Argo
Argo ist ein seit 2000 bestehendes internationales Programm, das Informationen aus dem Inneren des Ozeans mit einer Flotte von Roboterinstrumenten (Treibbojen, floats) sammelt, die mit den Meeresströmungen treiben und sich zwischen der Oberfläche und einem mittleren Wasserniveau zur profilierenden Messung von Temperatur, Leitfähigkeit und Druck auf und ab bewegen. Aus den Daten können Salzgehalt und Dichte als wichtige physikalische Größen für die Darstellung des Strömungssystems berechnet werden. Jedes Instrument verbringt fast sein gesamtes Leben unterhalb der Oberfläche.
Der Name 'Argo' wurde gewählt, um die starke Komplementärbeziehung zwischen der Treibbojenflotte mit der Altimetermission der Satellitenserie Jason zu betonen. (In der griechischen Mythologie segelte Jason mit seinem Schiff, der Argo, auf der Suche nach dem goldenen Vlies).
Übersicht über die aktiven Bojen der vergangenen 30 Tage | Die Argo-Einsätze begannen im Jahr 2000. Im November 2012 wurde das millionste Profil erfasst, im November 2018 das zweimillionste. Auch heute, mit fast 4000 aktiven Floats, gibt es immer noch einige Bereiche des Ozeans, die überversorgt sind, während andere Lücken aufweisen, die mit zusätzlichen Floats gefüllt werden müssen. Die heutige Anzahl der Floats ist in der Abbildung links zu sehen. Um das Argo-Array weiterhin zu erhalten, müssen die nationalen Programme 5-600 Floats pro Jahr bereitstellen. Quelle und aktueller Stand: UCSD |
Die autonom arbeitenden Treibbojen werden von Forschungsschiffen ausgesetzt. Sie sind Bestandteil der Klima- und Meeresbeobachtungssysteme (Global Climate Observing System/Global Ocean Observing System GCOS / GOOS) und liefern Daten für CLIVAR (Climate Variability and Predictability Experiment) und GODAE (Global Ocean Data Assimilation Experiment). Die frei verfügbaren Daten dienen u.a. dazu, Ozeanvorhersagemodelle und gekoppelte Ozean-Atmosphäre-Modelle zu entwickeln und zu verbessern. Gleichzeitig sind die Argo-Treibbojen eine wichtige Komponente des El Niño-Beobachtungssystems. Da über 90 % der beobachteten Zunahme des Wärmegehalts des Systems Luft/Land/Meer innerhalb der vergangenen 50 Jahre im Ozean registriert wurden, wird Argo effektiv den Puls der globalen Wärmebilanz messen.
Wie arbeitet eine Argo-Treibboje? Die Standard-Mission einer Argo-Treibboje besteht aus einem 10-Tage-Zyklus, bei dem die Boje die meiste Zeit mit den Strömungen in der Tiefe des Ozeans treibt und anschließend eine Reihe von Messungen vornimmt, während sie sich zurück an die Meeresoberfläche bewegt (Profile). Sobald die Treibboje an der Oberfläche ist, erhält sie seine Position, oft über GPS, und kommuniziert dann mit einem Satelliten, um seine Daten zu senden und neue Missionsanweisungen zu erhalten. |
Aufbau einer Argo-Treibboje
Die verschiedenen Modelle der Argo-Treibbojen, die auf der ganzen Welt hergestellt werden, unterscheiden sich sowohl in der Hardware als auch in der Software, arbeiten aber meist auf ähnliche Weise und besitzen folgende Komponenten:
Quelle: UCSD |
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Es gibt für Argo keine zentrale Organisation. Alles beruht auf einem gegenseitigen Einverständnis der beteiligten Länder und Institutionen. Allerdings hat das Programm ein offizielles Siegel. Ein Aufkleber auf jeder Boje bezeugt ihre Zugehörigkeit zum weltweiten Klimaforschungsprogramm der Vereinten Nationen. Dies schützt die Wissenschaftler vor juristischen Schwierigkeiten für den Fall, dass eine Boje in die „ausschließliche Wirtschaftszone“ eines Landes driftet. Zugleich ist die Technik der Bojen auch ohne ein „Argo-Hauptquartier“ so standardisiert und kontrolliert, dass die Daten aller Bojen hohen und einheitlichen Qualitätskriterien genügen.
Jede Boje kostet etwa 20.000 USD und diese Kosten verdoppeln sich ungefähr, wenn man die Kosten für den Einsatz der Floats, die Verarbeitung der Daten und den Betrieb des Projekts berücksichtigt. Das Array hat etwa 3800 Floats und jeder Float liefert alle 10 Tage ein Profil von Temperatur und Salzgehalt. Das Programm sammelt etwa 140.000 Profile pro Jahr zu Kosten von etwa 200 Dollar pro Profil. 28 Länder haben Floats zum Array beigesteuert, wobei die USA etwa die Hälfte der Floats bereitstellen.
Das Argo-Array hat sein ursprüngliches Designziel von 3000 Floats im November 2007 erreicht und kann auf diesem Niveau gehalten werden, solange nationale Verpflichtungen etwa 600 Floats pro Jahr bereitstellen. Mit der Weiterentwicklung der Technologien hat sich auch das Design des Argo-Arrays weiterentwickelt und wurde auf Randmeere und Meereisregionen in den hohen Breiten erweitert. Zusätzlich gibt es zwei neue Argo-Missionen: die DeepArgo-Mission und die Mission BioGeoChemical Argo (BGC-Argo). Das Ziel der Deep Argo-Mission ist es, die gesamte Wassersäule von der Ozeanoberfläche bis zur Bodentiefe von 6000m zu erfassen. Die BGC-Argo-Mission soll helfen, die Ressourcen des Ozeans zu verwalten. Beide Missionen befinden sich in der Pilotphase, das heißt, sie haben klare wissenschaftliche Ziele und ein Array-Design, die Technologie wird getestet und verbessert und es gibt einen Implementierungsplan.
Weitere Informationen:
- Argo Homepage (dort auch aktuelle Floats-Grafik)
- The Argo Program: Observing the global ocean with profiling floats (Roemmich, D. et al. (2009)