Küstenbeobachtung für die nördlichen und arktischen Meere

Die Küstengebiete der Nordsee werden von vielen Menschen bewohnt. Veränderungen der biologischen Vielfalt und der Umweltbedingungen wirken sich nicht nur in diesen einzigartigen Ökosystemen aus. Sie haben auch Einfluss auf den Menschen. AWI-Wissenschaftler haben die Herausforderung angenommen, den Status quo zu erforschen und die Veränderungen der Küstensysteme aufzuzeichnen. Seit 2012 wird das Küstenbeobachtungssystem für die nördlichen und arktischen Meere (COSYNA) von der Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) in Kooperation mit dem AWI und weiteren Partnern betrieben. Ziel ist unter anderem die Entwicklung eines Modellierungssystems.

Das AWI betreibt dafür zwei Aufzeichnungssysteme unter Wasser vor Helgoland und vor Spitzbergen – sogenannte Unterwasserknoten. Der Unterwasserknoten funktioniert wie eine "Datensteckdose" am Meeresboden an die bis zu zehn Messeinheiten angeschlossen werden können. So ist es möglich zum Beispiel Wassertemperatur, Algenkonzentration und den Meeresboden ganzjährig live zu untersuchen. Die Messwerte gehen online direkt zu den Wissenschaftlern.

• Auf Helgoland liegt der Unterwasser-Knoten auf 59 ° 11'N / 8 ° 52,79E – das bedeutet etwa 600 Meter nördlich der Insel in etwa 10 m Wassertiefe.
• Das Knoten-System auf Spitzbergen liegt in der Nähe von Ny-Ålesund (AWIPEV) bei 78 ° 92'N / 11 ° 9'E – also beim so genannten "Old Pier" in etwa 11 Meter Wassertiefe.

Die Systeme sind vollständig ferngesteuert und haben eine Glasfaser-Verbindung zum Festland. Zusätzlich arbeitet das AWI hier noch mit einem FerryBox-System. Die Wartung übernehmen die Forschungstaucher des AWI. Für akzeptierte Forschungsvorhaben können auch Gast-Wissenschaftler weitere Geräte installieren – unterstützt von den Forschungstauchern. 

Kombination von Daten

COSYNA kombiniert die Beobachtungen und Messungen mit Daten der Fernerkundung und Datenassimilationsmodellen. Neben den vom AWI betriebenen Unterwasserknoten werden automatisierte Beobachtungen von Feststationen, Bojen, Segelflugzeugen, mit auf Fähren installierten FerryBox-Systemen sowie von Forschungsschiffen gemacht. Dazu kommt die Küstenfernerkundung mit Radar und Satelliten.

Der physikalische, biogeochemische und biologischen Zustand der Sedimente wird im Wasser und am Meeresboden untersucht. Die Modellierung mit COSYNA nutzt verschachtelte Modelle für die Gewässerkunde (Salzgehalt, Wellen, Strömungen), für Schwebstoffe und für biogeochemische und Ökosystemprozesse.

Mit den durch COSYNA gewonnenen Erkenntnissen sollen Vorhersagen über Prozesse in der Nordsee und an den arktischen Küsten ermöglicht werden. Das System stellt Daten und Datenprodukte zur Verfügung. Diese Daten sollen Behörden, Wirtschaft und Öffentlichkeit dabei helfen, Trends zu bewerten und auf Notfälle schnell reagieren zu können. Zusätzlich werden viele Erkenntnisse über Küstensysteme gewonnen, welche das Wissen über die Küsten der Welt und ihre regionalen Formen erweitern.