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Limnologie - Lage und Vorkommen von Sprungschichten

Dieses Thema im Forum "- Natur- und Gewässerschutz" wurde erstellt von Thomas II, 20. September 2006.

  1. Thomas II

    Thomas II Neuer Petrijünger

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    Hallo Kollegen,

    gestern wurden in einem anderen Thema 2 interessante Thesen aufgestellt, die mich (ich übertreibe absichtlich etwas) kaum haben schlafen lassen ;):

    a) eine Sprungschicht könne sich in Seen auch in 1-3m Wassertiefe ausbilden
    b) es könne Sprungschichten auch in Flüssen geben

    Mit diesen Thesen wollen wir uns möglichst vorbehaltlos auseinandersetzen, sie eben gemeinschaftlich diskutieren.

    Dazu verwenden wir zunächst ein wenig Anschauungsmaterial, geschaffen für einen Normalfall:

    [​IMG]

    Die Schichtenausbildung, die zumindest für tiefere stehende Gewässer sicher ist, wird durch Dichteunterschiede hervorgerufen.
    Die obere Graphik zeigt die sog. Dichteanomalie von Wasser, das bei +4° C. seine höchste Dichte hat.

    Im Verlauf der Jahreszeiten treten miktische Phasen (=Durchmischungsphasen) und Stagnationsphasen auf. Dabei sind die tieferen Gewässer unserer Breiten dimiktisch, also zweifach durchmischt, und zwar im Frühjahr und im Herbst:

    [​IMG]

    Im Frühjahr erwärmt sich das Wasser auf die besagten +4° C., da es weder Temperatur- noch Dichteunterschiede gibt, kann der Wind den gesamten Seenkörper durchmischen.

    [​IMG]

    Im Sommer befindet sich kühleres Wasser in der Tiefenschicht (Hypolimnion), ständig erwärmtes Wasser an der zirkulierenden Oberflächenschicht (Epilimnion).
    Die Trennschicht zwischen beiden Körpern ist die Sprungschicht (Metalimnion, durch das Temperaturknie symbolisiert), eine Diffusionsbarriere für Sauerstoff und Nährstoffe.
    Wegen der Temperatur- u. Dichteunterschiede kann der Wind nicht mehr tief genug eingreifen, um eine Vollzirkulation zu erzeugen.

    [​IMG]

    Im Herbst tritt die zweite Zirkulationsphase ein. Temperatur- u. Dichteunterschiede sind nach der Abkühlung vernachlässigbar gering, die Herbststürme können den gesamten Seenkörper durchmischen.

    [​IMG]

    Im Winter bedeckt Eis die Oberfläche, nun befindet sich mit +4° C. das 'wärmste' Wasser am Grund, die Lebensversicherung für die im See lebenden Organismen.

    Soweit der Schnelldurchlauf durch die Phasen unseres dimiktischen Sees ...


    Nun zu den beiden Thesen ... zu denen ich folgende Fragen loswerden möchte:

    1) Wie kann sich zwischen 1 und 3m eine Sprungschicht ausbilden? Es bestehen ja so gut wie keine Temperatur- u. somit Dichteunterschiede ...

    2) Wie kann sich in einem Fluss eine Sprungschicht ausbilden? Schließlich besteht über den Abfluss des Gewässers bis zur Mündung ein stetiger horizontaler Transport ...

    Vermutet ihr lediglich, Ralf und Greifswalder, dass in euren Modellgewässern, dir ihr uns hoffentlich noch genauer vorstellt, eine Sprungschicht bestanden hat oder konntet ihr sie evtl. messtechnisch abbilden? Z.B. über Temperaturmessungen, eine Darstellung auf einem Echolot o.ä.?

    Zusätzlich hoffe ich auf zahlreiche Kollegen, die Angaben zur Tiefenlage einer sommerlichen Sprungschicht in ihrem Hausgewässer (möglichst mit Durchschnitts- u. Maximaltiefe des Gewässers) machen können.

    Ich bin gespannt, was sich an Informationen ansammeln wird ... bin in bezug auf die Thesen durchaus skeptisch, aber auch überaus wissbegierig.


    Gruß, Thomas
     
    Zuletzt bearbeitet: 20. September 2006
  2. Florian R.

    Florian R. Allrounder

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    Um kurz was zum Thema zu sagen, also in einem fließendem Gewässer ist es doch unmöglich, dass sich eine Sprungschicht im üblichen Sinne ausbildet, da eine ständige Durchmischung vohanden ist.

    Was ich festgestellt habe ist, dass beim Baden in Gewässern mit einer durchschn. Tiefe von ca 3m (max 5m) an den Fussspitzen es zu einer erheblichen Abkühlung kommt, wenn man weiter raus schwimmt. Das sollte dann eine Tiefe von ungefähr 1,50 -1,80m gewesen sein. Aus Erfahrung würd ich sagen, dass das Wasser dort unten ca 5 Grad kälter war als oben. Die Erfahrung müsste doch jeder schon gemacht haben oder? Ist das denn dann die Sprungschicht gewesen oder sollte es dafür noch andere Erklärungen geben, ausser eine kalte Quelle oder so?

    gruss flo
     
  3. Thomas II

    Thomas II Neuer Petrijünger

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    Hallo Florian,

    jo, die Erfahrung habe ich selbst schon beim Schwimmen gemacht.

    Die Tiefenangaben Deines Badesees passen ziemlich genau auf einen See in Berlin, meinen Lieblingssee (den Hundekehlesee).

    Der bildet aber keine Sprungschicht aus, weil er zu flach ist ... für den Hundekehlesee lässt sich das kühlere Wasser im Bereich der Zehenspitzen erklären, weil über eine Pumpe kühleres Tiefenwasser der Havel eingelassen werden kann.
    So etwas dürfte für Deinen See ausfallen ...

    Ich tippe darauf, dass Dir die Differenz von 5° nur so vorkommt, in Wirklichkeit aber wesentlich geringer ist (vielleicht 1,5-2 °).
    Im Sommer nimmt die Temperatur in Seen pro m Tiefe ungefähr um 1° ab.

