Der Klimawandel beschert Deutschland bekanntlich zunehmend warmes Wetter – und das wirkt sich natürlich auch auf die Temperaturen in den Seen aus. Die steigenden Werte können die Ökosysteme dabei in komplexer Weise bedrohen. So ist neben akuten Wirkungen auch mit einem indirekten Effekt zu rechnen: Die Erwärmung kann die Schichtung des Seewassers verstärken, denn es kommt zu einer geringeren Durchmischung des warmen Oberflächen- und kühleren Tiefenwassers. Diese stabile Schichtung behindert auch den Transport von Sauerstoff in die tieferen Wasserzonen, wo Organismen das Lebenselixier durch den Abbau von Biomasse verbrauchen. So kann es dort zu einem kritischen Sauerstoffmangel kommen, der Fisch und Co. bedroht.
Langzeitdaten aus deutschen Seen
Doch inwieweit ist es in deutschen Seen schon zu diesem Effekt im Zuge des Klimawandels gekommen? Dieser Frage ist ein Forschungsteam unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin nachgegangen. Die Studie basiert dabei auf der Auswertung von Langzeitmessdaten aus 46 deutschen Seen. Sie umfassten Informationen dazu, wie sich die Wassertemperatur, die Seenschichtung und die Sauerstoffkonzentrationen in den letzten 30 Jahren verändert haben. Die Daten flossen dabei auch in hydrodynamische Modelle ein, die die Prozesse und mögliche Entwicklung in der Zukunft beleuchten.
Wie das Team berichtet, zeigte sich zunächst: Über alle Seen gemittelt hat sich die Oberflächentemperatur bis zu einer Tiefe von etwa vier Metern zwischen 1990 und 2020 im Jahresmittel um 0,5 Grad Celsius pro Jahrzehnt erhöht. Das bedeutet, dass die Wassertemperatur etwas stärker zugenommen hat als die der Luft, denn diese hat sich im gleichen Zeitraum nur um 0,43 Grad Celsius pro Dekade erwärmt. Wie die Messdaten außerdem zeigten, blieben die Wassertemperaturen in der Tiefe im Gegensatz zur Oberfläche nahezu konstant. Das bedeutet dem Team zufolge, dass in den Gewässern verstärkte Schichtungsbedingungen aufgetreten sind.
Dies spiegelte sich auch in den Messwerten der Sauerstoffkonzentrationen in den tieferen Wasserschichten wider: Bei 51 Prozent der Sommermessungen und sogar bei 62 Prozent der Herbstmessungen lagen sie zwischen 1990 und 2020 in einem Bereich, der als kritisch für das Überleben vieler sauerstoffbedürftiger Organismen in Seen gilt. „Das Auftreten von sauerstoffarmen Bedingungen hat parallel zu den höheren Temperaturen zugenommen, insbesondere im Herbst, weil aufgrund der wärmeren Oberflächentemperaturen die Temperaturschichtung länger stabil bleibt“, erklärt Erst-Autor Robert Schwefel vom IGB.
Trend zur verlängerten Schichtung
Um mögliche weitere Entwicklungen vorherzusagen, haben die Forschenden Modellsimulationen auf der Basis ihrer Daten entwickelt. Bei einem pessimistischen Emissionsszenario, das auf einem kontinuierlichen Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen basiert, kamen sie dabei zu dem Ergebnis: Es ist in Zukunft noch mit einem Anstieg der Oberflächentemperaturen um 0,3 Grad Celsius pro Dekade bis zum Ende des Jahrhunderts zu rechnen, während sich die Temperaturen in der Tiefe kaum verändern würden. „Die daraus resultierende zunehmende Temperaturdifferenz zwischen Wasseroberfläche und Tiefenschicht verstärkt somit die Schichtung“, erklärt Seniorautor Michael Hupfer vom IGB.
