Am 30./31. Juli 1992 wurden in den oberen 10 m des Soppensees (Kt. Lu) die Tagesvariationen von Temperatur, Leitfähigkeit, Sauerstoff, Alkalinität und pH während einer Zeitdauer von rund 30 Stunden gemessen. Diese Beobachtungen wurden durch Messungen der Windgeschwindigkeit und der Ionenzusammensetzung, sowie durch die Exposition einer Sedimentfalle ergänzt. Die Beobachtungen ergaben für die Temperatur im Epilimnion (ca 3 m tief) einen ausgeprägten Tagesgang während die Leitfähigkeit keine grossen Variationen zeigte. Die Alkalinität, der pH und der aus diesen gemessenen Grössen berechnete anorganisch gelöste Kohlenstoff (ΣC0₂) und CO₂ Partialdruck (pC0₂) zeigten ebenfalls einen deutlichen Tagesgang mit einem Minimum (pH und pC0₂ Maximum) am frühen Abend und einem Maximum (pH und pC0₂ Minimum) am frühen Morgen. Die Tagesvariationen des gelösten Sauerstoffs waren etwas weniger ausgeprägt.
Um diese Beobachtungen besser interpretieren zu können, wurde ein inverses Ein-Box Modell des Epilimnions entwickelt, das den gelösten anorganischen Kohlenstoff (ΣC0₂) und den gelösten Sauerstoff (O₂) als dynamische Variablen enthält. Als Prozesse wurden die vertikale Eddy-Diffusion, die Calcitfällung, der Gasaustausch und die biologischen Prozesse der Photosynthese und der Respiration berücksichtigt. Die Numerik des Modells ist derart auf gebaut, dass die beobachtete Tagesvariation des ΣC0₂ als Inputgrösse verwendet wird, um den Tageszyklus von O₂ zu simulieren. Unter Annahme eines Photosynthetischen Quotienten (PQ) von 1.0 ergab die Simulation eine Überschätzung der Amplitude des O₂ Tageszyklus. Erst bei Verwendung eines PQ von etwa 0.7 konnten die beobachteten O₂ Werte durch das Modell besser wiedergegeben werden. Diese Beobachtung wurde schon in anderen Studien gemacht und die Photorespiration wurde als mögliche Ursache für diese tiefen PQ genannt (Burris, 1981). Das Modell erlaubt auch die Berechnung von Stoffumsätzen der einzelnen Prozesse über verschiedene Zeitperioden. Die Nettosystemproduktion während den Tagesstunden wurde dabei auf etwa 1300 ± 250 mg C m² geschätzt. Dieser Wert entspricht einer unteren Grenze für die Nettoprimärproduktion. Da während der Nacht ein grosser Teil des fixierten Kohlenstoffs wieder respiriert wird, beträgt die Nettosystemproduktion über einen Zeitraum von 24 Stunden nur etwa 80 ± 300 mg C m^-2. Diese Grösse entspricht in etwa der Menge an POC, die aus der photischen Zone aussedimentiert (Exportproduktion). [...]