D2 In-situ-Profile Schwimmer und Anker

Thema

Die In-situ-Profilierung ermöglicht direkte Messungen von Temperatur, Salzgehalt und anderen Eigenschaften in der gesamten Wassersäule, ohne die Einschränkungen der Satellitenfernerkundung, die nur die Meeresoberfläche erfassen kann. Das Rückgrat dieses In-situ-Beobachtungssystems bildet ein globales Netzwerk von fast 4.000 autonom driftenden Messbojen. Diese erfassen Temperatur- und Salzgehaltsprofile von der Oberfläche bis in eine Tiefe von 2.000 Metern und wiederholen jedes Profil alle zehn Tage mit einer Genauigkeit von nur zwei Tausendstel Grad für die Temperatur und einem Hundertstel für den Salzgehalt. Eine Erweiterung dieses Netzwerks ermöglicht eine Tiefenabdeckung von bis zu 6.000 Metern. Damit ist dieses Netzwerk autonomer Messbojen insgesamt das umfassendste existierende In-situ-Ozeanbeobachtungssystem.

Jede dieser Bojen funktioniert durch kontrollierten Auftrieb: Eine interne Blase verändert ihr Volumen. Diese Volumenänderung bewirkt, dass sich die Dichte der Boje relativ zum umgebenden Wasser ändert und somit steuert, ob die Boje aufsteigt oder sinkt. Der vollständige Zyklus beginnt, wenn die Boje auf ihre Drifttiefe von etwa 1.000 Metern absinkt, wo sie zehn Tage lang treibt. Anschließend sinkt sie weiter auf 2.000 Meter und steigt von dort wieder zur Oberfläche auf, wobei sie während des gesamten Aufstiegs Temperatur und Salzgehalt misst. Nach Erreichen der Oberfläche übermittelt die Boje ihre Daten per Satellit, bevor sie wieder absinkt und den Zyklus von Neuem beginnt.

Im Gegensatz zu diesen Bojen, die lediglich ihre Dichte zum Auf- und Absteigen steuern, sind Ozeangleiter autonome Plattformen, die geringfügige Auftriebsänderungen mit einem Paar feststehender Flügel kombinieren. Dadurch können sie sich seitlich in einer sägezahnförmigen Bahn bewegen, anstatt geradlinig auf- oder abzusteigen. Diese Kombination aus Auftrieb und Flügeln ermöglicht es ihnen, täglich zwischen 30 und 50 Kilometer zurückzulegen und dieses Tempo über Monate hinweg beizubehalten.

Sensorleinen bewegen sich im Gegensatz zu Bojen und Gleitern überhaupt nicht: Sie sind am Meeresboden verankert und mit eigenen Bojen ausgestattet, die die vertikale Spannung der Leine aufrechterhalten. An ihnen befinden sich Sensoren für Temperatur, Salzgehalt, Strömungen und andere Variablen in festgelegten Tiefen. Gerade diese Unbeweglichkeit macht Sensorleinen unverzichtbar für die Erstellung kontinuierlicher, langfristiger Zeitreihen, wie sie beispielsweise zur Messung der Abschwächung der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation oder zur genauen Überwachung verankerter Bojensysteme verwendet werden, die El Niño und La Niña im äquatorialen Pazifik verfolgen.

Oberflächendriftbojen sind weder verankert noch untergetaucht: Sie treiben frei mit der Meeresströmung und messen dabei die Meeresoberflächentemperatur, den Luftdruck und ihre eigene Driftgeschwindigkeit – eine Geschwindigkeit, die als direkter Ersatz für die Oberflächenströmung dient, die sie trägt. Dadurch können diese Bojen mit sehr wenig Instrumentierung die Oberflächenströmungen des gesamten Planeten kartieren. Von den Schwimmkörpern, die sich in der gesamten Wassersäule auf und ab bewegen, über die Gleiter, die sich im Zickzackmuster vorwärts bewegen, und die Verankerungen, die denselben Punkt jahrelang überwachen, bis hin zu den Bojen, die mit der Strömung treiben, vervollständigen die In-situ-Profile Punkt für Punkt und Tiefe für Tiefe das, was die Satellitenfernerkundung nur von der Oberfläche aus sehen kann.

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