    Die Sprungschicht liegt genau in der Tiefe, in der man auf einen Meter Tiefendifferenz eine schlagartige Temperaturdifferenz von 5-6 ° feststellen kann.

    In einem See in Schleswig-Holstein (etwa 30m Maximaltiefe) habe ich mit Temperaturmessungen an Wasserproben, die ich jeweils in Abstand von 1m von Oberfläche bis zum Grund geholt habe, die Lage der Sprungschicht bei etwa 12,5m ermitteln können.


    Thomas
     
  4. Thunfisch

    Thunfisch Super-Profi-Petrijünger Gutachter-Kollegium

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    moin,

    nun ist der Sommer ja fast schon wieder Geschichte und damit auch das Phänomen "Sprungschicht". Mal völlig unabhängig von der Tiefe in der sich die Sprungschicht in Seen ausbildet, ist doch die für uns Angler viel wichtigere Frage, welche Konsequenzen hat das für das Angeln?
    Wo halten sich denn welche Fische auf - Stichwort Sauerstoffgehalt.
    In welcher Tiefe muß/soll ich meinen Köder präsentieren? Gibt es ein typisches Verhalten von Fischen gegenüber der Sprungschicht (ziehen sie sich auf den Grund zurück, oder halten sie sich eher in den oberen, warmen Schichten auf?
    Ist das Verhalten Artabhängig (Forelle/Brasse) aufgrund des unterschiedlichen Sauerstoffbedarfs?
    Beispiel: wenn ich es mal auf Seeforellen abgesehen habe, muß ich die dann unter der Sprungschicht suchen, weil dort möglicherweise eine höhere Sauerstoffsättigung aufgrund der niedrigeren Temperatur herrscht (und ist das überhaupt so?), oder halten die sich eher oberflächennah auf weil es dort so kuschelig warm ist?
    Fragen über Fragen.
    @Thomas: deine Frage "1) Wie kann sich zwischen 1 und 3m eine Sprungschicht ausbilden? Es bestehen ja so gut wie keine Temperatur- u. somit Dichteunterschiede ..." verstehe ich so nicht. Ich würde die Frage gerne umdrehen: Warum kann in dieser Tiefe keine Sprungschicht entstehen? Temperatur- und damit auch Dichteunterschiede können doch ursächlich nur durch die Sonneneinstrahlung entstehen. Es leuchtet mir nicht ein, dass dieser Vorgang nur ab einer bestimmten Tiefe stattfinden soll. Die Durchmischung unterschiedlich warmen Wassers entgegen der Dichtedifferenz benötigt Energie (Wind, Strömung Bspw. in Flüssen). Ist kein Wind als Triebfeder der Durchmischung vorhanden, kann sich die Sprungschicht ausbilden. Das sollte doch grade zu Beginn des Sommers bei länger anhaltender Windstille eher im oberen Gewässerbereich stattfinden, oder?

    Gruß Thorsten
     
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  5. Thomas II

    Thomas II Neuer Petrijünger

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    Ja, Konsequenzen hat die Sprungschicht ... für die Fische und natürlich auch für uns Angler.
    Aber nacheinander ...

    Wo halten sich denn welche Fische auf - Stichwort Sauerstoffgehalt.


    Wenn sich eine Sprungschicht ausbildet, kann aus den oberen Schichten kein Sauerstoff nachdiffundieren.
    Nun hängt es davon ab, wieviel abgestorbenes organisches Material sich bereits am Grund befindet, denn: sauerstoffzehrende Abbauprozesse laufen ja weiter.
    Die Folge ist, dass der Wasserkörper unterhalb der Sprungschicht (das Hypolimnion) immer mehr Sauerstoff verliert, bis schließlich kaum welcher oder keiner mehr vorhanden ist.
    Die Zone ist anerob geworden ... dort können sich dann nur noch Fische aufhalten, die maximal unempfindlich gegenüber niedriger oder fehlender Sauerstoffsättigung sind, das sind nur wenige Arten.
    Der ganze (große) Rest wird sich immer überhalb der Sprungschicht aufhalten.

    Der Verlust von Sauerstoff geschieht natürlich nicht von heute auf morgen ... wirksame Faktoren sind
    - die Lage der Sprungschicht (Tiefe)
    - die Dauer ihrer Ausbildung
    - die Mächtigkeit des Hypolimnions
    - die Menge des am Grunde liegenden Bestandsabfalls, der abgebaut wird (höher in eutrophen Gewässern)


    In welcher Tiefe muß/soll ich meinen Köder präsentieren? Gibt es ein typisches Verhalten von Fischen gegenüber der Sprungschicht (ziehen sie sich auf den Grund zurück, oder halten sie sich eher in den oberen, warmen Schichten auf?

    Der Köder sollte immer knapp überhalb der Sprungschicht präsentiert werden. Aber warum?
    Innerhalb der Sprungschicht stehen die großen Räuber (Hechte, Zander usw.) und jagen aufwärts gerichtet in die knapp überhalb der Sprungschicht verteilt stehenden Fischschwärme.

    Letztere stehen und fressen genau dort, weil ja von oben genügend Bestandsabfall herabrieselt und wegen der schlagartig zunehmenden Wasserdichte bei der Sprungschicht beim Sinken sozusagen abgefangen/aufgehalten wird. Knapp überhalb der Sprungschicht schweben also Futterwolken ... ein Angebot, das gerne angenommen wird, bevor es nach Durchtritt durch die Sprungschicht verloren geht.

    Die Sprungschicht ist für ein- oder mehrzellige Kleinorganismen (Zooplankter, Algen) sehr gefährlich ... sinken sie unterhalb diese ab, sind sie bereits Bestandsabfall, denn das Hypolimnion ist für sie Todeszone.
    Nicht, weil dort vom Grund bis unterhalb die Sprungschicht Sauerstoff fehlen kann, sondern weil sie die Barriere aktiv von unten nicht mehr zu durchstoßen vermögen.
    Nur Blaualgen beherrschen diesen Trick ... sie holen sich im Hypolimnion gelöste Nährstoffe, die allen anderen Algen nicht mehr zur Verfügung stehen, und bewegen sich ativ wieder in die lichtdurchfluteten (trophogenen) Schichten ... dort kann dann wieder Photosynthese stattfinden.

