IOW Logo

Kontinuierliche Messungen des CO2- und O2-Partialdrucks auf einem Frachtschiff in der Ostsee

3Equlibratoren

 

Bernd Schneider, Bernd Sadkowiak, Robert Schmidt

Seit 2003 werden auf einem Frachtschiff, das regelmäßig im Abstand von zwei Tagen zwischen Lübeck und Helsinki verkehrt, Messungen des CO2-Partialdrucks (pCO2) im Oberflächenwasser vorgenommen. Im Sommer 2005 wurde das Messsystem durch ein Modul zur Bestimmung des O2-Partialdrucks (pO2) ergänzt. Nach Übernahme der Frachtschifflinie durch ein neues Schiff (FINNMAID) wurde die vollständig automatisierte Anlage weiter perfektioniert und wird für mindestens drei weitere Jahre in Betrieb bleiben. Der pCO2 wird bestimmt, indem in einem Equilibrator Luft in ein Gleichgewicht mit Oberflächenwasser überführt wird und der CO2-Gleichgewichtspartialdruck durch IR-Spektroskopie ermittelt wird. Die Bestimmung des pO2 erfolgt nach dem gleichen Prinzip unter Verwendung einer Optode zur O2-Messung. Mit den Untersuchungen werden folgende Ziele verfolgt:

  1. Erstellung einer CO2-Massenbilanz zur Quantifizierung der Netto-Biomasseproduktion insbesondere während der hochsommerlichen Stickstofffixierungsphase sowie Charakterisierung der regionalen und zwischenjährlichen Variabilität.
  2. Identifizierung der Ostsee als Quelle/Senke für atmosphärisches CO2 durch Bilanzierung des CO2-Gasaustauschs.
  3. Bestimmung der Gasaustausch-Transfergeschwindigkeit durch eine gekoppelte CO2-/O2-Massenbilanz (Beitrag zu „Surface Ocean Processes in the Anthropocene“, SOPRAN).
Route
Abb. 1: Route des Frachtschiffs FINNPARTNER (seit 2007 FINNMAID)
3D-pCO2
Abb. 2: Saisonalität des CO2-Partialdrucks zwischen Lübeck und Helsinki im Jahre 2005

Die Verteilung ist durch zwei Minima im Mai und im Juli gekennzeichnet, deren Ausprägung in Richtung Nordost zunimmt und die auf die Frühjahrsblüte sowie auf die Produktion während der Stickstofffixierungsphase zurückzuführen sind. Einzelne pCO2-Spitzen mit Werten über 700 μatm treten im Frühherbst vor der Küste Gotlands auf und sind die Folge von Auftriebsereignissen.