The Baltic Sea 1994—Consequences of the hot summer and inflow events

Summary

The temperatures in the western and central Baltic Sea were determined by the relatively mild winter 1993/94 causing positive anomalies of 0.5–1 K in both the surface layer and the intermediate water. The summer 1994 was among the warmest in the past 60 years and produced extremely high temperatures and anomalies of 4–6 K in the surface layer of the whole Baltic Sea.

Inflow events in December 1993 and during 1994 did not reach the magnitude of major events but strengthened the effects of the major Baltic inflow in January 1993 and improved especially the oxygen conditions in central Baltic deep waters. The oxygen concentrations measured in the Gotland Deep below 170 m depth in May 1994 were the highest since the 1930s. The deep water was free of hydrogen sulphide in the whole Baltic Sea during this month. Thus, the longest ever stagnation period which began in 1977 terminated in 1994.

Large amounts of nitrate were transported into the Baltic Sea by the inflow events in December 1993 and March 1994. The corresponding import of phosphate was of lower significance. Intermediate phosphate and silicate maxima and nitrate minima and maxima developed during the renewal of the deep water in the eastern Gotland Basin.

Nitrate accumulation was continuously measured at the permanent station “Darß Sill” over a fairly long period in autumn 1994 by means of anin situ autoanalyzer. This process was characterized by strong fluctuations and correlated with the salinity. Additionally, the distribution patterns of dissolved and particulate organic carbon were studied in the western and central Baltic Sea.

Reproduction of the fish species herring, sprat and cod was favoured by the mild winter 1993/94 and by inflow events supplying centrla Baltic deep waters with oxygen and salt.

Zusammenfassung

Die Temperaturen in der westlichen und zentralen Ostsee wurden zunächst durch den relativ milden Winter 1993/94 geprägt, der im Bereich des Oberflächen- und Zwischenwassers positive Anomalien von jeweils 0,5–1 K verursachte. Der Sommer 1994, der zu den wärmsten der letzten 60 Jahre gezählt werden muß, führte darüber hinaus zu extrem hohen Temperaturen und positiven Anomalien von 4–6 K im Oberflächenwasser der gesamten Ostsee.

Einstromereignisse im Dezember 1993 sowie im Verlauf des Jahres 1994, die nicht die Intensität von Salzwassereinbrüchen erreichten, verstärkten jedoch die Auswirkungen des Salzwassereinbruchs vom Januar 1993 und führten zu einer weiteren Sauerstoffversorgung des Tiefenwassers in den zentralen Ostseebecken. Die Sauerstoffkonzentrationen, die im Mai 1994 unterhalb 170 m Tiefe im Gotlandtief gemessen wurden, erreichten so hohe Werte, wie sie zuletzt in den 30er Jahren aufgetreten sind. In diesem Monat war das Tiefenwasser der gesamten Ostsee frei von Schwefelwasserstoff. Damit endete die seit 1977 im östlichen Gotlandbecken herrschende Stagnationsperiode.

Bei den Einströmen salzreicheren Wassers im Dezember 1993 und März 1994 wurden auch erhebliche Nitratmengen in die Ostsee eingebracht. Die Zufuhr von Phosphat spielte dagegen eine viel geringere Rolle. Bei der Wasserumschichtung entstanden im östlichen Gotlandbecken intermediäre Phosphat- und Silikatmaxima sowie Nitratminima und-maxima.

Durch den Einsatz eines autonomen Analysenautomaten am Meßmast “Darßer Schwelle” konnte die herbstliche Nitratakkumulation, die durch starke Fluktuationen gekennzeichnet war und mit dem Salzgehalt korrelierte, messend verfolgt werden. Darüber hinhaus wurden die Verteilungsmuster des gelösten und partikulären organischen Kohlenstoffs in der westlichen und zentralen Ostsee untersucht.

Infolge des milden Winters 1993/94 sowie der Einströme salz- und sauerstoffreicheren Wassers in die Ostsee herrschten 1994 günstige abiotische Umweltbedingungen für die Reproduktion der Fischarten Hering, Sprotte und Dorsch.