    Deshalb haben alle diese Kleinorganismen Strategien entwickelt, ihren Abtrieb zu mindern (Einlagerung v. Öltröpfchen) oder ihm entgegenzuwirken (aktives Schwimmen über Geißelschläge).

    Also, Seeforellen: stehen ebenfalls genau in oder knapp überhalb der Sprungschicht ... in oligotrophen Gewässern (wenig Bestandsabfall am Grund) können sie sich auch einen Ausflug unterhalb der Sprungschicht leisten, die sauerstoffzehrende Zone muss ja nicht bis hinauf zur Sprungschicht reichen.


    Ich würde die Frage gerne umdrehen: Warum kann in dieser Tiefe keine Sprungschicht entstehen? ...
    Ist kein Wind als Triebfeder der Durchmischung vorhanden, kann sich die Sprungschicht ausbilden.


    Auch ohne Wind ereignet sich Durchmischung. Pro m Tiefendifferenz sinkt in den Oberflächenschichten die Temperatur um etwa 1° C.
    Nachts kühlt die oberste Schicht von bspw. 25 auf 23 ° ab, in 1m Tiefe sind 24 °.
    Also ist die oberste Schicht kälter und somit dichter (schwerer) geworden, sie sinkt nach unten, das Wasser von ehemals 1m Tiefe wird quasi 'nach oben gedrückt', kühlt sich dort ab, sinkt wieder nach unten... und und und. Diese Phänomene spielen sich vor allem in den Oberflächenschichten ab. Man nennt das auch thermische Konvektion.

    Aber im Sommer gibt es ja auch Wind, nur meist keine so kräftigen wie Frühlings- oder Herbstwinde (Stürme).
    Die obersten Meter eines Sees werden also immer zirkulieren, selbst ohne Wind ... also kann sich dort auch keine Sprungschicht bilden.
    Die benötigt für eine stabile Schichtung eben höhere Temperatur-/Dichtedifferenzen ... die dort nicht bestehen können, weil im Epilimnion stets Zirkulation herrscht.

    Umgedreht kann man sagen, dass die Tiefenlage der Sprungschicht auch die maximale Eingriffstiefe eines kräftigen Sommerwindes darstellt.
    Ab der Sprungschicht widerstehen die Wasserschichten der Kraft des Windes wegen ihrer Dichte (Schwere), ihrer 'Trägheit'.
     
    Zuletzt bearbeitet: 26. September 2006
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  6. Peter85

    Peter85 Weißfischfan

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    Hallo,

    interessantes Thema, finde ich. Danke für die Beiträge.

    Nun bin ich zwar kein Gewässerkundler (ist das die richtige Übersetzung für Limnologe?), war aber in jüngeren Jahren mal recht aktiver Sporttaucher. Als solcher kriegt man Temperaturwechsel in unterschiedlichen Wassertiefen so zu sagen am eigenen Leib mit.

    Bei uns gibt es viele Baggerseen, die typischer Weise 5m, 10m oder 15m tief sind, je nach dem bis zu welcher Tiefe dem Abbauunternehmen der Kiesabbau vom Amt genehmigt wurde. Bereits in den 5m Seen kann es bei uns im Sommer sehr ausgeprägte Temperaturunterschiede geben, von etwas über 20°C im Oberflächenbereich, herunter auf etwa 8 bis 10°C im Grundbereich. Diese Seen haben keine natürlichen Zuläufe, und werden fast ausschließlich vom aufsteigenden Grundwasser gespeist. Taucht man von der Oberfläche Richtung Grund, so ändert sich die Wassertemperatur in den oberen, vom Sonnenlicht durchfluteten Metern zunächst kaum. Irgendwann kommt dann aber der berühmte Temperatursprung, in der sich z.T. wirklich innerhalb eines Meters Tiefenunterschied die Temperatur um mehr als 5°C ändern kann.

    Das faszinierendste Erlebnis dieser Art hatte ich allerdings am Lago di Iseo (tiefer Gebirgssee in Norditalien): Mein Tauchpartner und ich stiegen am frühen Nachmittag am Westufer ein. Hier hat der Seeboden etwa 60 Grad Gefälle, also Böschungsähnlich. Das Oberflächenwasser hatte angenehme Badetemperatur, und eine Sichttiefe von etwa 2 Meter. Einen Steinwurf vom Ufer entfernt ließen wir uns langsam mit unseren Tarierwesten (die "Schwimmblase" des Tauchers) nach unten sinken.

    In 12 Meter Tiefe änderte sich die Umgebung dann schlagartig. An meinen tiefer liegenden Beinen fühlte ich den krassen Temperatursturz sogar durch meinen 6mm dicken Neopren, während mein Gesicht noch einen Augenblick im Warmen war.

    Auf 13 Meter angekommen zeigten unsere Instrumente eine Wassertemperatur von 5°C. Ab hier war das Wasser glasklar, geschätzte Sichtweite unter Wasser 30 bis 40 Meter - für einen Tauchgang im Süßwasser ein absoluter Traum. Vor uns gähnte im trüben Dämmerlicht ein schier bodenloser Abgrund.

    Wir blieben auf etwa 15 Meter Tiefe knapp über dem kiesigen Grund und paddelten mit langsamen Flossenschlägen parallel zum Ufer. Was wir dann sahen habe ich noch Heute vor meinem geistigen Auge als sei es gestern gewesen: Aalrutten, eine nach der anderen!

    In unregelmäßigen Abständen von so im Schnitt 5 bis 10 Meter waren auf dieser stark abschüssigen Geröllhalde immer wieder größere Gesteinsbrocken von Fußball- bis Schlauchbootgröße liegen geblieben. Die Quappen hatten sich zum Halbkreis zusammengedreht, und nutzten den Platz direkt oberhalb der einzelnen Steinbrocken allem Anschein nach als Lagerstätte. Fast jeder Steinbrocken hatte so seinen eigenen Hausherren.

    Die auf dem Grund liegenden Fische ließen uns weniger als 1 Meter an sich ran! Erst als ich versuchte eine mit der Hand zu berühren machte sie einen 2-Meter-Satz und verschwand dann majestätisch dahinschwebend in der Tiefe. Die Tiere machten wirklich fast den Eindruck, als würden sie schlafen - wären es keine Fische gewesen hätte ich gesagt sie machten ein Nickerchen!

