Eddy-Kovarianz-Messungen auf der FINO2 Messplattform in verschiedenen Höhen

Der Austausch von Gasen zwischen dem Ozean und der Atmosphäre kontrolliert in hohem Maße die Zusammensetzung der Atmosphäre. Insbesondere der Kohlenstoffdioxid (CO2) Austausch ist vor dem Hintergrund des Klimawandels von großer Bedeutung. Das Hauptziel der bisherigen und geplanten Messaktivitäten im Rahmen des SOPRAN-Projekts („Surface Ocean Processes in the Anthropocene“) auf der FINO2 Plattform, ist ein besseres Verständnis der Prozesse, die den Transport von CO2 durch die Meeresoberfläche steuern. Damit soll eine Methode entwickelt werden um aus Satellitendaten globale Abschätzungen des CO2 Flusses abzuleiten.

Sogenannte Eddy-Kovarianz-Messungen sind das Standardverfahren zur Bestimmung der Wärme-, Impuls- und Stoffflüsse durch Grenzflächen: Gaskonzentrationen und Windgeschwindigkeiten werden mit einer sehr hoher Abtastrate von 20 Messungen pro Sekunden gemessen. Damit können die Wirbel (Eddies), die das Gas transportieren, erfasst werden. Aus der Kovarianz der Gaskonzentration mit der vertikalen Windkomponente ergibt sich der Austauschfluss. In der unteren Schicht der Atmosphäre, der sogenannten Prandtl-Schicht, wird im allgemeinen angenommen, das Flüsse zwischen Untergrund und Atmosphäre höhenkonstant sind (Constant Flux Layer). Damit lässt sich der in geringer Höhe über Oberfläche gemessene Fluss mit dem gesuchten Fluss durch die Grenzfläche gleichsetzten.

Zur Überprüfung dieser Annahme wurden an der der FINO2 Platform zwei identische Eddy Kovarianz Systeme direkt übereinander in 6,8 und 13,8 Metern über der Meeresoberfläche installiert. Die bisherigen Untersuchungen zeigen zum Teil signifikante Differenzen in den gemessenen CO2-Flüssen. Die Ursache zu identifizieren ist der Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten. Ein drittes Messsystem in ca. 25m Höhe, das im Jahr 2011 zusätzlich installiert wird, soll weitere Aufschlüsse über die Beobachteten Flussdifferenzen geben und zu einer genaueren Bestimmung der CO2-Flüsse durch die Meeresoberfläche führen.