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Untersuchung flacher Küstengewässer mittels eines autonomen Unterwasserfahrzeugs
Vom 25.-28.08.2026 führte der IOW-Ozeanograph Michael Naumann zusammen mit Taavi Liblik, physikalischer Ozeanograph und Leiter der Abteilung Meeresphysik an der Tallinn University of Technology (TalTech, Estland), eine Messkampagne zum Test autonomer Messgeräte im Flachwasser vor der Küste Mecklenburg-Vorpommerns nahe Warnemünde durch. Die Kampagne steht in Verbindung mit dem IOW-Forschungscluster Flachwasserprozesse „Shore to Basin“ (S2B), dessen Fokus es ist, die bisher nur wenig erforschten flachen Küstenzonen der Ostsee näher zu untersuchen.
Flache Küstenzonen sind regelmäßig von Sauerstoffmangel und Wassererwärmung betroffen was zu Phänomenen wie Fischsterben und dem Vorkommen giftiger Algenblüten führen kann. Daher ist die Untersuchung und langfristige Beobachtung dieser flachen Küstenbereiche von großer Bedeutung, um diese Phänomene besser zu verstehen und ihre Konsequenzen einschätzen zu können.
Die Forschenden führten die Flachwassermessungen von Bord des IOW-Arbeitsboots Klaashahn vor Elmenhorst und Nienhagen bis Heiligendamm durch. Sie wurden hierbei von dem Forschungsschiff Limanda der Universität Rostock unter Leitung des IOW-Meeresphysikers Peter Holtermann begleitet. Für die Flachwassermessungen wurden mithilfe eines autonomen Unterwasserfahrzeugs (AUVs; SEABER, France) der TalTech Daten zur Temperatur, zum Salzgehalt und zur Sauerstoffkonzentration des Meerwassers entlang von 3 km langen Transekten erhoben, die senkrecht zur Küstenlinie von Elmenhorst bis zur Reede der Frachtschiffe verliefen. Bei dem Unterwasserfahrzeug handelt es sich um einen unbemannten torpedoförmigen Tauchroboter mit einem geringen Gewicht (9,5 kg an der Luft) und geringen Außenmaßen (123 cm Länge, 12 cm Durchmesser) mit dem man vom Boot aus Messungen in der Wassersäule durchführen kann. Es kann Geschwindigkeiten von 1,5 bis 3 Meter pro Sekunde erreichen und sich in eine Wassertiefe von bis zu 300 m fortbewegen. Während der Messungen tauchte es widerholt auf den Meeresboden ab und schwamm dann wieder zur Meeresoberfläche, um sich somit in der gesamten Wassersäule wellenförmig fortzubewegen. Parallel zu den AUV-Messungen wurden die Wasserparameter Temperatur, Salzgehalt und Sauerstoffkonzentration mit einer sogenannten Hand-CTD-Sonde manuell gemessen. Somit können die Daten, die mit dem AUV erhoben wurden, mit der CTD-Sonde verglichen werden. Anhand der Messungen möchten die Forschenden nun herausfinden, inwieweit AUVs in Zukunft für regelmäßige Flachwassermessungen des IOWs genutzt werden können und welche räumliche und zeitliche Auflösung sie bieten. Gerade in flachen küstennahen Wasserbereichen sind Messungen oft erschwert, weil nur bei guter Witterung dieser Bereich mit kleineren Booten für den Einsatz von Messgeräten und für Taucherarbeiten zur Verfügung steht. Ein handliches AUV wie das der TalTech kann daher für die Untersuchung von Flachwasserprozessen auch für das IOW in Zukunft von großem Nutzen sein.
Während der Kampagne konnten die Forschenden mittels des AUVs einen küstennahen Meerwasserauftrieb von salzhaltigerem Bodenwasser, ein sogenanntes Upwelling-Event, feststellen. So setzte bereits am Dienstag den 25.08.2026 während der Messkampagne Ostwind ein, der schon am 27.08.2026 dazu führte, dass sauerstoffarmes Tiefenwasser an die Wasseroberfläche strömte. Die Sauerstoffkonzentration sank jedoch nicht in für Meerestiere lebensfeindliche Bereiche von sogenanntem Sauerstoffmangel (<2 Milliliter je Liter) ab, sondern blieb im Minimum bei niedrigen Konzentrationen zwischen 3-4 Milliliter je Liter. Das AUV ermöglicht es zusammen mit den Daten, die von den Forschenden auf dem Forschungsschiff Limanda erhoben wurden sowie von Dauerverankerungen, dieses Auftriebsereignis in einem bisher noch nicht möglichen Detail zu untersuchen. Es kann nun erforscht werden wie sich die Meteorologie, in diesem Fall die Windverhältnisse, auf den Wasserkörper auswirkt.
In Zukunft ist geplant, die Zusammenarbeit zwischen dem IOW und der TalTech weiter zu vertiefen. Hierfür bietet die aktuelle Kampagne eine wichtige Grundlage. Es handelt sich bei der Messkampagne um die erste Zusammenarbeit zwischen dem IOW und der TalTech zu diesem ozeanographischen Thema in der westlichen Ostsee.