Das Argo-Programm – Die Vermessung des tiefen Ozeans mit autonom messenden Treibkörpern

Das internationale Argo-Programm ist eine Zusammenarbeit zwischen mehr als 50 Forschungsorganisationen aus über 30 Ländern und hat das Ziel, wichtige Beobachtungsdaten aus den oberen, klimarelevanten Schichten der Weltmeere zu liefern. Diese Beobachtungsdaten werden mit Hilfe autonom messender Treibkörper, den sogenannten Argo-Floats, erhoben. Floats werden von Forschungsschiffen aus im Ozean gelegt. Sie tauchen auf eine vorgegebene Tiefe von ca. 1000 m ab und treiben dann in dieser Tiefe für ca.10 Tage passiv mit der Meeresströmung. Anschließend sinken sie auf Tiefen von 2000 bis 6000 m ab. Von dort aus steigen die Floats an die Oberfläche auf und messen während des Aufstiegs u.a. Daten zu Temperatur, Salzgehalt und Druck, sogenannte vertikale Profile der jeweiligen Messgrößen. Nach dem Auftauchen werden die Float-Daten via Satellit in nahezu Echtzeit an nationale Datenzentren übermittelt, wo sie ausgewertet werden. Innerhalb von 24 Stunden werden die Daten an Datenzentren in Frankreich und in den USA weitergeleitet, die den gesammelten globalen Argo-Datensatz der Allgemeinheit frei zugänglich machen. Die ozeanischen Messungen durch Argo-Floats bilden eine wichtige Grundlage für die Klimaüberwachung, die Meeresforschung und die Wettervorhersage.

Im Rahmen des internationalen Argo-Programms treiben derzeit fast 4.000 Argo-Floats in den Weltmeeren und liefern ganzjährig Datenprofile. Argo-Floats werden heutzutage nicht mehr nur in den tiefen Ozeanen, sondern auch in den Randmeeren wie z.B. der Ostsee und auch in den eisbedeckten Polargebieten eingesetzt. Mit ca. 120.000 Profilen pro Jahr übertrifft dies bei Weitem die Anzahl der Ozean-Messungen, die von Forschungsschiffen geliefert werden können. Die Bundesrepublik Deutschland finanziert pro Jahr ca. 50 Floats, die zum internationalen Argo-Programm beitragen. Das Argo Germany-Team des BSH übernimmt die Umsetzung dieses Beitrags und unterstützt alle Float-Einsätze. In diesem Rahmen beteiligen wir uns auch an der inhaltlichen und technischen Weiterentwicklung des Argo-Programms.


Weitere Informationen zum Argo-Programm

Funktionsweise eines Argo-Floats


Argo-Floats sind autonome Messgeräte. Sie sind ca. 1,6 bis 2 m groß und haben ein Gewicht zwischen 20 und 30 kg. Die Fähigkeit eines Argo-Floats auf- und abzusteigen wird durch die Änderung seines Auftriebs mittels Volumenänderung erreicht. Dazu wird Mineralöl aus einem internen Vorratsbehälter in eine externe Kunststoffblase hinein- bzw. herausgepumpt, die sich entsprechend aufbläht oder zusammenzieht. Dadurch ändert sich der Auftrieb des Floats, so dass es seine Tiefe verändern kann. Die Lebensdauer eines Floats wird durch die Leistungsfähigkeit der eingebauten Batterien begrenzt. Am Ende seiner Lebenszeit sinkt das Float auf den Meeresboden ab und zersetzt sich dort in seine chemischen Komponenten. Untersuchungen zu den Umweltrisiken haben gezeigt, dass die Menge aller weltweit bisher ausgebrachten Floats auf der Fläche eines Fußballfeldes aufgestellt werden könnte. Die bei der Zersetzung in den tiefen Ozean eingebrachten chemischen Stoffe sind im Allgemeinen vernachlässigbar im Vergleich zu den natürlichen und anderen anthropogenen Eintragsmengen dieser Stoffe in den Ozean.