    Ein wirklich einmaliges Erlebnis, an das ich gerne zurück denke!
     
  7. Thomas II

    Thomas II Neuer Petrijünger

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    Prima Beitrag, Peter :klatsch

    Du kannst über Deine 'Erfahrungen am eigenen Leibe' also zumindest den Normalfall bestätigen ... dass eine Sprungschicht also doch 'relativ tief' liegt.

    Nun jagen wir in diesem Thema aber auch etwaigen Anormalitäten nach ... ist eine Konstellation vorstellbar, die in Flüssen eine Sprungschicht erzeugt ... oder in Seen eine in Flachbereichen von wenigen Metern?

    Ralf und Greifswalder haben sich leider noch nicht beteiligt ... ich hoffe immer noch auf ihre gewässerbeschreibenden Beiträge.

    Ich hatte insgeheim sehr gehofft, dass auch ein Taucher persönliche Erlebnisse bei Tauchgängen in's Thema hineinschreibt ... wenn man mit den Suchwörtern 'Sprungschicht+Tauchen' googeln geht, findet man auf sehr vielen Tauchseiten Hinweise wie 'die Sprungschicht lag bei 3,4 oder 5m' ...
    auf anderen Seiten: Sprungschicht lag bei 11m, bei 13m ...

    Welche Taucher haben nun recht, welche haben sich geirrt? Wenn sich einige Taucher geirrt haben ... welche Gruppe, und vor allem warum?
    Die Frage bleibt spannend ... vielleicht kannst Du Peter, zu ihrer Lösung noch etwas beitragen ...
    Ich zumindest habe so eine zarte Ahnung ... :grins

    Da meine Tauchgänge nur in Salzwasser stattgefunden haben, kann ich lediglich auf die Schilderungen eines meiner besten Freunde zurückgreifen:
    "Ich habe die Sprungschicht in einem Süßwassersee bei der Ausbildung gesehen".

    Unter guten Sichtbedingungen ist die Sprungschicht eine wabernde, flimmrige Schicht, die wie eine bewegliche 'Membran' die Wasserkörper teilt.
    Es sind dann optische Brechungsphänomene, die sie so gut sichtbar machen ... war mir leider noch nicht vergönnt, jemals eine zu sehen. :mad:


    Thorsten schrieb in seinem letzten Beitrag:
    Temperatur- und damit auch Dichteunterschiede können doch ursächlich nur durch die Sonneneinstrahlung entstehen

    Das ist nur die halbe Wahrheit ... Dichteunterschiede können natürlich auch bestens über gelöste Salzmengen auftreten ...

    Nehmen wir als Beispiel die Ostsee ... wie bekannt ein salzarmes Meer. Dort wird sommers nicht eine Sprungschicht ausgebildet, sondern deren 2.

    Wie kann es dazu kommen?
    Die erste Sprungschicht findet sich meist so bei 20m ... hier verhält sich die Ostsee wie ein Süßwassersee, die obere Sprungschicht ist thermischer Natur.

    In genügend tiefen Bereichen, so um die 60m herum, findet sich allerdings noch eine zweite ...
    Erklärung: im Tiefenwasser der Ostsee herrscht höhere Salzkonzentration als in den Oberflächenschichten ... die untere Sprungschicht ist haliner Natur, sie trennt salzarmes Oberflächen- von salzreichem Tiefenwasser.
    Die Tiefenwasserschichten der Ostsee werden, teilweise durch die geologische Beckenstruktur des Gewässers bedingt, nur alle paar hundert Jahre mal aufwärts bewegt oder gar ausgetauscht ...

    ~~~
    Das führt uns nun wieder zu den Thesen von Greifswalder und Ralf ... der Ryck ist ein küstennahes Fließgewässer, in das über Tidenhub Salzwasser einströmen könnte (also landeinwärts).
    Wie werden sich Süß- u. Salzwasser mischen? Welche Rolle könnte der küstenwärts ja doch frischere Wind dabei spielen? Und welche die Temperatur der Wasserschichten?

    Welche Gewässer hat Ralf in bezug auf solche Anormalitäten im Auge?

    Und: wurden solche postulierten Sprungschichten schon einmal wissenschaftlich dokumentiert?

    Bleiben wir also gespannt, das Thema ist so schnell noch nicht durch ;)
     
    Zuletzt bearbeitet: 26. September 2006
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  8. Angelspezialist

    Angelspezialist Super-Profi-Petrijünger

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    Eigentlich wollte ich mich zu diesem Thema nicht zu Wort melden, da ich dies den Experten wie unserem Biologen Thomas überlassen wollte. Aber da mich Thomas nun darum bat und dieses Thema ja hochinteressant ist, schreib ich eben doch ein paar Worte.

    Mit wissenschaftlich fundierten Aufzeichnungen kann ich leider nicht dienen. Es war etwa im Jahre 1989 als ich durch einen Artikel in einer Angelzeitschrift das erste Mal auf die "Sprungschicht" aufmerksam wurde. Daraufhin kaufte ich mir damals diesen kleinen wasserdichten Temperaturmesser, den man normal mit der Angel ausbringen konnte, um die Wassertemperatur in verschiedenen Tiefen zu messen (die Angaben werden bei so einem billigen Gerät wohl nicht absolut zuverlässig sein, jedoch ein guter Anhaltspunkt).

    Erstes Testobjekt war ein etwa 20 ha großer stillgelegter Kiessee (ohne unter- oder oberirdischen Zulauf, grundwassergespeißt) im naheliegenden Elsaß. Zeitpunkt war in den heißen Sommermonaten. Meßpunkt war nicht ganz die Seemitte, aber etwa die tiefste Stelle des Sees von ca. 11,5 Metern. Wie gesagt, habe ich keine Aufzeichnungen gemacht, kann mich aber noch recht gut an das Ergebnis erinnern. Oberflächentemperatur war 23 Grad, ein Meter tiefer 21,5 Grad, bei zwei Metern kam ein Sprung auf 13,5 Grad! Darunter war die Temperaturabnahme minimal. Somit folgerte ich, dass die Sprungschicht bei etwa 1-2 Metern lag. Wissenschaftlich belegen kann ich dies natürlich nicht.

