Helikopter CTD
Abb. 1: Gitterarm mit CTD Sonde und Wasserschöpfer. Die Stütze nimmt den Gitterarm auf und verteilt die Last.
Hochauflösende Profile der physikalische Eigenschaften des Meerwassers wie Temperatur , Leitfähigkeit/Salzgehalt und Druck können in der gesamten Wassersäule, einschließlich der Bodengrenzschicht, nur unter Benutzung eines Einleiterdrahtes gewonnen werden. In eisbedeckten Gebieten ist dies nur vom Schiff aus möglich, es sei denn man ist in der Lage, mit großen Drahtlängen Sonden vom Eis aus bis zum Meeresboden hinabzulassen. Um nicht nur die Schelfgebiete mit Tiefen geringer als 500 m zu beproben, sondern auch die Schelfabhänge in die Tiefsee zu untersuchen, sind Drahtlängen von mindestens 1500 m notwendig.
Hat man die Möglichkeit vom Eis aus zu messen und kann man das Messsystem weit genug vom Schiff entfernt einsetzen, ist man in begrenztem Umfang schiffsunabhängig und verbraucht keine kostbare Schiffszeit. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn Polarstern vom Eis eingeschlossen ist (ob gewollt oder ungewollt) aber gleichzeitig Daten eines größeren Gebietes erfasst werden sollen.
Aus diesem Grund wurde am AWI ein Geräteträger entwickelt, der mit den auf RV Polarstern stationierten Helikoptern (Typ BO-105) vom Schiff aus als Außenlast auf das Meereis transportiert werden kann. In einem Radius von etwa 100 Km um das Schiff herum, kann dann nach Aufbau des Systems bis zu einer Wassertiefe von 1800 m gemessen werden. Einzige Voraussetzung sind genügend dicke Meereisschollen ( < 0.5 m) umgeben von kleinen Rinnen freien Wassers, da die Messsonde über die Kante der Eisschollen ins Wasser gelassen wird und nicht durch ein Bohrloch, was weitere Ausrüstung und damit Gewicht einspart.
Abb. 2: Geräteräger im Flug. Zum Schutz des Systems sind alle Komponenten mit Segeltuch eingeschlagen
Abb. 3: Absetzen des Geräteträgers an den Rand einer Eisscholle
Der Geräteträger besteht aus einer Traverse, unter der zwei Aluminiumschlitten befestigt sind, die den Generator sowie die Einleiterwinde aufnehmen. Das Gesamtsystem wiegt etwa 525 Kg.
Das Messsystem selbst besteht aus der CTD-Sonde, einem Bodenmelder und einer 5 Liter Probenflasche, die per Fallgewicht verschlossen wird, um Wasser, z.B. zur Traceranalyse, aus der bodennahen Schicht zu bekommen. Die CTD-Sonde selbst ist eine Seabird 911 plus mit doppelten Sensorpaaren für Temperatur und Salzgehalt und hat damit die gleichen Messgenauigkeiten wie das System auf dem Schiff.
Nach umfangreichen Flugtests in Bremerhaven wurde der Geräteträger erstmals beim internationalen Driftexperiment ISPOL 2004-2005 in der westlichen Weddellsee erfolgreich eingesetzt. Es konnten so die sehr kalten Abflüsse von Bodenwassser vom Larsen Schelf in die Tiefsee beobachtet werden ( www.ispol.de ).
Abb. 4: Fertig aufgebautes Messsystem, bestehend aus Zelt, Winde und Gitterarm. Im Zelt befindet sich der Laptop, der online die Datenaufzeichnug übernimmt. Der Gitterarm wird zur Messung über die Kante der Eisscholle bewegt und ist zum Transport in 4 Teile zerlegbar. Der Schlitten mit dem Generator steht unsichtbar weiter entfernt von der Kante.
Abb. 5: Heli-CTD mit Gitterarm im Messmodus.
Abb.6: Heli-CTD Gesamtsystem von oben
Abb. 7: Geräteträger im Testflug. Die Traverse trägt zwei aneinander geflanschte Schlitten, links mit der Einleiterwinde, rechts mit dem Generator. Auf dem Eis werden die Schlitten voneinander getrennt.
