Großes Feldexperiment auf dem Bodensee

Vom 5. bis 13. November werden 18 Driftkörper im Obersee ausgesetzt. Mit ihrer Hilfe soll die Wasserzirkulation erfasst werden.

Herr Professor Peeters, Sie wollen die Wasserzirkulation erfassen. Können Sie mit Hilfe Ihrer Ergebnisse darstellen, was zum Beispiel bei einem Unfall mit Schadstoffen passiert?
Unser eigentliches Vorhaben ist es, die Zirkulation im Bodensee zu unterschiedlichen Jahreszeiten und Wetterbedingungen zu erfassen, und wir hoffen auch, dass wir ein paar typische Wetterlagen mitkriegen. Die besten Informationen √ľber die gro√üskaligen Str√∂mungsverh√§ltnisse im Bodensee stammen aus den 20er-Jahren, als man Daten aus der Abdrift der Fischernetze gewonnen hat. Zus√§tzlich zu den eigentlichen Forschungsergebnissen des Vorhabens werden durch die im Projekt beschafften Driftk√∂rper Instrumente bereitgestellt, die bei Unf√§llen unmittelbar eingesetzt werden k√∂nnen, um den advektiven Transport eines eingetragenen Schadstoffs direkt verfolgen zu k√∂nnen.
Wer wird √ľber derlei Instrumente verf√ľgen?
Beispielsweise das Institut f√ľr Seenforschung in Langenargen (ISF), das Kooperationspartner in unserem Projekt ist. Dem ISF werden am Ende des Projekts mehrere Driftk√∂rper zur Verf√ľgung stehen, die bei Unf√§llen vor Ort eingesetzt werden k√∂nnen. Im Fall eines Schadstoffeintrags kann man zum Unfallort hinfahren und Driftk√∂rper einsetzen, um zu sehen, wohin die Schadstoffe treiben. Die Str√∂mungen sind ja entscheidend f√ľr den Transport von Schadstofffahnen, und bisher gibt es keine einfache M√∂glichkeit festzustellen, wie gro√ü die Str√∂mungsgeschwindigkeiten im Bereich eines Schadstoffeintrags tats√§chlich sind.
Warum setzen Sie und Ihre Mitarbeiter die Driftkörper jetzt im November aus?
Wir haben die Driftkörper schon einmal im Sommer ausgesetzt, allerdings war das eine Testphase: Wir wollten sicher gehen, dass wir auch tatsächlich im gesamten Obersee mit den in der Werkstatt der Universität gebauten Driftkörpern kommunizieren können. Die Driftkörper bestehen aus einem Unterwassersegel, das einen Meter Durchmesser hat und zweieinhalb Meter lang ist, und einer Oberflächenboje. Letztere hat einen Durchmesser von 20 Zentimetern, ragt relativ wenig aus dem Wasser, damit sie nicht durch den Wind abgetrieben wird. Diese Oberflächenboje misst selbständig ihre Position mit GPS und sendet ihre Koordinaten mit SMS an das Limnologische Institut. In der Testphase gab es damit noch Probleme.
Inwiefern?
Wir hatten nicht bedacht, dass unsere Bojen in bestimmten Bereichen des Sees versuchen, sich ins Schweizer Netz einzuw√§hlen. Dabei gab's Verz√∂gerungen mit dem Anschluss und die Daten√ľbermittlung war unterbrochen. Wir mussten die Drifter dann suchen gehen. Das Problem ist mittlerweile gel√∂st und die Drifter schalten sich nicht mehr ab, wenn sich das Netz √§ndert. Wir werden die Driftk√∂rper nicht nur jetzt, sondern auch zu anderen Zeiten w√§hrend unseres dreij√§hrigen Projekts aussetzen. Ein wichtiges Ziel unserer Messungen ist, Daten bereit zu stellen, anhand derer wir Simulationen mit numerischen Modellen √ľberpr√ľfen k√∂nnen. Uns stehen zwei Modelle zur Verf√ľgung, die die dreidimensionalen Str√∂mungsmuster im Bodensee simulieren k√∂nnen: eines wurde in Australien entwickelt und liefert bereits im Dauerbetrieb on-line die Str√∂mungen im Bodensee, das andere stammt aus Holland und wird am ISF in Langenargen betrieben.
Sollen die Modelle zu einem zusammengef√ľhrt werden?
Nein, das ist auch gar nicht m√∂glich. Wir wollen beide Modelle vergleichen und die Voraussagen √ľberpr√ľfen. Es geht uns darum, die physikalischen Modelle gut zu validieren um festzustellen, welches Modell unter welchen Umweltbedingungen besser zutrifft. Sp√§ter kommt dann ein biologisches Modell hinzu, um weitere Fragen angehen zu k√∂nnen, zum Beispiel: Wie verteilen sich N√§hrstoffe und Plankton im Bodensee?
Welche Wege werden die Driftk√∂rper zur√ľcklegen?
Das k√∂nnen - abh√§ngig von den Wind- und Schichtungsverh√§ltnissen - schon einige Kilometer pro Tag sein. Sch√∂n ist, dass wir ja jederzeit wissen, wo die Driftk√∂rper sind; sie √ľbermitteln mit Hilfe des GSM-Moduls ihre Position an eine PC-Zentrale. Der direkte Zugriff auf die Driftk√∂rperdaten ist √ľber das GSM-Modul jederzeit m√∂glich und die aktuell gemessenen Transportpfade der Bojen k√∂nnen auf geographischen Karten des Bodensees dargestellt werden. Die Stromversorgung der Driftk√∂rper erm√∂glicht einen autonomen Einsatz von maximal vier Tagen.
