BSH

Profilierende Argo-Floats

Argo-Floats sind autonome Messgeräte mit einer Länge von 1,60 bis 2,00 m und einem Gewicht zwischen 20 und 30 kg. Die Mehrzahl dieser Floats treiben den größten Teil ihrer Zeit in Tiefen von 1.000 m, der sogenannten Parktiefe. Die überwiegende Anzahl der Floats beginnt alle 10 Tage einen neuen Messzyklus, der mit dem Absinken von der Parktiefe auf auf eine Tiefe von 2.000 m beginnt. Von dort aus steigen die Floats langsam zur Oberfläche auf, wobei sie die Temperatur, die Leitfähigkeit und Druck in der Wassersäule messen. Die Fähigkeit eines Argo-Floats auf- und abzusteigen wird durch die Änderung seiner Dichte mittels Volumenänderung erreicht. Dazu wird aus dem druckgeschützten Gehäuse des Floats Mineralöl in oder aus einer Kunststoffblase am Ende des Floats gepumpt, so dass das Volumen zu- oder abnimmt. Nach dem Auftauchen des Floats an der Meeresoberfläche werden die Messdaten per Satellit an globale Datenzentren gesendet. Alle Daten werden in Echtzeit ohne Einschränkung für die Allgemeinheit verfügbar gemacht.

Üblicherweise werden Argo-Floats von Forschungsschiffen ausgelegt und führen dann routinemäßig alle 10 Tage vertikale Profilmessungen durch, bis die Batterien erschöpft sind. Die Lebenszeit der Floats hat sich im Mittel seit Beginn des Programms von 4 auf 6 Jahre verlängert. Im Rahmen des Argo-Programms treiben derzeit fast 4.000 auf den Weltmeeren und liefern routinemäßig Temperatur- und Salzgehaltsprofile aus den oberen 2.000 m im Ozean für die Klimaüberwachung und die Meeresforschung. Den aktuellen Stand des Programms finden Sie auf dieser Karte. Sie zeigt die Position aller Floats, die in den letzten 30 Tagen Daten gesendet haben, aufgeschlüsselt nach den Ländern, die dieses Floats beschafft und ausgelegt haben.

Informationen zum Argo-Programm

EuroArgo - Der europäische Beitrag zum internationalen Argo-Programm

Alle am Argo-Programm beteiligten europäischen Länder haben sich seit Beginn des Programms im Rahmen nationaler Programme an diesem internationalen Klimaüberwachungsprogramm beteiligt. Zur besseren Koordinierung und Unterstützung der nationalen Aktivitäten wurde im Juli 2014 mit dem EuroArgo-ERIC (European Research Infrastructure Consortium) das erste Konsortium für eine Forschungsinfrastruktur im Bereich der Ozeanbeobachtungen durch die EU etabliert. Die Bundesrepublik Deutschland ist Gründungsmitglied des EuroArgo-ERICs und einer der mittlerweile 12 Vertragspartner dieses Konsortiums. Ziel ist eine langfristige und nachhaltige Entwicklung der europäischen Beiträge, denn nur so kann langfristig ein Viertel der Floats (250 Floats pro Jahr) des Argo-Programms in Europa beschafft und ausgelegt werden. Der ERIC ermöglicht es auch, dass die damit verbundene Datenprozessierung und Qualitätskontrolle in Europa durchgeführt werden kann.

Das EuroArgo-ERIC Konsortium wird sich auch an der technischen Weiterentwicklung der Argo-Technologie beteiligen. Ein wichtiges Ziel ist die Überwachung des tiefen Ozeans mit Wassertiefen größer als 2.000 m. In Pilotprojekten werden daher zur Zeit Floats getestet, die bis in Tiefen von 4.000, beziehungsweise 6.000 m absinken können. Zusätzlich werden unter Koordinierung des EuroArgo-ERIC Sensoren für chemische und biologische Daten auf den Floats eingesetzt, die mittelfristig auch die Beobachtungen und Bewertungen der tieferen Ökosysteme ermöglichen sollen. Ein weiteres Ziel im Rahmen der technischen Weiterentwicklung ist die Ausdehnung der Float-Beobachtungen auf die eisbedeckten Polarregionen.

