Die Anhängigkeit des CO2-Austauschs von der Windgeschwindigkeit: Kubisch oder quadratisch?
Final Report Abstract
In diesem Projekt wurden Eddy-Kovarianzmessungen zusammen mit Messungen der Partialdruckdifferenz über einen Zeitraum von 1.5 Jahren in der zentralen Arkonasee durchgeführt um die CO2-Transfergeschwindigkeit durch die Meeresoberfläche als Funktion der Windgeschwindigkeit abzuleiten. Die Streuung der abgeleiteten Transfergeschwindigkeit in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit war größer als erwartet. Erst die Eliminierung aller Daten mit großen dem sensiblen und latenten Wärmestrom zugeordneten Korrekturen führte zu einer brauchbaren Korrelation zwischen der abgeleiteten Transfergeschwindigkeit und der Windgeschwindigkeit. Legt man ein linear/quadratische Parametrisierung zu Grunde, so ergibt sich aus den Messungen dieses Experiments: k660 = 0.365 • u^2 + 0.46 • u (k660 in cm/h und u in m/s) mit einem Korrelationskoeffizienten von r^2= 0.81. Die neue Parametrisierung liegt zwischen der quadratischen Parametrisierung von Wanninkhof (1992) und der quadratischen Parametrisierung, die im vorausgegangenen DFG-Projekt aus dem CO2 Budget Ansatz in der Gotlandsee abgeleitet wurde, wobei gegenüber letzterer eine etwas schwächere Krümmung gefunden wurde. Da sich jedoch in jeder Windklasse relativ hohe Streuungen der Transfergeschwindigkeiten zeigten, kann die Frage kubisch oder quadratisch trotz der großen Umfangs des Datensatzes nicht entschieden werden. Vielmehr deuten die Ergebnisse darauf hin, dass neben der Windgeschwindigkeit noch andere Einflussfaktoren (z.B. Wellen, Überstreichlänge des Windes, Stabilität) die CO2 Transfergeschwindigkeit bestimmen. Insbesondere könnte durch Advektion bedingte Instationarität zu erheblichen vertikalen Flussgradienten führen, die auch bei Messung in wenigen Metern Höhe berücksichtigt werden müssten.