    Zwei weitere Versuche folgten im gleichen Sommer (danach flog mir der Temperaturmesser bei einem Gewaltwurf auf Nimmerwiedersehen davon...) bei zwei anderen Gewässern, die ähnliche Ergebnisse brachten. Das heißt jedoch nicht, dass es überall so sein muss. Dazu sind einfach zuviele Faktoren entscheidend, so dass man die Tiefe der Sprungschicht auch nicht mit einer durchschnittlichen Angabe generell festlegen kann. Sie kann wesentlich tiefer liegen oder auch höher. Zudem gibt es ja auch unterschiedliche Arten von Sprungschichten, die unterschiedliche Ursachen und Wirkungen haben. Aber da habe ich ehrlich gesagt keine Ahnung von.

    Hierzu noch ein Zitat von Dipl.-Biologe Rolf Schwarzer aus der AngelWoche Ausgabe 18/2006:

    "Die Sprungschicht kann sich in ganz unterschiedlichen Tiefen ausbilden. Meistens liegt sie im Bereich zwischen einem und zwei Metern, was man sehr deutlich spüren kann, wenn man sich beim Schwimmen einmal senkrecht ins Wasser stellt: Urplötzlich wird es an den Füssen eiskalt. Dann hat man die Sprungschicht durchstossen! Die Temperaturdifferenz an der Sprungschicht kann durchaus bis zu 10°C betragen"
     
    Zuletzt bearbeitet: 26. September 2006
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  9. Thunfisch

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    Hi,

    da ich selbst auch schon mehrere Tauchgänge in verschiedenen Süßwasserseen (um die geht es doch,oder?) unternommen habe, kenne ich sowohl das optische Phänomen - Lichtbrechung durch unterschiedliche Dichte) als auch den direkt körperlich zu verspürenden Effekt der drastischen Abkühlung. Letzterer wird um so deutlicher, wenn ich quasi "stehend" abtauche. Während die Füße schon frieren, befindet sich der Oberkörper noch im wohlig warmen Oberflächenwasser. Deutlicher - weil unmittelbar spürbar wird der Unterschied wenn man ohne Anzug und Gerät schnell kopfvoran abtaucht. Nun bin ich zwar ein guter Skindiver, aber im relativ trüben Wasser unserer Binnenseen komme ich garantiert nicht unter ca. 10 Meter Wassertiefe. Was man aber leicht feststellen kann ist, die Sprungschicht (wenn es denn eine ist) liegt im Verlauf eines Sommers nicht immer in der gleichen Tiefe. deshalb:
    " findet man auf sehr vielen Tauchseiten Hinweise wie 'die Sprungschicht lag bei 3,4 oder 5m' ...auf anderen Seiten: Sprungschicht lag bei 11m, bei 13m ..." Welche Taucher haben nun recht, welche haben sich geirrt?
    Tja, ich glaube ja beide Fraktionen haben Recht. Je nachdem wann und wo ich tauche werde ich die Sprungschicht in unterschiedlichen Tiefen antreffen.

    Was die Abnormalitäten angeht: ich glaube nicht, dass sich in Fließgewässern eine Sprungschicht ausbilden kann. Dafür sind die Voraussetzungen (stabile Schichtung) nicht gegeben. Weiter glaube ich nicht, dass eine S. in relativ niedriger Tiefe eine "Abnormalität" ist. Ich glaube viel mehr, dass dieser Zustand nur von begrenzter Dauer ist, weil die Durchmischung ständig stattfindet und damit die S. doch rel. schnell nach unten wandern wird.
    Ob, und wenn, dann in welcher Tiefe es zu sowas wie einem "Gleichgewicht" zwischen thermischer Dissoziation (thermische Konvektion) und Schichtung aufgrund unterschiedlicher Dichte kommt, weiß ich leider auch nicht.

    Gruß Thorsten
     
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  10. Thomas II

    Thomas II Neuer Petrijünger

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    Hmmm ... ich werde heute also zweifellos wieder schlecht schlafen.

    Womit fange ich an?

    Mit dem Zitat des Herrn Schwarzer:
    Das gehört mit zum ausgemachtesten Unsinn, den ich in meinem Leben bisher gelesen habe ... leider!

    Ich habe das Gefühl, dass Herr Schwarzer nicht einmal weiß, was eine Sprungschicht ist ... hat man leider öfters bei Angelpresse-Assoziierten ('Spezialisten'). Da weiß es jemand auch nicht so genau, versucht aber, es anderen gegenüber plastisch darzustellen ...

    Die Temperaturrezeptoren, die über den menschlichen Körper verteilt sind, taugen nur zu simplen Warm-/Kalt-Messungen ... sowas wie zu warm / zu kalt ... als Anzeichen für Gefahr.

    Beispiel: wer ist schon einmal bei 35° C. im Hochsommer in 25° C. 'kaltes' Wasser gesprungen? ... da hat man kurzzeitig Beklemmungen über'm Brustkasten ... es wird als 'sehr kalt empfunden' ... obwohl der Unterschied nur 10° C. ausmacht, alles weiterhin aber 'sehr warm' ist.

    Die Ausbildung einer thermisch bedingten Sprungschicht bei 2m ist allein wegen der Konvektionsphänomene absolut auszuschließen... die über einen Temperaturgradienten unmittelbar verbundenen Wasserschichten betreiben darüber hinaus auch eifrig Wärmeaustausch (Wärmeleitung) in Richtung Durchschnittstemperatur.
    Hier zum Nachlesen für Interessierte der Wikipedia-Link:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Konvektion

    Nun haben wir aber ein Problem, nämlich 2 grundsätzlich verschiedene Messungen, einmal von Peter, einmal von Ralf:

    - Peter konnte über Temperatur-Messungen mit Tauchgeräten die Sprungschicht in einem tiefen See auf die logische Tiefe von 12-13m festlegen ... noch optisch gestützt durch die plötzlich klare Sicht unterhalb des Metalimnions. An dieser messung habe ich keinen Zweifel.
    - Ralf hat in einem 11,5m tiefen Kiessee mit einem 'Wurfthermometer' bei 2m einen Temperatursturz von 8,5 ° C. von 1 auf 2m gemessen ... und das nicht nur einmalig (die absolute Genauigkeit des Geräts müssen wir erstmal nicht berücksichtigen, es reichte ja aus, wenn es auf etwa ein Grad genau anzeigen würde).