Senden die Bojen rund um die Uhr? Und in welchem zeitlichen Rhythmus?
Die Bojen messen und speichern im F√ľnf-Sekunden-Takt ihre Position. Die Daten√ľbertragung findet alle sechs Stunden rund um die Uhr statt. Es k√∂nnen aber auch k√ľrzere Zeitintervalle eingestellt werden. Au√üerdem k√∂nnen wir zu jedem Zeitpunkt die Driftk√∂rper anrufen und erhalten dann sofort deren aktuelle Position.
Das Projekt läuft seit Ende 2007. Welches finanzielle Volumen hat das Projekt und viele Mitarbeiter haben Sie?
Wir haben 166000 Euro zur Verf√ľgung, und die sind haupts√§chlich f√ľr die L√∂hne. Das Projekt wird gef√∂rdert √ľber das Programm "BWPLUS: Baden-W√ľrttemberg Programm Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung". Von der Universit√§t Konstanz arbeiten wir zu viert an dem Projekt: Bei mir liegt die Federf√ľhrung, Joachim Bartsch organisiert die Feldexperimente und ist f√ľr die Modellierung und wissenschaftliche Auswertung zust√§ndig, Josef Halder ist unser Techniker, und Jennifer Baur hilft bei den Feldarbeiten und Programmierarbeiten. Froh sind wir auch √ľber die Zusammenarbeit mit dem ISF der Landesanstalt f√ľr Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-W√ľrttemberg (LUBW) in Langenargen, das uns mit Schiffen und Man-Power unterst√ľtzt. Thomas Wolf vom ISF ist Ko-Projektleiter und rechnet Str√∂mungsfelder mit einem der Modelle.
Was konkret ist weiter geplant?
Kommendes Jahr wird es weitere Experimente geben, parallel dazu l√§uft die aufw√§ndige Modellierung, in der die Str√∂mungen im See simuliert werden. Im letzten halben Jahr werden wir haupts√§chlich mit Computerauswertungen besch√§ftigt sein, die Modelle und die von uns gewonnenen Daten vergleichen und zusammenf√ľhren.
K√∂nnen Ihre Erkenntnisse auf andere Seen √ľbertragen werden?
Das Str√∂mungsfeld ist sicherlich spezifisch f√ľr den Bodensee. Die Erkenntnisse √ľber die Modelle sind aber √ľbertragbar. Und auch die Methodik wird man weiter nutzen k√∂nnen - die Instrumente bleiben erhalten und k√∂nnen auch mit ihrer Technik in anderen Systemen eingesetzt werden.
Sie hoffen, dass die Driftkörper auf keinen Fall geborgen oder angefahren werden...
Ja, denn sonst wird das wissenschaftliche Experiment gest√∂rt. Nur wenn unsere Driftk√∂rper in H√§fen oder ans Ufer driften, dann w√§re es sch√∂n, wir w√ľrden unter der Telefonnummer 07531 / 88-3333 benachricht werden. Denn klar ist: Nur auf dem See k√∂nnen die Driftk√∂rper ihren Dienst tun und uns die ben√∂tigten Daten √ľbermitteln.
Zur Person:
Frank Peeters ist seit 2003 Professor f√ľr Umweltphysik an der Fakult√§t f√ľr Biologie an der Universit√§t Konstanz. Er hat Physik in Siegen, Freiburg und Peterborough (Kanada) studiert und seinen Abschluss im Rahmen des "Freshwater Science Graduate Studies Program" (Thema: Oberfl√§chenphysik) M.Sc. Physics (FWS) gemacht. Von 1989 bis 1994 hat er seine Promotion an der Eidgen√∂ssisch Technischen Hochschule / EAWAG bei Professor D.M. Imboden zum Thema "Horizontale Mischung in Seen" geschrieben. Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der ETH/EAWAG war Frank Peeters von 1994 bis 2003, von 1997 bis 1998 mit einem Forschungsstipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Seine Forschungsschwerpunkte sind: Mischungsprozesse in gro√üen Seen; Oberf√§chenwellen und interne Wellen: Eigenschaften und √∂kologische Bedeutung; Interpretation von Umwelttracern in Seen und Grundwasser im Hinblick auf Wasseraustausch, Datierung und Paleoklima; Modellierung von Transportprozessen in Seen und Grundwasser (Temperaturverteilung im See und die Auswirkung steigender Lufttemperaturen, Gasaustausch und Transport im Grundwasser, Transport im Sediment); √Ėkologische Modellierung (Phytoplanktonblooms, altersstrukturierte Daphnienmodelle, Auswirkung von Klimaver√§nderung auf √∂kosystemare Interaktionen).

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Copyright: © Informationsdienst Wissenschaft e.V. -idw- (03.11.2008)
 
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