Eine Synergie aus Wissenschaft und Tourismus
Seit 2012 arbeiten das KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut - Königlich Niederländisches Meteorologisches Institut) und Oceanwide Expeditions bei der Aussetzung von Temperaturmessgeräten, den sogenannten Argo-Floats, in den südlichen Breitengraden zusammen. Die Antarktis-Kreuzfahrten von Oceanwide bieten eine einzigartige Gelegenheit, diese entlegenen Gebiete zu erreichen. Bis zu 35 Floats wurden bisher auf diesen Fahrten eingesetzt, und acht weitere befinden sich in dieser Saison an Bord von Oceanwide's m/v Plancius.
Was sind Argo-Floats?
Argo-Floats oder Profiler sind autonom fahrende Maschinen, die Wassertemperatur, Salzgehalt und Druck messen. Sie sollen zwar passiv von den Meeresströmungen transportiert werden, steigen aber auch aktiv zwischen der Oberfläche und einer Tiefe von 2 km (1,2 Meilen) auf und ab.
Ein typischer Betriebszyklus (siehe unten) beginnt damit, dass der Profiler auf die Parktiefe von 1 km abtaucht, wo er etwa 9 Tage lang bleibt. Danach taucht er auf die maximale Tiefe von 2 km ab und steigt dann sofort wieder an die Oberfläche. Auf dem Weg nach oben misst er die Wassertemperatur und den Salzgehalt.
Die Daten werden dann zur Speicherung, Qualitätskontrolle und Verteilung übertragen. Nach Beendigung der Übertragung beginnt Argo einen neuen Zyklus, indem es wieder auf die Parktiefe abtaucht.
Die Bedeutung von Wassertemperatur und Salzgehalt
Ein wichtiger Parameter in der Ozeanografie ist die Dichte des Meerwassers, die durch Temperatur und Salzgehalt bestimmt wird. Im Allgemeinen steigt die Dichte des Wassers mit dem Salzgehalt und sinkt mit der Temperatur. (Mit anderen Worten: Warmes Wasser ist leichter, salzhaltiges Wasser schwerer.)
Die Dichte des Meerwassers wiederum bestimmt den Meeresspiegel und den Druck. Dieser Druck, genauer gesagt die Druckunterschiede zwischen verschiedenen Punkten im Raum, bestimmt die Meeresströmungen. Die Kenntnis von Temperatur und Salzgehalt ist daher für das Verständnis der Strömungen und des Meeresspiegels unerlässlich.
Da die Ozeane mehr als 90 % der überschüssigen Wärme absorbieren, die aufgrund des verstärkten Treibhauseffekts im Klimasystem eingeschlossen ist, ist eine sorgfältige Überwachung der Meerestemperatur von entscheidender Bedeutung, um die Prozesse zu verstehen, durch die sich die Ozeane erwärmen.
Von Argo Data Management (http://www.seanoe.org/data/00311/42182/) [CC BY 4.0], über Wikimedia Commons
Argo's neue Wissenschaft der Wettervorhersage
Saisonale Wettervorhersagen hängen von einer gründlichen Kenntnis des Zustands der Ozeane ab. Hierfür sind häufige Qualitätsmessungen erforderlich. Traditionell werden diese Messungen durch das Absenken einer Sonde von einem Forschungsschiff aus durchgeführt. Diese Messungen sind sehr genau, aber auch zeitaufwendig und teuer, so dass nur wenige Messungen möglich sind. Außerdem sind sie wetterabhängig, da im Winter im Südlichen Ozean kaum Messungen durchgeführt werden.
Argo-Floats hingegen sind billig (etwa 17.000 € oder 20.000 $ bei einer Lebensdauer von vier Jahren) und können unabhängig vom Wetter messen. Dies bedeutet, dass zum ersten Mal Wintermessungen im Südlichen Ozean möglich sind. Nach dem Einsatz müssen die Argo-Floats nicht gewartet werden, und die Daten werden automatisch an Speicherzentren übertragen. Dieser freie Informationsfluss ist ein wesentlicher Grundsatz des Argo-Programms.
CSIRO [CC BY 3.0], über Wikimedia Commons
Das Programm hinter Argo
Argo ist ein internationales Forschungsprogramm. Jedes Land oder Institut kann sein eigenes Argo-Programm erstellen und Daten beisteuern. Derzeit nehmen Institute aus etwa 30 Ländern teil. Mehrere europäische Länder haben sich sogar zu Euro-Argo zusammengeschlossen und stellen zusammen etwa ein Viertel aller Argo-Floats. Weltweit gibt es fast 4.000 aktive Floats.
Argo-Schwimmer werden von den Meeresströmungen getragen
Das Bild unten zeigt, wie die 2014 von Plancius aus ausgesetzten Argo-Schwimmer von den Strömungen getragen wurden. Da die Schwimmer die meiste Zeit in der Parktiefe (1 km oder 0,6 Meilen) verbringen, bietet dieses Bild eine gute Veranschaulichung der Strömungen in dieser Tiefe. Die Markierungen entlang der Linien liegen zehn Tage auseinander, was den Unterschied in der Strömung je nach Standort der Schwimmer verdeutlicht.
Daten von Schwimmer 6901979
Die Daten eines bestimmten Schwimmers (die rote Markierung nördlich von Südgeorgien) zeigen die Schleife, die er in den ersten Monaten seines Betriebs zurückgelegt hat. Das umgebende Wasser ist frisch und kalt, es stammt aus der Drake-Passage und fließt nach Norden. Nur eine flache Schicht erwärmt sich im Sommer. Anfang August 2015 ändert sich das Bild jedoch schlagartig: Die oberen 200 Meter (650 Fuß) werden salziger und wärmer, was einen klaren Jahreszyklus zeigt. Dieses Wasser stammt aus dem Norden. Im Juni 2017 ändert sich das Bild erneut: Der Argo-Schwimmer hat sich nach Süden bewegt und erneut die Grenze zwischen relativ warmem Wasser aus dem Norden und relativ kälterem Wasser aus der Drake-Passage überschritten.
Weitere Informationen finden Sie unter den folgenden Links:
- Argo International für alles über das Argo-Programm
- Argo Information Center für alle Schwimmer und Daten
- Euro Argo für den europäischen Beitrag zu Argo und den Zugang zu den Daten
