Temperaturschichtung

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Aufgrund der Dichteanomalie des Wassers weisen ausreichend tiefe stehende Gewässer zu bestimmten Tages- oder Jahreszeiten eine Temperaturschichtung des Wassers auf.

In den europäischen gemäßigten Breiten weisen Stillgewässer eine dimiktische Wasserzirkulation auf. Das bedeutet, die Gewässer durchmischen sich zweimal im Jahr vollständig.

Im Frühjahr erwärmen sich die oberflächennahen Wasserschichten und durch Wind und Konvektionsströmungen wird der Wasserkörper vollständig und gleichmäßig durchmischt (Frühjahrszirkulation). Die Durchmischung sorgt für einen ausreichend hohen Sauerstoffgehalt auch am Grund des Gewässers.

Im Anschluss an die Frühjahrszirkulation bildet sich eine Temperaturschichtung aus. Sonnenlicht wird absorbiert und erwärmt das Wasser entsprechend seiner mit der Tiefe abnehmenden Intensität. Winde und nächtliche Konvektionen verteilen die Wärme weiter in die Tiefe. Die Zirkulation findet nur noch innerhalb des sich ausbildenden Epilimnions statt (Teilzirkulation), dessen Dicke im Frühsommer stetig abnimmt und im Spätsommer und Herbst bei negativer Wärmebilanz des Sees wieder zunimmt, bis sie die schließlich in der Herbstzirkulation die gesamte Seetiefe umfasst.

Der Gewässerkörper weist im Sommer bei ausreichender Tiefe drei Schichten auf:

• Epilimnion: die warme Oberflächenschicht, die einer täglichen Durchmischung unterliegt,
• Metalimnion: die so genannte Sprungschicht, in der die Temperatur über mehrere Tiefenmeter hinweg ständig abnimmt,
• Hypolimnion: die gleichmäßig kalte Tiefenschicht mit einer Temperatur von zu 3,98°C, bei der das Wasser seine maximale Dichte aufweist.

In Seen mit geringerer Tiefe kann das Metalimnion bis zum Grund des Sees reichen und die Ausbildung eines Hyolimnins unterbleibt. In Flachen Seen und Teichen entfällt selbst das Metalimnion, so dass das Gewässer nur aus Epilimnion besteht und täglich bis zum Grund durchmischt wird. Dennoch bildet sich auch hier tageszyklisch eine Temperaturschichtung aus, die meist durch nächtliche Konvektion zusammenbricht.

Im Winter stagniert die Zirkulation und es bildet sich eine Winter-Temperaturschichtung aus:

• Wenn sich eine Eisschicht auf der Seeoberfläche ausbildet ist der Antrieb für eine Zirkulation durch den Wind ausgeschaltet.
• Wenn das Epilimnion auf Grund der Lufttemperatur oder von Vereisung Temperaturen zwischen 0°C und 3,98°C hat, bildet sich eine stabile Schichtung aus: das kältere und weniger dichte Oberflächenwasser liegt auf dem Hypolimnion mit wärmeren und bei 3,98°C dichtesten Wasser.

Siehe auch: Ökosystem See