeutung. Die vorliegende Untersuchung ist ein Versuch, die Änderungen des Wassertransports durch den Fehmarnbelt in Zeitskalen von einigen Tagen als Wirkung des Windfeldes über der westlichen Ostsee zu erklären und Ansätze für eine Vorhersage zu finden. In der Zeit vom 24.7. bis 7.8.1972, in der die zugrunde liegenden Strömungsmessungen im Fehmarnbelt und bei Gedser durchgeführt werden, ist die Großwetterlage durch ein sommerliches Hochdruckgebiet über Mitteleuropa gekennzeichnet, das nur geringfügig, aber in regelmäßiger Folge durch flache, ostwärts ziehende Tiefs abgeschwächt wird. Die Schichtung von warmem Ostseewasser geringen Salzgehalts über salzreichem Nordseewasser bleibt im ganzen Meßzeitraum erhalten. Die Gezeiten, die durch Kelvin-Wellen beschrieben werden können, erfassen die gesamte Wassersäule gleichmäßig stark, während sich die beobachteten Strömungsschwankungen mit Perioden im Bereich von 50 bis 60 und 100 bis 120 Stunden auf die Oberschicht beschränken. Ein Vergleich der gemessenen mit der aus dem lokalen Windschub berechneten Strömung ergibt, daß der über dem Fehmarnbelt wehende Wind nicht als Ursache der dort auftretenden Strömung in Frage kommt. Die Differenzen zwischen den Wasserständen bei Korsör und bei Gedser und die daraus resultierende Gefälleströmung lassen sich nicht durch statische Reaktion der Oberfläche auf Unterschiede in den Luftdruckschwankungen über Nord- und Ostsee erklären. Aus den Veränderungen des großräumigen Windfeldes, dargestellt mit Hilfe des zeitlichen Verlaufs horizontaler Luftdruckdifferenzen, geht hervor, daß die Windverhältnisse über dem Kattegat sowie der Kieler und Mecklenburger Bucht als Ursache für die Strömung durch den Fehmarnbelt ausscheiden. Zwischen der Ost-West-Komponente des berechneten Windes über der westlichen Ostsee und den langperiodischen Strömungskomponenten durch den Fehmarnbelt besteht dagegen eine lineare Beziehung. Die zwei- und fünftägigen Schwankungsperioden des Windfeldes erzeugen in der Ostsee erzwungene stehende Wellen. Mit Hilfe der Differenzen zwischen den Wasserständen bei Rödby und Puttgarden und bei Korsör und Slipshavn werden effektive Strömungsquerschnitte abgeschätzt, um Transportraten zu bestimmen. Der Vergleich mit dem berechneten, windgetriebenen Transport im Arkona-Becken bestätigt, daß die langperiodischen Strömungsänderungen im Fehmanrbelt durch die Bewegungsvorgänge in der sommerlichen Deckschicht der westlichen Ostsee bestimmt werden. Die Dichtesprungschicht neigt sich im Fehmarnbelt immer aufwärts in Richtung der Strömung in der Oberschicht, so daß in der Unterschicht ein entgegengesetzter horizontaler Druckgradient entsteht, der bewirkt, daß die Oberflächenneigung keinen Einfluß auf die Bodenströmung hat. Die vorliegenden Untersuchungen, auch wenn sie unter sommerlichen Verhältnissen durchgeführt worden sind, zeigen, daß für eine Vorhersage des langperiodischen Ein- oder Ausstromtransports durch den Fehmarnbelt die Luftdruckdifferenzen zwischen Kopenhagen und Helgoland und zwischen Gotland und Gelingen herangezogen werden können, während mit Hilfe der Wasserstandsdifferenz zwischen Rödby und Puttgarden der gerade herrschende Transport abgeschätzt werden kann