Das BSH ist maßgeblich am Management von EuroArgo und der Weiterentwicklung des Argo-Programms beteiligt. Es koordiniert und betreut den deutschen Beitrag zu Argo und stellt die dauerhafte Datenerfassung sicher. Einsatzgebiete der inzwischen rund 150 deutschen Argo-Floats sind schwerpunktmäßig der Nordatlantik, das Europäische Nordmeer, der Antarktische Ozean und das Mittelmeer. Rund 50 Argo-Floats werden jährlich durch das BSH ausgelegt. Die deutsche Meeresforschung (unter anderem die Universität Hamburg, das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) sowie das Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (Geomar)) ergänzen das Projekt mit über Drittmittel finanzierten Floats.
Einen Überblick über die deutschen Argo-Aktivitäten gibt auch diese Broschüre Euro-Argo (PDF, 2MB, Datei ist nicht barrierefrei)

BSH-Aktivitäten im Rahmen von Argo

Das Argo-Team im BSH besteht zurzeit aus vier Beschäftigten im wissenschaftlichen und technischen Bereich (siehe Kontakte und Links). Pro Jahr beschafft das BSH etwa 50 Floats zum Erhalt des gesamten Argo-Arrays und für Messungen im Rahmen konkreter wissenschaftlicher Fragestellungen. Nach Anlieferung dieser Floats beim BSH oder direkt auf den Schiffen werden sie vor Ausbringung einem Funktionstest unterzogen. Das BSH koordiniert auch die Verteilung der Floats auf verschiedene Forschungsschiffe. Hierzu werden die Reisepläne nationaler und internationaler Forschungsschiffe dahingehend überprüft, ob sie in Seegebieten arbeiten, in denen Floats ausgelegt werden müssen. Im nächsten Schritt werden die Fahrtleiter kontaktiert und gebeten, die Floats auf ihren Reisen auszubringen. Die Bereitschaft der Fahrtleiter diese Aufgaben zu übernehmen ist eine wesentliche Voraussetzung, damit die ozeanweite Abdeckung mit Floats auf Dauer gewährleistet werden kann.

Ein weiterer Schwerpunkt der BSH-Arbeiten liegt in der Aufbereitung und Qualitätskontrolle der Daten. In Kooperation mit den Argo-Datenzentren müssen die Daten dekodiert werden. Die gemessenen Datenprofile werden einer Qualitätskontrolle unterzogen und auch die Driftwege werden kontrolliert und überwacht. Sollte zum Beispiel ein auf hoher See ausgebrachtes Float in die territorialen Gewässer eines Staates treiben, müssen die dortigen Behörden informiert werden.

Das BSH unterstützt universitäre Partner (zum Beispiel durch Übernahme der Datenkontrolle), ist nationaler Ansprechpartner bei Problemen und organisiert regelmäßig nationale Nutzertreffen. Ferner vertritt das BSH die nationalen Argo-Interessen in europäischen und internationalen Gremien. Ferner engagiert sich das BSH bei Projekten zur technischen und wissenschaftlichen Weiterentwicklung von Argo.

Die Nutzung von Argo-Daten im BSH

Es gehört zu den gesetzlichen Aufgaben des BSH Veränderungen in der Meeresumwelt von Nord- und Ostsee zu überwachen und zu bewerten. Die Nordsee ist ein relativ flaches Schelfmeer, dessen physikalischer Zustand – primär durch Salzgehalt und Temperatur charakterisiert – in weiten Teilen durch den Austausch von Wassermassen mit dem Atlantik über den nördlichen offenen Rand bestimmt wird. Die südwestliche Nordsee ist durch den flachen Englischen Kanal und durch die Straße von Dover mit dem Atlantik verbunden. Der Einfluss über den Kanal ist, bezogen auf die gesamte Nordsee, zwar deutlich geringer, aber wesentlich für die flache südliche Nordsee. Der atlantische Einstrom findet primär über den Fair-Isle Kanal zwischen den Orkney- und Shetland-Inseln, über dem Ost-Shetland-Schelf und an der Westflanke der tiefen Norwegischen Rinne statt. Auf diesem Wege beeinflusst der Atlantik in erheblichem Maße die ozeanographischen Bedingungen in der Nordsee.

