PS113 - Wochenbericht Nr. 2 | 14. – 20. Mai (Pfingst-Sonntag) 2018

Pfingstausflug mit Schleppsystem

[23. Mai 2018] 

Seit wir am Donnerstag der Woche bei 23° 26′ 05″ Süd den Wendekreis des Steinbocks Richtung Norden überquert haben, befinden wir uns nach astronomischer Definition nun in den Tropen. Und das Wetter ist auch danach. Wasser und Lufttemperatur liegen zwischen 26 und 27 °C. Da wir nun auch in den Windgürtel des Südostpassates gekommen sind, weht dazu beständig eine steife Brise und die Sonne scheint tagsüber von einem leicht bedeckten Himmel in tiefblaues Ozeanwasser.

Hinsichtlich unseres wissenschaftlichen Messprogramms haben wir seit Verlassen der ausschließlichen Wirtschaftszonen Argentiniens und Großbritanniens um die Falkland-Inseln einen klaren Tagesablauf etabliert. Neben den Messungen, die kontinuierlich oder in regelmäßigen Zeitabständen rund um die Uhr durchgeführt werden, stoppen wir jeden Tag um die Mittagszeit auf, um nacheinander ein optisches Sensorpaket (dazu mehr im nächsten Wochenbericht) und die CTD-Sonde mit Kranzwasserschöpfer, mit der neben Messungen von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoffkonzentration, Phytoplankton-Fluoreszenz und Trübung auch Wasserproben für verschieden Untersuchungen genommen werden können, ins Wasser zu lassen. Die Mittagszeit wurde wegen der optischen Messungen gewählt, weil dann bei Sonnenhöchststand das Tageslicht am tiefsten in das Meerwasser eindringt.

Die Messungen mit Optik-Sensorpaket und CTD dienen vor allem dem Vergleich mit gleichen Instrumenten und Sensoren in dem geschleppten Messsystem Triaxus/topAWI (towed ocean profiler of the AWI), das letztes Jahr vom AWI beschafft wurde und während dieser Reise erstmalig auf Polarstern zum Einsatz kommt. Zusätzlich ist Triaxus/topAWI ausgestattet mit pH- und Nitratsensor, hochfrequenten akustischen Doppler-Strömungsprofilern (ADCPs) zum Messen turbulenter Strömungsscherungen und einem Multifrequenz-Echolot zum Erfassen von Zooplankton. Weitere Sensoren dienen der Lokalisierung und der Sicherheit des Schleppkörpers. Dazu gehören ein akustischer Transponder, der eine Positionsbestimmung relativ zum Schiff ermöglicht, jeweils ein nach oben und nach unten gerichtetes Altimeter zur Abstandsmessung zur Meeresoberfläche bzw. zum Meeresboden sowie ein kleiner Radiosender, der vom Schiff aus angepeilt werden kann.

Das Arbeitsprogramm zur Indienststellung von Triaxus/topAWI ist vielfältig und umfangreich. Seine Umsetzung begann noch im Hafen von Punta Arenas mit der richtigen Positionierung der Schleppdrahtwinde auf dem Achterdeck von Polarstern. Um den Schleppdraht in korrektem Winkelbereich von der Winde zum Heckgalgen des Schiffes zu führen, wurde ein Umlenkblock zwischen Arbeitsdeck und Helikopterdeck montiert.  Außerdem wurde Triaxus dort ein erstes Mal zu Wasser gelassen, um ihn mittels Auftriebselementen auszutarieren. Für den hoffentlich nie eintretenden Fall eines Abrisses soll Triaxus leichten Auftrieb haben und damit zur Oberfläche aufsteigen.

Schleppeinsätze während der Fahrt dienen dazu, unter anderem zu ermitteln mit welcher Drahtlänge bei welcher Schiffsgeschwindigkeit sich welche vertikale Profilierungsamplitude von der Oberfläche abwärts erreichen lässt. Die Untergrenze liegt, bedingt durch die beschränkte Druckfestigkeit einiger weniger Komponenten, derzeit bei 350 m. Einfluss auf die Vertikalamplitude hat außerdem die wählbare Auf- und Abtauchgeschwindigkeit. Ein wesentliches Merkmal ist auch, dass Triaxus zur Seite ausscheren kann, um außerhalb des Schraubenwasser ungestörte Messungen bis zur Oberfläche zu erhalten. Wie weit unter welchen Randbedingungen muss mittels des Transponders und einer Hydrophon-Anordnung im Kiel von Polarstern bestimmt werden.

Ein wichtiges und mit dem Arbeitsprogramm verbundenes weiteres Anliegen dieser Indienststellung ist, Personal aus verschiedenen Fachbereichen mit dem System und dessen Einsatz auf hoher See vertraut zu machen sowie Handlungsabläufe, Prozeduren und Protokolle zu optimieren. Dafür sehr lehrreich, wenngleich ungemein lästig, waren einige technische Probleme, mit denen wir konfrontiert wurden. Dazu gehörte eine undicht gewordene Unterwasser-Steckerverbindung. Diese bei insgesamt rund sechzig, teils in den Tragflächen und Röhren des Triaxus verborgenen, elektrischen Verbindungen zu lokalisieren, hat Zeit gekostet - aber auch viele undokumentierte Details vom Innenleben offenbart. 

Dieses neue Schleppsystem wird es ermöglichen, viele physikalische, chemische und biologische Variablen simultan und schnell mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung sowie Überdeckung zu messen. Damit sollen jene Prozesse identifiziert werden, welche die Phytoplankton-Photosynthese und Primärproduktion, also auch die CO2-Aufnahme, beeinflussen. Die Primärproduktion bildet darüber hinaus die Grundlage der marinen Nahrungsnetze und Ökosysteme und bestimmt somit auch Fischerei-Erträge. Ein verbessertes Verständnis dieser physikalischen Prozesse ist Voraussetzung dafür, biologische, biogeochemische und ökonomische Auswirkungen zukünftiger, durch den Klimawandel bedingter, Änderungen im physikalischen Umfeld besser einschätzen zu können.

Trotz der vielen, auch über die Himmelfahrts- und Pfingstfeiertagswochenenden hinweg, geleisteten Arbeit sind alle Teilnehmer und Teilnehmerinnen bester Dinge.

 

Viele Grüße von Bord Polarstern,

 

Volker Strass

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