    Das letztgenannte Ergebnis kann ich bisher nicht einmal im Ansatz erklären :nixweiss: ... schließe aber kategorisch aus, dass die gemessene Temperaturdifferenz wirklich bestanden haben kann. Es muss eine Fehlmessung sein ... war das ein digitales Gerät? Wurde es von einem Boot abgelassen? Weitwurf? Also eher nicht ....oder?
    Was für eine Skala hatte es?
    Warum bist Du Dir sicher, Ralf, dass Deine Probe aus 2m wirklich aus der Tiefe von 2m gestammt hat ...? Wie konnte das das Gerät bei Wurf überhaupt sicherstellen? Wieviel WG hatte das Gerät etwa?

    An einem Punkt stimmt da etwas nicht .... wir kommen gemeinsam noch darauf, welcher entscheidende Punkt es war.

    Bei limnologischer Probenentnahme wird ein öffenbares/verschließbares Gefäß direkt von einem Boot senkrecht abgelassen und die Probe aus sichergestellter Tiefe direkt nach Ankunft an der Oberfläche auf die Temperatur hin gemessen ... heutzutage mag es modernere Geräte mit direkter Übertragung an's Boot geben, die Messgenauigkeit passt aber auch damit.

    Das ist vergleichbar gut wie ein genauer Tauchcomputer ...
     
    Zuletzt bearbeitet: 26. September 2006


  11. Angelspezialist

    Angelspezialist Super-Profi-Petrijünger

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    Thomas,

    sei mir nicht böse, aber wie bereits gesagt, kann ich meine Angaben nicht wissenschaftlich belegen und wollte sie daher erst gar nicht zur Diskussion stellen (zumal ich auch weiß wie beharrlich Deine Argumentation ist). ;)

    Dass ein Biologe die Argumentation eines Dipl.-Biologen als "ausgemachtesten Unsinn" ansieht, verwundert mich nun doch etwas.

    Jedoch muss ich kurz auf ein Argument von Dir, Thomas, eingehen. Was das Temperaturempfinden des menschlichen Körpers angeht, hast Du natürlich recht. Wenn aber jemand in einem Baggersee schwimmt, hat sich der Körper bereits auf die Wassertemperatur eingestellt, so dass 5 bis 10 Grad Temperaturunterschiede sehr wohl genau wahrgenommen werden können. Weshalb ertrinken jedes Jahr einige Schwimmer in tiefen Baggerseen? Eben, wegen den extremen Temperaturunterschieden, die durch Verlagerungen der Schichten beim Durchschwimmen plötzlich auftreten und zu Muskelkrämpfen führen - also nicht die oberen Hautschichten betreffen. Natürlich sind nicht alle derartigen Unfälle auf Sprungschichten zurückzuführen, aber ich kenne einige Baggerseen die keine kalten Zuläufe haben, die bereits aus o.g. Gründen einige Todesopfer gefordert haben. Dies nur mal nebenbei. ;)

    Weiter gebe ich zu Bedenken, dass evtl. nördliche (Berliner) Gewässer recht tief sind und daher, sowie aus vielen anderen Gründen (Gewässersichtigkeit, Winde etc.), die Sprungschicht teilweise recht tief liegt. Bei uns im Süden gibt es jede Menge an Gewässern die nicht tiefer als 3-5 Metern sind. Laut Deiner Theorie, Thomas, dürfte es in allen diesen Seen keine Sprungschicht geben. Sehe ich das richtig? :confused:
     
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  12. Thomas II

    Thomas II Neuer Petrijünger

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    Hallo Ralf,

    wenn wir solch ein komplexes Thema diskutieren, gehören meines Erachtens alle Bausteine an Informationen (auch persönlichen Erlebnissen) zusammengetragen. Insofern waren Deine Informationen wichtig ... ich bewerte sie nicht danach, ob sie in mein erklärerisches Konzept passen.

    Aber: Herr Schwarzer unterscheidet ja nicht einmal nach Gewässertypen (Meere, Flüsse, Seen) ...
    Jemand, dem der Begriff Sprungschicht das erste Mal unterkommt, könnte dem Zitat (berechtigt) entnehmen, dass sie in den meisten Meeren und Flüssen bei 1-2m Tiefe liegt. :shock

    Die Messungen von Peter (Tauchcomputer) und mir (limnologisches Gerät) wären für Seen dann bereits Ausnahmen, Anormalitäten.

    Die Äußerung widerspricht allem, was ich in Jahren meines Studiums gelernt habe ... :augen
    Und das wirft man doch nicht sogleich über Bord, nur weil ein anderer Biologe meint, es wäre alles ganz anders. (?)

    Richtig, in 3-5m tiefen Gewässern werden auch im Sommer keine Sprungschichten ausgebildet. Die Vollzirkulation reicht bis zum Grund.

    Gegenfrage, seien wir mal weniger wissenschaftlich: fangt ihr in den flachen Seen im Hochsommer Fische auf 5m?
    Wenn ja, was treiben sie dort, wenn durch die Zehrung in dieser Tiefe kein Sauerstoff mehr vorhanden ist?
     
  13. Angelspezialist

    Angelspezialist Super-Profi-Petrijünger

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    In den Sommermonaten erwärmen sich diese flachen Gewässer logischerweise recht schnell. Für den Fischfang bedeutet dies meist, dass Salmoniden und andere Raubfische oberflächennah ihre Nahrung aufnehmen und Friedfische sehr oft ufernah. Die tieferen Bereiche haben oftmals geringere Fangaussichten. Das trifft jedoch meist auf trübere Gewässer zu. Bei klaren Gewässer kann das andersum sein. Zudem spielt bei kleineren Gewässern auch der Windeinfall eine Rolle. Ist der See in einem Loch bzw. von Wald umgeben ist die Zirkulation kaum vorhanden, gegenüber anderen Seen in der kaum bewaldeten Flachzone. Eine generelle Regel kann man von dem allen nicht ableiten, da einfach zuviele Faktoren mitwirken und jedes Gewässer seine Eigenarten (Fischpopulation, Bodenstruktur, Pflanzenbewuchs, Zuläufe etc.) hat.

