Ozeanzirkulation und Klimadynamik

Autonome Gleiter

Eines der jüngsten Mitglieder der Familie der ozeanographischen Messgeräte sind die Gleiter, oder in der englischen Fachsprache "glider". Sie sind autonom tauchende und sich kontrolliert vorwärtsbewegende Messplattformen. Über mehrere Monate hinweg können sie sich mehrere tausend Kilometer fortbewegen und entlang der Strecke in einer charakteristischen Zickzack-Tauchbewegung Messungen durchführen.

Diese Animation veranschaulicht das typische Bewegungsmuster eines autonomen Gleiters.


 

Prinzip des Gleiters

Gleiter sind eine logische Weiterentwicklung aus einem in den 90-er Jahren entwickelten ozeanographischen Messinstrument, dem profilierenden Tiefendrifter (im Englischen "float"). Diese Instrumente bestehen aus einem bis 2000m Wassertiefe druckfesten Zylinder mit einem einfachen Aufzeichnungscomputer sowie Messsensoren für Temperatur und Salzgehalt. Sie besitzen eine Hochdruckpumpe, die Öl aus dem Druckzylinder in eine Blase außerhalb des Zylinders und wieder zurück pumpen kann (im Rahmen des ARGO Projektes sind mittlerweile mehr als 3500 solcher "Floats" in den Weltmeeren unterwegs). Mit Hilfe der Pumpe kann der Drifter seinen Auftrieb verändern und im Wasser rauf- und runterfahren. Versehen mit einer Antenne schickt er die Daten, die er während der Aufwärtsbewegung im Wasser gesammelt hat, über einen Satelliten an eine Landstation. ARGO Floats sind nicht steuerbar und treiben mit den Meeresströmungen. Ihre große Anzahl erlaubt jedoch eine globale Abdeckung aller Weltmeere und damit die Beobachtung von langfristigen und großräumigen Veränderungen.

Was wäre, wenn man so einen ARGO Tiefendrifter gezielt hin- und herfahren lassen könnte ohne jedoch dafür viel Energie zu benötigen? Dies ist die Idee, die hinter dem autonomen Gleiter steht. Gleiter sind im Wesentlichen Tiefendrifter mit Stummelflügeln und einem Kompass. Ebenso wie die Floats kann ein Gleiter mit Hilfe einer Pumpe sein Volumen verändern. Pumpt er Öl aus seiner im Wasser befindlichen Gummiblase in sein Druckgehäuse hinein, so sinkt er. Je nach Modell und Programmierung wird die Pumpe in bis zu 1000m Tiefe wieder angeschaltet und pumpt das Öl nach aussen in die Gummiblase. Der Gleiter verringert dadurch seine Dichte und steigt im Wasser auf. Dabei wirken kleine Flügel an seinem Rumpf wie bei einem Segelflugzeug und wandeln die Aufwärts- in eine Vorwärtsbewegung um. Er bewegt sich, mit etwa halber Fußgängergeschwindigkeit, nicht sonderlich schnell. Für einen Meter runter oder rauf geht es dabei etwa zwei bis drei Meter vorwärts, aber trotzdem ist diese Bewegung im Gegensatz zu der von Floats kontrolliert. Seine Richtung kontrolliert der Gleiter mit Hilfe eines kleinen Ruders am Heck. An der Oberfläche angelangt wird intern eine 10kg schwere Batterie so verlagert, dass seine Antennen aus dem Wasser ragen. Eine GPS Antenne erlaubt es dem Gleiter, seine Position auf wenige Meter genau zu bestimmen und mit Hilfe eines Iridium-Satellitentelefons nimmt er Kontakt mit dem Kontrollzentrum an Land auf. Während des Anrufes überträgt er seine Daten nur wenige Stunden nachdem sie in Ozean gemessen wurden. Gleichzeitig können über die Telefonverbindung neue Kurse auf den Gleiter übertragen werden.

Weitere Informationen zu den gerade aktiven Gleitern des GEOMAR finden Sie unter: GEOMAR Gliderweb.