EuroArgo - Der europäische Beitrag zum internationalen Argo-Programm

Um auf europäischer Ebene die nationalen Aktivitäten zu koordinieren, wurde 2014 ein Konsortium für eine Forschungsinfrastruktur im Bereich der Ozeanbeobachtungen durch die EU etabliert, das EuroArgo-ERIC (European Research Infrastructure Consortium). Die Bundesrepublik Deutschland ist Gründungsmitglied des EuroArgo-ERIC und einer der mittlerweile 11 Vertragspartner dieses Konsortiums.

Um das weltweite Messnetz von 4.000 aktiven Floats langfristig aufrechtzuerhalten, müssen jährlich 1000 Floats neu ausgelegt werden. Das EuroArgo-ERIC hat sich zum Ziel gesetzt, durch eine verbesserte Koordinierung und Logistik die europäischen nationalen Partner in die Lage zu versetzen, jährlich 250 Floats zur Aufrechterhaltung des Messnetzes beizutragen. Das EuroArgo-ERIC gewährleistet auch, dass die damit verbundene Datenprozessierung und Qualitätskontrolle in Europa durchgeführt und weiterentwicklt wird.

Das EuroArgo-ERIC beteiligt sich auch an der technischen Weiterentwicklung der Argo-Technologie. Unter Koordinierung des EuroArgo-ERIC werden neu entwickelte Sensoren für chemische und biologische Messungen auf den Floats installiert. Sie ermöglichen die Beobachtungen und Bewertungen der Ökosysteme im tiefen Ozean. Weitere technologische Erweiterung zielen auf die Ausdehnung der Messungen von der Meeresoberfläche bis zum Meeresboden sowie auf die eisbedeckten Polarregionen ab.

Im Rahmen EU-finanzierter Fördermöglichkeiten wurden unter der Koordinierung des EuroArgo-ERIC mehrere Forschungsprojekte durchgeführt. Das Argo Germany-Team am BSH hat sich u.a. an den Projekten MOCCA (Monitoring the Oceans and Climate Change with Argo) und EuroArgo-Rise (Euro-Argo Research Infrastructure Sustainability and Enhancement) beteiligt. Im Rahmen dieser Projekte wurden wesentliche technologische Erweiterungen durchgeführt und das dazugehörige Datenmanagement ausgebaut.

Veröffentlichungen

Argo GermanyBSH-Aktivitäten im Rahmen von Argo


Das Argo-Germany-Team im BSH besteht zurzeit aus vier Beschäftigten im wissenschaftlichen und technischen Bereich (siehe Kontaktliste). Pro Jahr beschafft Argo Germany im Auftrag der Bundesrepublik Deutschland etwa 50 Floats zum Erhalt des globalen Argo-Messnetzes.

Unsere Aufgaben

  • Koordinierung der deutschen Float-Auslegungen
  • Beschaffung, Logistik & Einsatzplanung auf See
  • Geräte-Tests und technische Überwachung der Floats nach Einsatz auf See
  • Qualitätskontrolle der Float-Daten
  • Betreuung von Daten-Nutzenden
  • Öffentlichkeitsarbeit
  • Wissenschaftliche Daten-Auswertung
  • Projektbasierte Analysen und Berichterstattung in Gremien

Im Rahmen von Projekten und Gremien arbeiten wir sehr eng mit Partnerinnen und Partnern von nationalen und internationalen wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen und Universitäten zusammen. Dazu gehören u.a. das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, das Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW), das Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg. Für die Auslegung der Floats auf wissenschaftlichen Forschungsfahrten kooperieren wir eng mit den zuständigen Fahrtleitungen, deren Unterstützung für das Argo-Programm unerlässlich ist.

Argo Germany organisiert jährliche Treffen für interessierte Daten-Anwenderinnen und –Anwender, um auf nationaler Ebene über den aktuellen Stand der Argo-Aktivitäten zu berichten. Diese Treffen dienen auch dem wissenschaftlich-technischen Austausch. Ferner vertritt Argo Germany die nationalen Argo-Interessen in europäischen und internationalen Gremien.

