Ein Team der Abteilung Physikalische Ozeanographie des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, unter der Leitung von Hongyan Xi, hat zum kürzlich veröffentlichten 9. Copernicus Ocean State Report beigetragen. Der von Mercator Ocean International im Auftrag der Europäischen Kommission koordinierte Bericht fasst die neuesten Entwicklungen in der globalen und europäischen Meeresüberwachung zusammen.
In ihrem Beitrag heben die AWI-Forschenden die wichtigsten Ergebnisse des Copernicus Marine Service Evolution-Projekts GLOPHYTS (2022-2024) hervor, welches auch die Grundlage für ihr laufendes Projekt ML-PhyTAO (2024-2026) darstellt. Die Forschenden etablierten ein strukturiertes System für das langfristige Monitoring der Verteilung und Zusammensetzung von Phytoplankton. Das Hauptziel des ersten Projekts war die Überwachung der globalen Ozeane, während sich das zweite Projekt speziell auf den Arktischen Ozean fokussiert. Zuvor hatten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vorläufige Ergebnisse des GLOPHYTS-Projekts in der 7. Ausgabe des Copernicus Ocean State Report (OSR7) publiziert: Hier wurden die langfristigen Trends der Zusammensetzung von Phytoplankton im Atlantischen Ozean vorgestellt.
Phytoplankton sind mikroskopisch kleine Organismen, die in den sonnenbeschienenen oberflächennahen Schichten des Ozeans leben. Sie bilden die Grundlage der marinen Nahrungsnetze und treiben wichtige biogeochemische Kreisläufe an. In Kapitel 2.4 des OSR9 untersuchte das AWI-Team die Verteilung der fünf wichtigsten Phytoplanktongruppen Diatomeen, Haptophyten, Prokaryoten, Chlorophyten und Dinoflagellaten anhand langfristiger Satellitendaten. Diese Daten stammen aus unterschiedlichen Sensoren, welche mit einem maschinellen Lernverfahren korrigiert wurden, und in enger Zusammenarbeit mit ACRI-ST (Frankreich) entwickelt wurde. Die Analyse der Zeitreihen ergab weltweit eine Zunahme der Chlorophyll-Konzentration bei Diatomeen und Dinoflagellaten sowie eine Abnahme bei Haptophyten und Prokaryoten. Die Chlorophyten („Grünalgen“) bleiben relativ stabil und weisen nur regionale Schwankungen auf. Die Trends dieser Phytoplanktongruppen sind in nördlichen Breitengraden und in Küstenbereichen am stärksten ausgeprägt und finden sich bei den Prokaryoten aber auch in der Äquatorialregion.
„Der Copernicus Ocean State Report ist eine ideale Plattform, um unsere jüngsten Fortschritte bei der Beobachtung des Phytoplanktons in den Weltmeeren aus dem Weltraum mit Hilfe optischer Satellitendaten vorzustellen“, sagt Hongyan Xi. Maschinelles Lernen ist eine leistungsstarke Technik, mit der die Qualität und Konsistenz der sogenannten „Ocean Colour“-Daten weiter verbessert werden. Dies unterstützt damit erheblich die Bewertung der Gesundheit der Ozeane und der Veränderungen des Ökosystems.
Durch die Kombination von Satellitenbeobachtungen mit modernster Datenanalyse trägt das AWI-Team zur langfristigen Überwachung von Meeresökosystemen und zur laufenden Entwicklung des Copernicus Marine Service bei.
Die Studie wurde von Hongyan Xi, Astrid Bracher und Ehsan Mehdipour der Abteilung Physikalische Ozeanographie des AWI durchgeführt, zusammen mit Marine Bretagnon, Julien Demaria und Antoine Mangin vom ACRI-ST in Frankreich.
Link zur Studie: https://sp.copernicus.org/articles/6-osr9/