The exceptional Oder flood in summer 1997 — distribution patterns of the oder discharge in the Pomeranian Bight

Abstract

The exceptional Oder flood in summer 1997 was a unique event in order to investigate the impacts on and the consequences for the ecosystem of the Baltic Sea of about 6.5 km³ additional water loaded with nutrients and contaminants and discharged within only 5 weeks. About 15 institutions participated in this investigation in both the Szczecin Lagoon and the Pomeranian Bight. The Baltic Sea Research Institute Warnemünde studied the water and nutrient inflow, the spreading of the Oder discharge, and the impact of the discharge on the ecosystem. The main topic of the presented investigations is a detailed study of the spatial and temporal spreading of the extreme river discharge in the Pomeranian Bight and the southern Baltic Sea by satellite data, ship observations and continuous buoy measurements as well as numerical modelling.

The meteorological conditions were characterized by mainly easterly winds which guided the outflowing riverine water along the German coast into the Arkona Sea. The spatial and temporal development of the distribution patterns of the Oder discharge was monitored by about 80 Sea Surface Temperature (SST) images of NOAA satellites. Shipborne measurements showed that the vertical extent of the Oder plume ranged between 5 and 7 metres. The concentrations of inorganic nutrients, except higher silicate, were comparable to typical winter/early spring values (seasonal maximum) in this region. The high dilution effect of the flood water reduced the concentration of contaminants and thus, prevented a direct negative impact of trace metals and chlorinated organic compounds on the marine environment. Coupled physical-biochemical modelling in combination with SST-images demonstrated the temporal development and satellite data in the visible spectral range delivered the maximum extent of discharged river water into the southern Arkona Sea where a further western transport was limited by the upwelling region off Hiddensee.

Thus, all detected effects of the Oder flood were confined to the Pomeranian Bight and the southern Arkona Sea, without long-term consequences for the ecosystem.

Zusammenfassung

Das extreme Oderhochwasser im Sommer 1997 war ein einzigartiges Ereignis, um die Auswirkungen und Konsequenzen eines innerhalb von 5 Wochen erfolgten Eintrages von ca. 6.5 km³ mit Nähr- und Schadstoffen belasteten Wassers auf das Ökosystem der Ostsee zu untersuchen. Etwa 15 Institutionen nahmen an den Untersuchungen im Stettiner Haff und in der Pommerschen Bucht teil. Das Institut für Ostseeforschung Warnemünde bearbeitete den Wasser- und Nährstoffeintrag, die Ausbreitung des Oder Ausstroms und die Auswirkungen auf das Ökosystem. Schwerpunkt der vorliegenden Untersuchungen ist die Analyse der räumlichen und zeitlichen Ausbreitung des extremen Flußwasserzustroms in der Pommerschen Bucht und der südlichen Ostsee auf der Grundlage von Satellitendaten, Schiffs- und kontinuierlichen Bojenmessungen sowie numerischer Modellierung.

Die meteorologischen Bedingungen waren im wesentlichen durch östliche Winde charakterisiert, die das ausströmende Flußwasser entlang der deutschen Küste in die Arkonasee führten. Die räumliche und zeitliche Entwicklung der Verteilungsmuster des Oderausstroms wurden anhand von 80 Szenen der Wasseroberflächentemperatur (SST) aufgenommen durch NOAA-Satelliten verfolgt. Schiffsmessungen zeigten, daß die vertikale Ausdehnung der Oderwasserfahne zwischen 5 und 7 Metern lag. Die Konzentrationen der anorganischen Nährstoffe mit Ausnahme von höheren Silikatgehalten waren mit den Werten des Winters bzw. zeitigen Frühjahrs (saisonales Maximum) in dieser Region vergleichbar. Die hohe Verdünnung des Flutwassers reduzierte die Konzentration der Schadstoffe und verhinderte damit direkte negative Auswirkungen der Schwermetalle und chlorierten organischen Komponenten auf die marine Umwelt. Gekoppelte physikalisch-biochemische Modellierung demonstriert in Kombination mit SST-Bildem die zeitliche Entwicklung, und Satellitendaten im sichtbaren Spektralbereich lieferten die maximale Ausdehnung des eingetragenen Flußwassers in die Arkonasee. Das Auftriebsgebiet vor Hiddensee begrenzte einen weiteren westwärts gerichteten Transport.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß alle gemessenen Effekte des Oderhochwassers auf die Pommersche Bucht und die südliche Arkonasee beschränkt waren und ohne nachhaltige Konsequenzen für das Ökosystem blieben.