    Jedoch spielt neben den unterschiedlich temperierten Wasserschichten die Sauerstoffzehrung eine sehr große Rolle. Wer die Fische sucht, sollte sich an seinem Gewässer Gedanken darüber machen - die Fische tun es auch. :grins

    Übrigens, ich hatte damals an dem besagten Kiessee, aufgrund meiner Messungen, meine Wasserkugelmontage für Forellen auf nur 1,5 Meter Tiefe eingestellt und im Gegensatz zu anderen Anglern, die auf 2,5 Metern oder tiefer fischten, in kürzester Zeit ein dutzend Forellen gefangen, die sich offensichtlich direkt an diesem Temperatursprung aufhielten. :)
     
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  14. Thomas II

    Thomas II Neuer Petrijünger

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    So, nun bin ich nach langem googeln doch noch halbwegs fündig geworden:

    Gefunden habe ich das Hessische Gütemessprogramm - Seenuntersuchungen 2004 im pdf-Format (http://www.hlug.de/medien/wasser/badegewaesser/dokumente/Seen_2004Jahresbericht_060828.pdf)

    Die Angaben zur Tiefenlage der Sprungschicht sind wegen der nicht optimalen Untersuchungsmethodik etwas ungenau, ein paar Rückschlüsse lassen sich für uns aber ziehen.

    Darüber hinaus stehen für unsere hessischen Kollegen (Thorsten, ;)) soviele interessante Einzelheiten, z.B. über Sauerstoffschwund und sauerstofflose Zonen, in der Untersuchung, dass ich euch den Link nicht vorenthalten konnte ...


    Hier ist erstmal ein Auszug aus der

    Untersuchungsmethodik
    Die drei Probenahmen im Sommer (April/Mai, Juni/Juli und August/September) erfolgen mit
    dem Boot mittels eines „Ruttner-Schöpfers“ als Mischprobe von der Oberfläche bis zur
    doppelten Sichttiefe und bei Schichtung des Sees mit einer weiteren Probe aus der unteren
    Schicht, dem Hypolimnion. Daneben werden mit Hilfe eines Tiefenmessgerätes in regelmäßigen
    Abständen (je nach Tiefe des Gewässers ein bis zehn Meter) Wassertemperatur,
    elektrische Leitfähigkeit (als reziproker Ohmscher Widerstand, der den Grad der
    Anreicherung mit Elektrolyten wiedergibt), Sauerstoffgehalt des Wassers und daraus folgend
    der Grad der temperaturabhängigen Sauerstoffsättigung, der pH-Wert sowie die Trübung
    gemessen. Aus den Temperatur- und Sauerstoffwerten in Bezug auf die Wassertiefe lässt sich
    das Schichtungsverhalten des Sees herleiten. Für die Untersuchung der Parameter sowie für
    die Blaualgen- und Mikrocystinproblematik gilt das, was für die Frühjahrsprobenahme dargestellt
    wurde.



    Hier eine aufklärende Passage aus dem Abschnitt 'Zusammenfassende Bemerkungen' (S. 7):

    Dazu kommt, dass viele Stehgewässer (besonders die
    Seen an den Autobahnen Südhessens) so flach sind, so dass sich eine limnologische
    Schichtung nicht einstellen kann. Wenn das Sediment (was vielerorts kritisch zu untersuchen
    wäre) nicht regelmäßig entfernt wird, beginnt ein solcher See nach circa 30 Jahren zu verlanden:
    er wird immer flacher, er wird zum Feuchtbiotop und ist schließlich als See nicht mehr
    vorhanden.



    Und dann bin ich die Seen mal einzeln durchgegangen und habe ein paar interessante für unseren Zweck herausgepickt:

    Kinzigtalsperre
    LAWA-Typ: Stausee, ungeschichtet
    Größe: 70,0 ha
    WRRL-Typ: Kalkreicher, ungeschichteter Mittelgebirgssee mit relativ großem Einzugsgebiet
    Größte Tiefe: 7,5 m
    Referenztrophie: eutroph
    ---> Die Differenz zwischen Wasseroberfläche und Seegrund
    in 6,5 m Tiefe betrug im Sommer nur 2 bis 4,5°C.


    Birkensee
    Nutzung: Badesee, Fischzucht, Angeln Höhe über NN: 107 m
    LAWA-Typ: Baggersee, ungeschichtet
    Größe: 10,7 ha
    Größte Tiefe: 5,3 m
    Referenztrophie: mesotroph
    ---> Aufgrund der geringen Tiefe des Birkensees von nur etwas mehr als fünf Metern wird zukünftig auf
    Tiefenprofil-Untersuchungen verzichtet. Bei der letzten Untersuchung konnte praktisch keine Temperaturschichtung
    festgestellt werden. Trotzdem wurde bereits ab einer Tiefe von drei Metern aufgrund
    der Abbauprozesse im Schlamm des Seegrundes eine Sauerstoffabnahme beobachtet. Aufgrund der
    bereits nachlassenden Algenaktivität konnte ein Rückgang des pH-Wertes festgestellt werden.


    Marbachtalsperre
    Nutzung: Badesee Höhe über NN: 250 m
    LAWA-Typ: Stausee, ungeschichtet
    Größe: 22,0 ha
    Größte Tiefe: 6,4 m
    Referenztrophie: eutroph 1
    ---> Eine Temperatur-Sprungschicht
    war nicht feststellbar, die höchste Temperaturzunahme im Tiefenprofil wurde an dem sehr
    heißen Sommertag in der obersten Wasserschicht zwischen 0,5 und 0 Meter mit einem Anstieg
    von 25,5 auf 27,8 °C ermittelt.


