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BAFU - Neues Dossier: Am Seegrund wird der Sauerstoff knapp

Medienmitteilung BAFU; Bern, 19.03.2020 - Der Weltwassertag vom 22. März steht dieses Jahr unter dem Motto «Wasser und Klimawandel». In der Schweiz hat der Klimawandel vielfältige Folgen – zum Beispiel beeinflusst er die Durchmischung der Seen und damit ihre Versorgung mit Sauerstoff.

Wie Hitzesommer unseren Fischen zusetzen können, zeigte sich in den vergangenen Jahren immer wieder. Zum Beispiel im August 2018, als die Wassertemperaturen im Rhein auf über 27°C stiegen, was zu einem grossen Fischsterben führte. Bestandeserhebungen zeigten, dass während dieser Hitzephase ein Grossteil der Äschen verendet sind. Dass es in der Schweiz häufiger heiss wird als früher, ist auf den Klimawandel zurückzuführen. Eine Entwicklung, die sich weiter fortsetzen wird: «Hitzewellen werden häufiger, intensiver und künftig länger andauern», heisst es in den Klimaszenarien CH2018, einem Bericht des National Centre for Climate Services NCCS zum Klima der Zukunft in der Schweiz.

Doch der Klimawandel sorgt nicht nur für höhere Wassertemperaturen, er wirkt sich weit vielschichtiger auf unsere Gewässer aus. In den Seen beispielsweise beeinflusst er die Zirkulation des Wassers und damit die Versorgung mit Sauerstoff – ein Phänomen, das in der Öffentlichkeit bis anhin noch kaum zur Kenntnis genommen wurde.

Der Mechanismus, durch den sauerstoffreiches Oberflächenwasser in die Tiefe gelangt und sauerstoffarmes Tiefenwasser an die Oberfläche transportiert wird, funktioniert so: Wasser ist bei 4°C am schwersten. Deshalb verharrt die Wassertemperatur in der Tiefe das ganze Jahr über konstant bei dieser Temperatur. Wenn im Winter auch das Wasser an der Oberfläche gegen 4°C abkühlt, verschwinden die Temperaturunterschiede zwischen Oberflächen- und Tiefenwasser. Wehen nun noch genug starke Winde, kommt es zu einer tief reichenden vertikalen Durchmischung der Wasserschichten.

Dieser Vorgang ist für die Sauerstoffversorgung am Seegrund zentral. Dort braucht es den Sauerstoff für einen effizienten mikrobiellen Abbau von pflanzlichen und tierischen Resten.

Schichtung im Sommer - Durchmischung im Winter
Schichtung im Sommer - Durchmischung im Winter.
© BAFU

Badewassertemperaturen in den Herbstferien

Die in den vergangenen Jahrzehnten beobachtete Erwärmung des Wassers wirkt sich negativ auf die Durchmischung der Seen aus. Kühlt das Oberflächenwasser in einem milden Winter nicht genügend ab, kann sich die warme Oberfläche aus rein physikalischen Gründen kaum mehr mit dem kalten Tiefenwasser austauschen. Die Erwärmung der Seen verläuft parallel zum Anstieg der Lufttemperaturen. Die deutlichste Veränderung zeigt sich im Herbst. Die Wassertemperatur an der Oberfläche des Zürichsees etwa hat im Oktober pro Jahrzehnt durchschnittlich um 0.5°C zugenommen. Für die 80 Jahre, seit denen solche Messungen durchgeführt werden, bedeutet das einen Anstieg von 4°C.

Die gestörte Durchmischung wird vor allem in den tiefen Seen zum Problem. «Man hat in den letzten Jahren beispielsweise festgestellt, dass der Bodensee, der Zürichsee und der Genfersee weniger oft bis in tiefe Schichten durchmischt wurden und daher weniger Sauerstoff ins Tiefenwasser gelangt ist», erklärt Manuel Kunz von der Sektion Wasserqualität des BAFU.

Entwicklung der Wasserdurchmischung im Zürichsee
Zürichsee mischt seltener bis in tiefe Schichten.
© BAFU

Die Zirkulation der Seen und damit die Versorgung des Tiefenwassers mit Sauerstoff wird sich voraussichtlich weiter verschlechtern. Simulationen im Rahmen des Forschungsprojekts «Klimawandel am Bodensee» etwa haben ergeben, dass eine gute Durchmischung des Sees bis zu seiner grössten Tiefe in 254 Metern immer seltener wird. Berechnungen zur Wasserqualität zeigen, dass die Sauerstoffkonzentrationen im Tiefenwasser künftig deutlich abnehmen und «kritische Werte» erreichen können.

Qualität des Lebensraums leidet

Das hat Folgen für Flora und Fauna. So kann eine ungenügende Sauerstoffversorgung des Tiefenwassers dazu führen, dass Lebensraum für Fische verlorengeht. In den Tiefen des Bodensees etwa sind Blaufelchen oder Tiefensaiblinge auf eine ausreichende Sauerstoffkonzentration an ihren Laichplätzen angewiesen, nur dann können sich die Eier dieser Arten erfolgreich entwickeln.

Klimawandel reduziert Mischung
Klimawandel reduziert Mischung.
© BAFU

Und wie wirkt sich die gestörte Durchmischung der Seen auf deren Nutzung als Trinkwasserressource aus? «Bis heute», beruhigt Manuel Kunz, «wird dadurch die gute Trinkwasserqualität der Seen nicht gefährdet. »

Hydro-CH2018: Schweizer Gewässer im Klimawandel

Die Veränderungen der Wassertemperatur der Schweizer Seen und die Folgen für die Seenzirkulation werden auch in Forschungsprojekten im Rahmen von Hydro-CH2018 untersucht. Die neuen hydrologischen Szenarien für die Schweiz zeigen, wie sich der Klimawandel auf die Gewässer und die Wasserwirtschaft auswirkt. Der Themenschwerpunkt «Schweizer Gewässer im Klimawandel» des National Centre for Climate Services (NCCS) stellt seine Ergebnisse und Produkte im November 2020 der Öffentlichkeit vor.

Weitere Informationen: Webseite BAFU



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