Luftbild Tesperhude an der Elbe (Foto: Michael Streßer / Hereon)

Aufbau einer Forschungsplattform in Tesperhude an der Elbe

Luftbild Tesperhude an der Elbe (Foto: Michael Streßer / Hereon)

Luftbild Tesperhude an der Elbe (Foto: Michael Streßer / Hereon)

Das Helmholtz-Zentrum Hereon betreibt eine schwimmende Forschungsplattform in Tesperhude an der Elbe, denn: „Das Meer beginnt hier“. Ab 2022 liefert die Forschungsplattform kontinuierlich Daten zur Wasserqualität in der Elbe. Die Daten werden öffentlich zur Verfügung gestellt. Außerdem kann die Forschungsplattform von Interessierten aus Wissenschaft und Wirtschaft auf Nachfrage genutzt werden. Der Aufbau der Forschungsplattform wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung, des Landes Schleswig-Holstein, der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren und des Helmholtz-Zentrums Hereon gefördert.

Auf der Forschungsplattform sind diverse wissenschaftliche Messsysteme untergebracht. Diese liefern kontinuierliche, hochaufgelöste und zeitnahe Daten zu verschiedenen Stoffen im Wasser (zum Beispiel Nährstoffe, Schwebstoffe, Mikroalgen, Treibhausgase und ausgewählte Schadstoffe). Die hier erfassten Stoffe gelangen über das Wehr Geesthacht in die Tideelbe und beeinflussen die Stoffumsätze im Hamburger Hafen und weiter stromabwärts bis in die angrenzende Nordsee.

Die gesammelten Daten sind deshalb auch für den Hamburger Hafen und den Nationalpark Wattenmeer von Interesse, um vorausschauend planen und handeln zu können. Die Daten werden im „Helmholtz Coastal Data Center“ (HCDC) gespeichert und sind schnell verfügbar, was insbesondere bei Extremereignissen wie Hochwassern besonders wichtig ist. Interessierte aus Wissenschaft und Wirtschaft können sowohl die Daten nutzen als auch die Forschungsplattform selbst, um z.B. aquatische Methoden und Technologien in diesem Umfeld zu testen und weiterzuentwickeln.

Beispiel: Messsystem „FerryBox“

FerryBox am Anleger Tesperhude (Foto: Jan-Timo Schaube / Hereon)

FerryBox am Anleger Tesperhude (Foto: Jan-Timo Schaube / Hereon)

Die FerryBox ist ein wesentlicher Bestandteil der Forschungsplattform Tesperhude und wurde u.a. vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht mit entwickelt. Das automatisierte Messsystem bestimmt physikalische und biogeochemische Parameter im Oberflächenwasser. Eine FerryBox besteht aus einem Wassereinlass, durch den Flusswasser kontinuierlich in den Messkreislauf mit mehreren Sensoren gepumpt wird. Das Messsystem beinhaltet normalerweise Sensoren für Temperatur, Salzgehalt, Trübung und Chlorophyll-a-Fluoreszenz. Darüber hinaus können zusätzliche Sensoren eingebaut werden, zum Beispiel für Sauerstoff, Nährstoffe, pH, CO2 oder Algengruppen.

Die FerryBox misst eine Vielzahl an Parametern innerhalb eines Zeitintervalls von etwa 20 Sekunden. Solche regelmäßigen Messungen der Wasserqualität ermöglichen kontinuierliche und detaillierte Beobachtungen über einen langen Zeitraum hinweg. Das Helmholtz-Zentrum Geesthacht betreibt weitere FerryBoxen unter anderem an der Elbe-Mündung in Cuxhaven.

Motivation

Satellitenaufnahme Norddeutschland mit Tideelbe und Nordsee (Foto: NASA)

Satellitenaufnahme Norddeutschland mit Tideelbe und Nordsee (Foto: NASA)

Die Tideelbe zwischen Geesthacht und der Nordsee ist Lebens- und Wirtschaftsraum, Transportweg zum Hamburger Hafen und beliebte Tourismusregion. Allerdings ist dieses Fluss-Meer System ständigen Veränderungen unterworfen und wird stark durch verschiedene menschliche Aktivitäten und die Auswirkungen des Klimawandels beeinflusst.

Wesentliche Veränderungen sind zum Beispiel die Menge und Zusammensetzung von Schwebstoffen, die die Messung der schiffbaren Tiefe beeinflussen oder die zu einem Sauerstoffmangel und infolgedessen zu Fischsterben führen können. Um diese und weitere Veränderungen vorauszusehen und frühzeitig reagieren zu können, wollen die Forschenden die Funktionsweise von Fluss-Meer Systemen besser verstehen.

Die Forschungsplattform wird gemeinsam mit DANUBIUS-RI und der Forschungsinitiative MOSES (Modular Observation Solutions for Earth Systems) der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren betrieben. MOSES untersucht die Auswirkungen von dynamischen Extremereignissen wie beispielsweise Starkregen und Hochwasser oder Hitzewellen und Dürren vor dem Hintergrund langfristiger Trends. Dafür entwickeln die beteiligten Helmholtz-Zentren mobile und flexibel einsatzfähige Messsysteme.

Die Forschungsplattform ist ein wesentlicher Bestandteil der Elbe-North Sea Supersite der pan-europäischen Forschungsinfrastruktur DANUBIUS-RI (International Centre for Advanced Studies on River-Sea Systems), welches zum Ziel hat, die Forschung in Fluss und Meer zusammenzuführen. Im Rahmen von DANUBIUS-RI werden zur Zeit an mehr als zehn Standorten in Europa Forschungsinfrastrukturen, wie die Forschungsplattform in Tesperhude, aufgebaut, um Prozess- und Systemstudien entlang des Fluss-Meer-Kontinuums zu ermöglichen.

Dr. Jana Friedrich
Dr. Jana Friedrich

Leiterin Elbe-North Sea Supersite

Tel: +49 4152 87 - 1891

E-Mail Kontakt

Helmholtz-Zentrum Hereon, Institut für Kohlenstoffkreisläufe