Themenschwerpunkte der Abteilung "In situ Messsysteme"
Wasserqualitätsmessungen
Globe-Polluted
Die Abteilung "In situ Verfahren" bearbeitet Fragestellungen zur Wasserqualität und zur Quantifizierung von chemisch-biologischen Prozessen im Küstengewässern.
Hierzu sind sowohl Langzeitmessungen als auch Prozesstudien notwenig.
Da viele der in Küstengewässern ablaufenden Prozesse eine hohe zeitliche Variabilität und örtliche Heterogenität aufweisen, reichen für eine Bewertung von Wasserqualität und zum Aufzeigen von Trends Schiffsmessungen, die aus Kostengründen nur relativ selten durchgeführt werden können, nicht aus. Deshalb werden Schiffskampagnen ergänzt durch automatisierte Messungen, z.B. von regelmäßig verkehrenden Schiffen aus.
Durch Kombination von Schiffskampagnen, kontinuierlichen In situ Messungen, Fernerkundungsverfahren (Abteilung KOF) und statistisch-numerischen Auswertungen wird ein Abbild der Prozesse, die die Wasserqualität bestimmen, gewonnen. Diese Erkenntnisse werden für die Entwicklung von optimierten und kostengünstigen Monitoringverfahren verwendet.
Die Arbeiten erfolgen schwerpunktmäßig in der Nordsee.
Die hier entwickleten Methoden werden jedoch auch in internationalen Projekten, z.B. in Indonesien und Brasilien angewendet.
Entwicklung von Messsystemen
Im allgemeinen werden zur Durchführung von Wasserqualitätsmessungen existierende Geräteträger wie z.B. automatische Bojen sowie existierende Messsysteme verwendet.
Wenn solche Systeme für diese Fragestellungen jedoch nicht existieren, oder nicht die notwendige Qualität aufweisen, werden sie -meist gemeinsam mit Industrieunternehmen- entwickelt bzw. angepasst.
Als Beispiel hierfür ist die Entwicklung von autonomen Messsystemen zu nennen, die auf regelmäßig verkehrenden Schiffen, z.B. Fähren, automatisch die Wasserqualität erfassen und per Mobiltelefon an Land senden (FerryBox).
Eine wesentliche Aufgabe ist es, die Qualität der entwickelten Messsysteme zu verbessern und die Messgenauigkeiten zu demonstrieren und zu dokumentieren.
Sensorentwicklung
Zur automatischen Erfassung von chemisch-biologisch relevanten Messgrößen sind robuste, langzeit-beständige Sensoren oder Analysatoren erforderlich.
Während für ozeanographische Parameter inzwischen eine Reihe geeigneter Sensoren (z.B. zur Erfassung von Wassertemperatur, Salzgehalt, Trübung oder Strömung) existieren, fehlen langzeitbeständige und zuverlässige Sensoren für viele chemisch-biologisch relevante Parameter.
Hierzu zählen beispielsweise Sensoren für gelöstes Mineralöl im Meer sowie chemische Analysatoren zur Erfassung von Nährstoffen und Alkalinität.
Deshalb werden hierfür geeignete Sensoren oder Analysatoren in der Abteilung neu entwickelt.
Andere, kommerziell erhältliche Sensoren bzw. Analysatoren werden verbessert und einer Qualitätsprüfung unterzogen.
Auswertungen
Bei den verschiedenen Messungen, inbesondere bei den FerryBox-Messungen fallen große Datenmengen an. Diese müssen zunächst gesichtet, auf Plausibilität geprüft und in einer Datenbank abgelegt werden. Anschließend folgt eine Qualitätssicherung über Vergleichsmessungen. Dabei können icht alle dieser Prozeduren automatisiert werden.
Die eigentliche Auswertung der Zeitreihen erfolgt mit statistischen Methoden (Zeitreihenanalyse).
Zum Vergleich werden Satellitendaten herangezogen (bei Wolkenfreiheit).
Zur Bewertung der Wasserqualität und zur Ableitung von Handlungsempfehlungen werden zusätzlich numerische Wasserqualitätsmodelle (Prozessmodelle ) angewendet (z.B. Brantas-Projekt).
