Vorbereitungsseminar

1. April

Diskussion möglicher Fragestellungen:

Wie sieht die Süßwasserfahne der Elbe aus? Was ist ihre vertikale und horizontale Struktur?
Was ist die Dynamik der Fahne?
Was bewirkt die mit dem Elbwasser verbundene Nährstofffracht?
Welche Messdaten stehen uns von anderer Seite (BSH etc.) zur Verfügung?

Biologische – geochemische Fragestellungen sind etwas außerhalb unserer Expertise. Außerdem haben wir keine adäquaten Messgeräte dafür.

Zunächst sollen verfügbare Informationen zur Hydrographie und Zirkulation der Deutschen Bucht zusammengestellt werden. Aufbauend auf dieser Kenntnis wird es dann möglich sein, weiterführende Fragestellungen zu formulieren.

9. April

Diskussion des gesammelten Datenmaterials:

Gruppe 1:

Horizontalkarten von T und S an Oberfläche und Boden, jährlich im Mai
Horizontalkarten T und S an der Oberfläche, monatliche Klimatologien
Horizontalkarten Oberflächentemperatur, wöchentliche Auflösung

Gruppe 2:

Oberflächen Temperatur und Salzgehalt entlang der Routen des Fahrgastschiffes „Funny Girl“ zwischen Helgoland und Büsum, und Helgoland und Cuxhaven. Horizontale Auflösung ca. 400 m.

Gruppe 3:

Dauermessungen (Zeitserien) von T und S an Messpfählen in der Elbemündung bei Otterndorf, bei Helgoland, Spiekeroog und Hörnum.

Bis zum nächsten Termin werden sich die drei Gruppen weiter mit diesen Daten beschäftigen und Menge und Qualität bewerten.

15. April

Arbeitsmaterialien der drei Gruppen sind hier zum Runterladen eingestellt.

Gruppe 1:

Oberflächentemperatur der Deutschen Bucht (Monatsmittel 2013) [doc]

Gruppe 2:

Gruppe 3:

Temperatur und Salzgehalt der Elbe (Otterndorf) 2013 [png]
Temperatur und Salzgehalt Helgoland 2013 [png]
Temperatur und Salzgehalt Hoernum 2013 [png]
Temperatur und Salzgehalt Spiekeroog 2013 [png]

22. April

Diskussion der bisherigen Analysen vorhandener Daten:

Rolle der Gezeiten bei der Verteilung von SST und SSS; das Aliasing Problem
Trennung der Skalen, die sich in den Daten zeigen, und Zuordnung der jeweiligen physikalischen Prozesse

Diskussion wissenschaftliche Fragestellungen und Umsetzung im Messprogramm.

Das muss nächste Woche fortgesetzt und möglichst zu einem Abschluss gebracht werden.

Informationen zur Durchführung der Messkampagne.

Sicherheitsschuhe werden nächsten Dienstag verteilt
Die Universität stellt pro Student und pro Tag 20 Euro als finanzielle Unterstützung. Damit sind die Unterbringungskosten auf Helgoland und die Verpflegungskosten fast abgedeckt.
Die restlichen Unkosten müssen durch Eigenbeiträge aufgebracht werden.

24. April

Durchführung von drei Tankexperimenten zur Ausbreitung von Süßwasser in einem Salzwasser-Meer.

29. April

Diskussion der wissenschaftlichen Arbeitsziele und des dazugehörigen Mess- und Arbeitsprogramms:

Übergeordnetes Ziel:

Wie gelangt das Süßwasser von den Flussmündungen zurück in die Verdunstungsgebiete und wie vermischt es sich auf dem Weg dorthin mit den Wassermassen der Oberfläche?

Detailziel:

Welche Prozesse sind für die Vermischung des Elbe-Süßwassers in der Deutschen Bucht verantwortlich und was ist ihre jeweilige relative Bedeutung?

Was haben wir im bisherigen Vorbereitungsseminar gelernt?

Der Ausstrom treibt einen baroklinen Randstrom an. Dieser kann (zumindest im Tankexperiment) instabil werden und durch Wirbel und Filamente zur Mischung über die Front beitragen.
Zum Randstrom tragen auch die Gezeitenrestströme bei und die windgetriebene Zirkulation.
Die Schichtung zwischen Süßwasserfahne und darunter liegendem Nordseewasser kann vertikal 2-3 im Salz und damit 2 kg/m3 über wenige Meter betragen.
Die oberflächennahe Salzfront bewegt sich mit der Tide um ca. 10 km von der Küste weg und auf sie zu.
Während der sog. „Jahrhundertflut“ im Juni 2013 war die Dt. Bucht deutlich salzärmer, aber die vertikale Schichtung hatte sich nicht sehr verändert.

Was wollen wir wie machen?

Untersuchung der vertikalen Vermischung durch Scherungs-Instabilitäten innerhalb der Wassersäule und durch Bodenreibung.
Analyse aller Vertikalprofile von T,S und Dichte sowie Trübung. Dazu die ADCP Strömungsprofile. Eventuell Dauerstationen an einer oder zwei Positionen über einen längeren Zeitraum.
Untersuchung von horizontalem Mischen oder Rühren durch mesoskalige (Rossby Radius) Wirbel oder sub-mesoskalige Prozesse. Besser als solche Strukturen zu jagen wollen wir ein enges Raster abfahren und dann die Daten analysieren.

Genauere Arbeitspläne werden zum 6. Mai erarbeitet.