    Unserer Teilfrage, einer etwaigen Sprungschicht-Entwicklung in flachen Seen, kommen wir somit langsam etwas näher.
    Etwas verwirend an der Untersuchung war für mich, dass z.T. auch von einer Schichtung gesprochen wird, wenn keine Sprungschicht nachweisbar war. Hier ging es den Untersuchern anscheinend hauptsächlich um das generelle Feststellen von Temperaturdifferenzen zwischen verschiedenen Tiefen.


    Nun, ich stelle mir eine Sprungschicht auch nicht als starres Gebilde vor, das ein Zauberer mit einem Lineal durch einen See gezogen hat ... das dann zum Ende der Stagnationsphase mit einem 'Plopp' verschwindet ;)

    Mir scheint aber inzwischen, dass ich meine Grundregel 'eine Sprungschicht befindet sich niemals überhalb 8m revidieren muss' ... bei einer ungenauen Tiefenangabe 2-6 m sind die 6m (untere Grenzangabe zum Hypolimnion) eindeutig niedriger als die von mir veranschlagten 8-9m :)

    Ja, man lernt eben nie aus ...
     
    Zuletzt bearbeitet: 28. September 2006
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  15. Angelspezialist

    Angelspezialist Super-Profi-Petrijünger

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    Naja, ob die o.g. Untersuchung wirklich sinnvoll war...? Das sind zwei Stauseen und eine Fischzucht. Ich gehe davon aus, dass alle drei Gewässer einen bzw. mehrere Zuläufe haben und damit eine gute Durchmischung aufweisen. ;)
     
  16. Thomas II

    Thomas II Neuer Petrijünger

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    Ralf, schau da mal rein, das lohnt sich, da sind sehr viele hessische Seen untersucht (mit karten, Bildern etc.) ... da finden wir im übrigen auch noch sehr interessante Angaben für unser Gewässerverzeichnis ;)

    Ausgabestellen für Angelkarten haben die Herren und Damen Wissenschaftler allerdings (warum auch immer?) nicht berücksichtigt ... :grins
     
  17. Thunfisch

    Thunfisch Super-Profi-Petrijünger Gutachter-Kollegium

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    Hi Thomas,

    danke für den Link (http://www.hlug.de/medien/wasser/badegewaesser/dokumente/Seen_2004Jahresbericht_060828.pdf

    Ich habe mir das Dokument aufmerksam durchgelesen, allein schon deshalb, weil ich eine Menge der Seen selber kenne - die liegen ja quasi vor meiner Haustür.

    Die persönlichen Erfahrungen über die Lage der Sprungschicht die ich beschrieben habe stammen überwiegend von diesen Seen. Einige Angaben sind allerdings nicht ganz korrekt: Die Seen die unmittelbar an der Autobahn A5 liegen, sind schon ziemlich tief (z.T. tiefer als in der Studie beschrieben). Die Beispiele die du genannt hast haben mit diesen Seen nichts zu tun, die Entstehungsgeschichte ist eine ganz Andere.

    Drei Seen habe ich mal genauer angeschaut:

    Riedsee bei Biblis:
    Nutzung: Badesee Höhe über NN: 80 m
    LAWA-Typ: Baggersee, geschichtet Größe: 45,0 ha
    Größte Tiefe: 21,7 m
    Referenztrophie: oligotroph

    Aufgrund des laufenden Abbaubetriebes konnten jeweils zwei Temperatur-Sprungschichten festgestellt werden: eine deutliche in einer Tiefe von 3 bis 4 Metern und eine schwächere ungefähr in
    einer Tiefe von 16 Metern.


    Erlache (Bensheim):
    Nutzung: Kiesgewinnung, Baden Höhe über NN: 110 m
    LAWA-Typ: Baggersee, geschichtet Größe: 37,3 ha
    Größte Tiefe: 31,4 m
    Referenztrophie: oligotroph

    Die Temperatur-Sprungschicht befand sich bereits in einer Tiefe zwischen 2 und 6 Metern.

    Badesee Bensheim
    Nutzung: Badesee Höhe über NN: 95 m
    LAWA-Typ: Baggersee, geschichtet Größe: 7,7 ha
    Größte Tiefe: 17,0 m
    Referenztrophie: oligotroph

    Ab einer
    Tiefe von 5 bis 6 Metern nimmt auch die Temperatur, allerdings in einem wegen der Belüftung untypischen Verlauf, ab.
    (Anm.: die Belüftung läuft nicht immer und wirkt sich auch nicht auf den gesammten See aus, so dass sich durchaus eine Sprungschicht bilden kann. Die max. Tiefe liegt deutlich unter 17 m - Angabe vom örtlichen Tauchverein)

    Gruß Thorsten
     
    Zuletzt von einem Moderator bearbeitet: 29. September 2006
  18. Tim Kuehn

    Tim Kuehn Raubfischfreak

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    Sprungschicht analysieren

    Hallo liebe gemeinde,

    ich hab da mal ne Frage.;)
    Viele Leute sagen, dass die Sprungschicht beim Hecht fang eine große Rolle spielt. Die Hechte sollen sich meist knapp über oder unter der Sprungschicht aufhalten.
    Ich weiß lediglich das eine Sprungschicht wohl erst ab einer Wassertiefe von mindestens 10m erstehen kann.
    Das aber kein problem, den mein Gewässer ist bis zu 31m Tief.

    Nun meine Frage.
    Auf welche eigendschaften muss ich achten, um ermitteln zukönnen in welcher Tiefe sich die Sprungschicht aufhält?
    Damit ich einen Anhaltspunkt habe in welcher Tiefe ich fischen muss.
    Und kann man die Sprungschicht auf dem Echolot erkennen?
    Ich hoffe, ihr könnt mit ein paar Antworten geben.
     
  19. PIKEHUNTER007

    PIKEHUNTER007 Super-Profi-Petrijünger Gutachter-Kollegium

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  20. l889

    l889 Profi-Petrijünger

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    Ort:
    00000
    Der leider gesperrte User Thomsen hat einen wichtigen Faktor nicht berücksichtigt: Die Jahreszeit.

    [​IMG]

    Im Frühjahr kommt die Sprungschicht quasi aus der Tiefe, steigt im Juli bis auf 4-5m auf und sinkt dann wieder ab.
    Daher kommen auch die unterschiedlichen Angaben in den Tauchforen.

    Gruß!
     
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