hauptung für den Brienzersee <strong>an</strong>h<strong>an</strong>d von Abb. 50belegen. Das in der Abbildung ersichtliche Tr<strong>an</strong>sparenzminimumin 23 m Tiefe ist zweifellos derEinschichtung von Flußtrübe durch die Aare zuzuschreiben.Denn bek<strong>an</strong>ntlich schiebt sich das zufließendeWasser in jener Tiefe eines Sees ein, inder gleiche Dichte vorherrscht. Um die horizontaleAusbreitung der durch die Aare gebildetenoptischen Filterschicht abzutasten, führten wir <strong>an</strong>den folgenden Tagen Tr<strong>an</strong>sparenzrnessungen bisin die Nähe von Bönigen durch. Diese ergaben:Die Trübungsschicht hält sich bis Höhe Niederriedin konst<strong>an</strong>ter Tiefe von 23 m, wobei dieTrübungspartikel sich sowohl nach oben wienach unten allmählich verteilen. Dadurchnimmt die Tr<strong>an</strong>sparenz im Gebiet der stärkstenExtinktion von 2 bis 25 % zu, in Oberflächennäheaber von 41 auf 38 % ab. Auf HöheHauetenbachmündung zeigt sich wahrscheinlichbereits der Einfluß des Lütschinenwassers, wodurchdie Tr<strong>an</strong>smissionskurve unruhig und unklarwird. Wir vermuten, daß das Extinktionsmaximumin 33 m Tiefe durch die bei Bönigenzufließende Lütschine verursacht wird. Leidererzw<strong>an</strong>gen die Witterungsverhältnisse die Einstellungder <strong>Untersuchungen</strong>.Interess<strong>an</strong>t ist die deutliche Dreiteilung der optischenSchichtung 300 m vor der Aaremündungentsprechend einer thermischen aber etwastiefer liegenden Dreiteilung im Gebiet der«Sprungschicht».Ferner verwundert, daß die Trübungspartikel,statt l<strong>an</strong>gsam abzusinken, sich gleichmäßig nachoben und unten verteilen. Denn zweifellos sinddie eingeschwemmten Stoffe 2 bis 3mal soschwer wie Wasser und müßten nach folgenderFormel (0stwa1 d s c h e Formel) absinken:ÜbergewichtSinkgeschwindigkeit = ----------Viskosität · Formwiderst<strong>an</strong>d10 10Abb. 50geänderte Stokes c h e Formel. Unter demUebergewicht ist die Differenz der spez. Gewichtedes Körpers und des Wassers gemeint.Unter «Formwiderst<strong>an</strong>d» fällt hier auch dieGröße des Teilchens. Je kleiner Jieses, um sogrößer ist seine relative Oberfläche (im Verhältniszum Volumen) und um so größer wirddeshalb die relative Reibung <strong>an</strong> den Wassermolekülensein. Die Tatsache, daß belebte undunbelebte Suspensionen im Gebiete ausgeprägterTemperatursprünge sehr l<strong>an</strong>ge verweilen,sogen<strong>an</strong>nte Trübungsschirme bildend, ist längstbek<strong>an</strong>nt. Ge s s n er [ 23] sagt darüber aufS. 400:«Derartige Trübungsschirme wurden seitherim Meere immer wieder beobachtet, sovon W a t t e n b e r g und J o s e p h ( 1944)in der westlichen Ostsee und in neuesterZeit ( 1954) von Kr e y in der Nordsee.Hier ergab die optische und die biologischeUntersuchung auf einer Forschungsfahrt imAugust 1952 zwischen 30 und 40 m, ebenfallsim Bereich der Sprungschicht, das Vorh<strong>an</strong>denseineines ausgedehnten Trübungsschirms,der sowohl von Pl<strong>an</strong>ktern als auchvon unbelebtem Seston gebildet wurde.»Auf S. 398 lesen wir ferner:«Nun ist es ja eine allgemein bek<strong>an</strong>nte Tatsache,daß bewegtes Wasser feste Teilchenlänger in Schwebe halten k<strong>an</strong>n, als ruhendes,sofern die Teilchen klein