Ozeanzirkulation und Klimadynamik

Verankerungen

Prinzipeller Aufbau einer Verankerung mit kleiner Oberflächenboje zur Übertragung von Daten via Satellitenkommunikation. Die Geräte umfassen physikalische Sensoren zur Messung der Wassergeschwindigkeit (gelb) und der Temperaturen und Salzgehalte (silbergrau). Das Grundgewicht und die sich darüber befindenden akustischen Auslöser sind ebenfalls dargestellt. Orangefarbende und gelbe Auftriebskugeln halten die Konstruktion senkrecht im Wasser. Auch Senoren die biogeochemisch relevante Messungen durchführen sind integriert - eine Sedimentfalle, die im Wasser schwebendes Material fängt, und eine Kohlenstoffdioxid Sensor in Oberflächennähe.

 Als „Verankerung“ bezeichnet man eine Messapparatur bei der selbstregistrierende Sensoren in unterschiedlichen Wassertiefen, aber an einem Ort fest verankert (daher der Name), installiert werden. Als „Träger“ wird meist Stahl oder Plastikseile genutzt die an ein am Meeresboden platziertes Grundgewicht montiert sind. Damit das Seil nahezu senkrecht im Wasser steht, werden zwischen die Sensoren Auftriebskugeln aus Glas oder Schaumstoff angebracht (siehe Abbildung).

Über dem Grundgewicht sind akustisch ansprechbare Auslöser platziert, die am Ende der geplanten Auslegedauer auf Anforderung die Verbindung mit dem Grundgewicht trennen. Daraufhin steigen die Komponenten mit dem Seil an die Oberfläche und werden dann vom Forschungsschiff aus eingesammelt. Meist werden die Daten aus den Geräten bereits auf dem Schiff ausgelesen und kalibriert. Ist man an längeren Zeitserien interessiert, wird die Verankerung schnellstmöglich, typischerweise nach ein paar Tagen, wieder am Meeresboden installiert, um eine quasi lückenlose Beprobung zu gewährleisten.
Mit Hilfe der verankerten Sensoren erhalten wir Messdaten in ausgesuchten Tiefen. Die physikalischen Parameter die am häufigsten mit Hilfe von Verankerungen erfasst werden sind Strömungen, sowie Temperaturen und Salzgehalte. Schwankungen im Minutenbereich bis hin zu Schwankungen über viele Jahre können mit Hilfe von Verankerungen erfasst werden. Insbesondere wenn Langzeitschwankungen nachgewiesen werden sollen, die viele einzelne Verankerungsperioden umfassen können, muss gewährleistet werden, dass die Parameter in gleichbleibender Qualität und nach international vergleichbaren Standards erfasst werden. Nur dann lassen sich Langzeittrends bestimmen, die zuverlässig Aufschluss über beispielweise klimabedingte Änderungen in der Region geben. 

Unsere Arbeitsgruppe kann auf viele Jahrzehnte Erfahrung in der Installation und Wartung von komplexen Verankerungssystemen zurückblicken. Verankerungssysteme müssen extremen Umwelteinflüssen, wie beispielsweise korrosionsfreudigem Meerwasser und enorm hohen Drücken und Kräften durch Strömung und Seegang, standhalten. Ein Team von Technikern, Ingenieuren und Wissenschaftlern des GEOMAR arbeitet ständig an der Optimierung der Verankerungssysteme, sei es im Hinblick auf die Datenerfassung, die Haltbarkeit der Komponenten oder auch die Datenkommunikation. Zu den wichtigsten Neuentwicklungen gehören Verankerungssysteme bei denen schon während sie im Meer installiert sind, über eine Oberflächenboje, auf die Messdaten der Sensoren zugegriffen werden kann. Glücklicherweise wird durch die deutsche Forschungsschiffflotte, ein optimales Arbeitsumfeld für Verankerungsarbeiten auf See, bereitgestellt.