Will man die langfristigen Veränderungen in der Nordsee verstehen und bewerten, benötigt man deshalb auch Informationen über die Veränderungen im angrenzenden Nordatlantik. Hier liefern uns die Argo-Floats zuverlässig in allen Jahreszeiten und flächendeckend Informationen über Temperatur, Salzgehalt und Dichte des Wassers. Zudem informieren sie über die großräumige Zirkulation in der Parktiefe der Floats, in der Regel in 1000 m Tiefe. Die Veränderungen im Atlantik sowie in der Nordsee mit Zeitskalen von bis zu mehreren 10 Jahren beruhen sowohl auf langfristigen Klimaveränderungen, als auch auf der natürlichen (zum Teil atmosphärisch angetrieben) Variabilität.

Ein Nutzungsbeispiel zeigt Ergebnisse einer Untersuchung zur Herkunft jener Wassermassen, die über den Nordrand der Nordsee und über den Englischen Kanal in die Nordsee einströmen und dort die ozeanographischen Verhältnisse mit beeinflussen. Hierzu wurde je ein Gebiet am Nordrand der Nordsee (schwarzes Polygon in linker Abbildung) und im Schelfbereich vor dem Eingang zum Englischen Kanal (schwarzes Polygon in rechter Abbildung) definiert. Für den Zeitraum 2000 bis 2015 wurde untersucht, welche Floats in den markierten Gebieten ankamen. Verfolgt man die Trajektorien (Driftwege) dieser Floats zu den Positionen zurück, an denen sie ausgebracht wurden (gelbe Punkte in den Abbildungen), erhält Informationen über die Herkunftsgebiete des Nordsee-Einstroms. Die Analyse zeigt, dass die ankommenden Floats, sowohl aus dem subpolaren Wirbel, als auch aus den Subtropen stammen.

Aktuelle Auslegepläne für BSH-Floats

Bei der Planung der Float-Auslegungen gibt es zwei Kriterien. Zum einen muss auf Basis internationaler Absprachen sichergestellt werden, dass die Anforderungen des Gesamt Arrays, das heißt mindestens eine Profilmessung pro Monat in einem 3°×3°-Feld, gewährleistet bleibt und zum anderen müssen dort Floats ausgebracht werden, wo sie für aktuelle Forschungs- und Überwachungsprogramme benötigt werden. Fokusgebiete für das BSH im Rahmen des EuroArgo-ERICS sind der südliche Atlantik und die Hohen Breiten sowie das Auffüllen von aktuellen Lücken im Atlantik.

Die Abbildung zeigt die voraussichtlichen Positionen der BSH-Floats, die in den nächsten Monaten von verschiedenen Forschungsschiffen ausgebracht werden sollen. Detaillierte Informationen hierzu finden sich in der Tabelle Aktuelle Auslegepläne (PDF, 78KB, Datei ist nicht barrierefrei)

Aktuelles und Termine

Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung vom 22.09.2019: Die Erben der Flaschenpost

Veranstaltungen zum Thema

DatumVeranstaltung
11. – 15.03.2019Argo Steering Team Meeting 20, Hangzhou, China
22.08.2019Deutsches Argo User Meeting, Hamburg (BSH)
14. – 18.10. 2019Data Mangement Meeting, im Villefranche, Frankreich
22. – 23.10.20197. EuroArgo User Meeting, Athen, Griechenland

Links zum Thema

Links zum Thema Argo

International Argo homepage
http://www.argo.ucsd.edu/index.html

International Argo Information Centre (AIC)
http://argo.jcommops.org/

Global Data Assembly Centres (GDACs):

North Atlantic Argo Regional Center (NA-ARC)
http://www.argodatamgt.org/Argo-regional-Centers/North-Atlantic-ARC

Argo Data Management Team
http://www.argodatamgt.org/

ERIC EuroArgo
https://www.euro-argo.eu/

Weitere Links mit Bezug zu Argo

Climate Variability and Predictability (CLIVAR)
http://www.clivar.org/

Global Ocean Observing System (GOOS)
http://www.goosocean.org/

Jcommops YouTube-Kanal zu Argo
YouTube – JCOMMOPS

Argo Animationsfilm: Wie funktionieren Argo Floats?
YouTube – IMOS5395