sind, und infolgedessen<strong>an</strong> und für sich schon germgeSinkgeschwindigkeit besitzen.»Ge s s n er macht d<strong>an</strong>n die erhöhte Turbulenzin Temperaturgrenzschichten, die durchdas U eberein<strong>an</strong>derweggleiten der verschiedentemperierten Wasserkörper entsteht, für dasVerweilen der Suspensionen in diesem Bezirkver<strong>an</strong>twortlich.10 10 ·c10Dies ist die für beliebig geformte Körper ab-1T 10 20 30 ---~r. ~T-~10 __ 2~0-~-t--+-'-20 r ____ „------3040, __,)/' ____ .,,,,1 1T 20 30 ) 407. ~T-~10 _ _ 20~_30_.___.---+-/~40-"/ /I )„,,-' (\ )'\ (..,/' .... ,\\ ' \\ \\1020304050so60TemperaturTr<strong>an</strong>smission10 300 m westl. Aaremündungm 15. 10. 1956Höhe lseltwald16.10.1956Höhe Niederried17. 10.1956Höhe Hauetenbach=mündung (ßönigen)1710.19566070m72
Wir glauben aber, daß Turbulenz im allgemeinen<strong>an</strong> der Seeoberfläche ihren Ausg<strong>an</strong>g nimmtund daß sich die durch Windarbeit erzeugtenTurbulenzelemente nach der Tiefe zu fortpfl<strong>an</strong>zenbis ihre Bewegungsenergie auf gezehrtist. Dies ist normalerweise erst im Gebiet einesTemperaturgefälles der Fall, weil hier zu denVerlusten <strong>an</strong> Bewegungsenergie durch innereReibung die viel größeren Verluste infolge Arbeitsleistungbeim Emporheben von kälteremund deshalb schwererem Wasser gegenüber absinkendem,leichterem hinzukommt. (Siehe hierüberS. 44.) Aus diesem Grunde ist ja bek<strong>an</strong>ntlichauch der Austausch in einer bestimmtenWassertiefe dem dort herrschenden Dichtegefälleindirekt proportional. Wäre die Turbulenzallein für die Verminderung der Absinkgeschwindigkeitver<strong>an</strong>twortlich, so müßten dieSchwebeteilchen zweifellos oberhalb der Sprungschichtl<strong>an</strong>gsamer absinken als in derselben.Wir werden im folgenden zu begründen versuchen,daß nicht Turbulenz <strong>an</strong> sich Teilchen,die schwerer als Wasser sind, in Schwebe zuhalten vermag, sondern daß dies nur dort derFalll ist, wo Turbulenz im Gebiet eines Dichtegefälleswirkt.Folgende Zusammenhänge scheinen uns wahrscheinlich:Die Viskosität des Wassers nimmtmit steigender Temperatur ab und beträgt beispielsweisebei 25° C nur noch die Hälfte derjenigenbei 0° C. Findet nun turbulente Bewegungim Grenzgebiet verschieden temperierterWassermassen statt, so besitzen die Wasserteilchenoder -körper1, die sich in Richtung höhererTemperatur bewegen, zufolge ihrer relativtiefen Temperatur größere Viskosität als diejenigen,die aus der Zone höherer Temperaturstammen und sich in Richtung des Temperaturgefällesverlagern. In der gleichen Zeitsp<strong>an</strong>nemüssen durch eine genügend groß gewähltehorizontale Fläche im Durchschnittgleichviel Wasserteilchen nach oben wie nachunten durchtreten. Infolge der auftretendenReibungskräfte reißen die bewegten «Wasserkörpen>feste Teilchen mit sich, und zwarmüßte bei Homothermie der Wassermasse undspez. Gewicht eins der festen Teilchen ebenfallsgelten, daß pro Zeiteinheit gleichviel Suspensionennach oben wie nach unten durcheine bestimmte Fläche hindurch geführt würden.Sind die festen Teilchen aber schwererals Wasser, so kommt zu den durch die Reibungskräftebewirkten und im Durchschnittgleich großen nach oben und unten gerichtetenBeschleunigungen eine nach unten gerichteteBeschleunigung der