Auswertung und Anwendung von Argo-Daten im BSH

Im Rahmen von nationalen und internationalen Projekten befasst sich Argo Germany mit einer Vielzahl technischer und wissenschaftlicher Themen:

  • Entwicklung\Anpassung von Algorithmen zur Eiserkennung (ISA) für den Einsatz von Argo Floats in den Polargebieten (Projekt EA-Rise)
  • Schwarm-Experimente zum Test und Vergleich neuer Sensoren (Projekt DArgo2025)
  • Anwendung von Argo-Floats in ozeanischen Randströmen (Projekt EA-Rise)
  • Erarbeitung von Prozeduren zu Qualitätskontrolle von Argo-Daten in der Ostsee (Projekt EA-Rise)
  • Bestimmung des marinen CO2-Budgets aus Float-gestützten pH-Messungen (Projekte DArgo2025 & C-SCOPE)
  • Ausdehnung des Argo-Messnetzes in flache Randmeere: Beispiel Ostsee (Projekt DArgo2025)





Aktuelle Auslegepläne für BSH-Floats

Um das globale Argo-Messnetz von 4000 aktiven Floats bei einer Lebensdauer von ca. 4 Jahren aufrecht erhalten zu können, müssen jährlich international 1000 Floats neu ausgebracht werden, so dass keine Lücken im Messnetz entstehen. Argo Germany organisiert unter Berücksichtigung verfügbarer Seereisen und Forschungsschiffe jährlich ca. 50 Float-Auslegungen mit Schwerpunkt auf dem Atlantik. Die genauen Positionen sind abhängig von den Fahrtrouten der verfügbaren Schiffe und von wissenschaftlichen Fragestellungen.

Aktuelles und Termine

Presseinformationen

Veranstaltungen zum Thema

DatumVeranstaltung
21.-25.03.2022Argo Steering Team Meeting (Hybride Veranstaltung)
https://argo.ucsd.edu/organization/argo-meetings/ast-22/
21.06.2022Deutsches Argo User Meeting (Hybride Veranstaltung: BSH Hamburg, Gauß-Saal und online)
08.06.2022Argo Gemany beim Ostsee-Tag, Stadthafen Rostock,
https://www.ostseetag.info
27.08.2022Argo Germany beim
„Tag-der-offenen-Tür“ im BSH Rostock
Neptunallee 5, Rostock
11.-13.10.20227th Argo Science Workshop in Brüssel
(https://www.euro-argo.eu/News-Meetings/Meetings/Others/7th-Argo-Science-Workshop-October-2022)
Dezember 2022Argo Data Management Team Meeting (Hybride Veranstaltung)

Links zum Thema Argo

Web-Seite des Internationalen Argo-Programms:
http://www.argo.ucsd.edu/index.html

Internationales Argo-Informationszentrum OceanOps:
https://www.ocean-ops.org/board

Globale Argo-Datenzentren:

Regionales Datenzentrum für den Nordatlantik (NA-ARC):
http://www.argodatamgt.org/Argo-regional-Centers/North-Atlantic-ARC

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

EuroArgo-ERIC (European Research Infrastructure Consortium)
https://www.euro-argo.eu/

Argo Biogeochemie
https://biogeochemical-argo.org/index.php

Euro Argo Fleet Monitoring
https://fleetmonitoring.euro-argo.eu/dashboard

Zusatzinformationen

Kontakte

Dr. Birgit Klein (Datenkontrolle)
birgit.klein@bsh.de
Tel: +49 40 3190-3228

Anja Schneehorst (Logistik)
anja.schneehorst@bsh.de
Tel: +49 40 3190-3223

Simon Tewes (Technik)
simon.tewes@bsh.de
Tel: +49 40 3190-3263

Ingrid M. Angel Benavides (Projektwissenschaftlerin)
ingrid.angel@bsh.de
Tel: +49 40 3190-3285

Argo Germany bei Twitter
@ArgoGermany

Genereller Kontaktpunkt Argo