Mess- und Beobachtungssysteme

Die Erfassung von biotischen und abiotischen Parametern der Meeresumwelt trägt maßgeblich zu unserem Verständnis mariner Ökosysteme und deren Beeinflussung durch den Menschen bei. Diese Parameter werden auf verschiedenen Skalen und mit verschiedenen Techniken gemessen. Neben „klassischen“ Methoden zur Messung physikalischer Eigenschaften wie Temperatur und Salzgehalt kommen moderne, zunehmend nicht-invasive und automatisierte Methoden zur Erfassung sowohl physikalischer als auch biologischer Umweltparameter und zur Charakterisierung der räumlichen und zeitlichen Verteilung mariner Organismen –vom Plankton bis zum Top-Prädator- zum Einsatz.

In unserem Arbeitsbereich befassen wir uns mit dem Einsatz und der Weiterentwicklung derartiger Methoden, um sowohl die Beobachtung der Meeresumwelt als auch unser Verständnis der steuernden Prozesse zu verbessern. Die schiffsgestützte Messung von Organismen im Pelagial durch hydroakustische Methoden ist dabei für uns Routine und liefert neben hochaufgelösten und flächendeckenden Verteilungsmustern Häufigkeitsindizes als wichtigen Beitrag zu den ICES Bestandsabschätzungen. Hier setzen wir Mehrfrequenz- und Breitbandecholote, stationäre Echolote, ADCPs, Sonare etc. ein. Ein neues Forschungsfeld ist die Kopplung hydroakustischer mit optischen Systemen, die eine genaue Art- und Größenzuordnung der gemessenen Organismen ermöglicht. Hier setzen wir vermehrt automatisierte und auch autonome stationäre und mobile (sog. AUVs) Messplattformen ein. Mit satellitenbasierten Fernerkundungsmethoden untersuchen wir sowohl regionale ozeanographische Phänomene als auch z.B. die Wanderung und Verbreitung sowie das Verhalten von Top-Prädatoren (Haie, Thunfische, marine Säuger).

Um zu identifizieren, welche Einflüsse Umweltparameter wie z.B. Temperatur und Salzgehalt auf Fische und deren Verbreitung haben, und um zu unterscheiden, ob deren Veränderungen bzw. Klimaveränderungen durch den Menschen verursacht oder auf natürliche Variabilität zurückzuführen sind, unterhalten wir langfristige Beobachtungsprogramme, entwickeln neue Beobachtungsstrategien und Messmethoden und nutzen die Ergebnisse von Strömungsmodellen und komplexen Datenanalysen. Steuernde Prozesse auf unterschiedlichsten räumlichen und zeitlichen Skalen zu verstehen, ist ein wichtiges Ziel unseres Arbeitsbereiches. Dabei helfen uns gekoppelte biophysikalische Modelle, die Zusammenhänge zwischen Meeresphysik und Meeresbiologie besser zu verstehen. Die Beobachtung, Modellierung und Vorhersage solcher Prozesse ist eine der wichtigen Aufgaben des Arbeitsbereichs. So zeigen unsere Modell-Szenarien zum Beispiel, dass aufgrund des bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts und darüber hinaus projizierten Klimawandels eine globale Neuverteilung der marinen Arten und ein Rückgang der meeresbiologischen Vielfalt in vielen Regionen zu erwarten ist.