Teilchen, die aus ihrerGewichtsdifferenz gegenüber Wasser resultiert.1Wir stellen uns dabei die Durchmischung so vor, daßzuerst kleinere Wasserkörper vertikal verschoben werden,wodurch sich gewissermaßen Schlieren bilden.Diese bewirkt, daß der pro Zeiteinheit zurückgelegteWeg der sinkenden Suspemionen beigleicher Geschwindigkeit der Wasserteilchengrößer ist als derjenige der steigenden. ImDurchschnitt müßte sich also trotz Turbulenzein Absinken der Suspensionen von gleicherGeschwindigkeit wie im ruhenden Wasser zeigen.Findet der betrachtete Vorg<strong>an</strong>g aber imGebiet eines Temperaturgefälles statt, so besitzen,wie wir gesehen haben, die steigendenWasserkörper größere Viskosität als die fallenden,und somit werden sie bei gleicher Geschwindigkeiteinem festen Teilchen auch diegrößere Beschleunigung vermitteln. Die Folgeist ein Ueberwiegen der durch Wasserbewegungerzeugtt>n Beschleunigungskräfte nach oben,·wodurch die Erdbeschleunigung kompensiertwerden könnte. Diese «Kompensationsbeschleunigung»wächst mit zunehmendem Temperaturgefälle,und es muß sich eine Zone desGleichgewichts finden, in der die Suspensionenin Schwebe gehalten werden.Betrachten wir nun Abb. 51 und 52:Sowohl Bieler- wie Murtensee zeigen emdeutliches Extinktionsminimum oberhalb der«Sprungschicht». Ist dieses biologisch bedingtoder h<strong>an</strong>delt es sich um eingeschwemmte Trübungsstoffe?Die Antwort darauf gibt die Sauerstoffkurve.Diese zeigt beim Bielersee einenunbedeutenden Sauerstoffabfall von der Produktions-zur Zehrschicht von ungefähr1 cm3/l. Würde die Trübung in 15 m Tiefedurch Pl<strong>an</strong>kton<strong>an</strong>häufung verursacht, so müßtesich zweifellos im Gebiet des ausgeprägtestenTemperaturgefälles ein Sauerstoffminimum,verursacht durch Oxydation herabfallenderPl<strong>an</strong>ktonleichen, zeigen. Dies ist aber im Murtenseeder Fall, und wir schließen deshalb hierauf ein Pl<strong>an</strong>ktonmaximum in 7 m Tiefe, währendwir im Bielersee mit großer Wahrscheinlichkeitein Maximum von <strong>an</strong>org<strong>an</strong>ischenSchwebestoffen (Flußtrübe) m 15 m Tiefe <strong>an</strong>nehmendürfen.Aufschlußreich sind in Abb. 52 weitere Extinktionsmaximain 13, 17, 20 m Tide, die jedesmalmit einem entsprechenden Sauerstoffminimumin gleicher Tiefe korrespondieren. Gleichzeitigfällt jedes Minimum mit einem kleinerenoder größeren Temperatursprung zusammen,und wir dürfen wohl folgern, daß absinkendePl<strong>an</strong>ktonorg<strong>an</strong>ismen oder eingeschwemmtes org<strong>an</strong>ischesMaterial längere Zeit im Gebiet derTemperatursprünge verweilen, hier gewissermaßeneinen Trübungsschirm bildend, und daßdiese Tiefen deshalb durch vermehrte Sauerstoffzehrungausgezeichnet sind.Ebenso wie im Bielersee verblüfft auch im Murtenseeder schroffe Sauerstoffabfall, der sichhier in ca. 34 m Tiefe findet (Zehrung durchBodensedimente! ) .
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chromatischer Strahlung weitgehend
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Aus einer ersten Messung wurde für
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Abbildung 8Maximale spektrale Licht
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Je größer diese Abnahme, um so gr
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