Aktive Messbojen für aktive Seen: Die Great Lakes der USA

Die Großen Seen (Great Lakes) sind eine Gruppe fünf zusammenhängender Süßwasserseen in Nordamerika. Eine weitere Seen-Gruppe in den USA sind die Iowa Great Lakes, zu dem der West-Okoboji-See gehört. In allen erwähnten Gewässern lassen sich viele messbare Aktivitäten beobachten, daher sind sie besonders interessant für Messbojen. Diese dienen zusätzlich dem Erhalt der Wasserqualität. Die meisten Bojen-Projekte in den USA werden von staatlichen Behörden und Forschungseinrichtungen oder auch von Universitäten ins Leben gerufen. Zwei aktuelle Projekte sind hier im Blog beschrieben…

Titelbild_lab_crew_Nexsens

Lakeside Laboratory-Mirarbeiter im Einsatz auf dem Okoboji-See (mit freundlicher Genehmigung von Doug Nguyen/ NexSens Technology)

Bei einem kürzlich fertiggestellten Projekt handelt es sich um zwei Messbojen der Universität von Wisconsin, auf deren Kopf sich der Lufft WS501-UMB befindet. Dieser misst Umgebungstemperatur, relative Luftfeuchte, Luftdruck, Windrichtung und Windgeschwindigkeit sowie Globalstrahlung mithilfe eines Kipp & Zonen-Pyranometers. Alle erfassten Umweltdaten der neuen Messbojen werden an das „National Data Buoy Center„, das „Great Lakes Observing System“ und an den Fachbereich für Meerestechnik der Universität von Wisconsin mithilfe von Mobilfunk übermittelt. Die Bojen und die eingebauten Datenlogger stammen aus dem Hause NexSens. Einige solarbetriebene Wasserlichter sorgen dafür, dass die Messausrüstung auch nachts sichtbar ist. Neben dem Lufft WS-Sensor sind eine Temperaturfühler-Kette zur Ermittlung der Unterwassertemperatur sowie eine Wasserstands-Sonde angebracht – beide auch von NextSens. Die zwei Bojen befinden sich im Lake Michigan – eine ganz in der Nähe von Milwaukee, WI, die andere in der Nähe von Green Bay, WI.

Eine ähnliche Messausrüstung wurde im April diesen Jahres zum Schwimmen gebracht, wofür das „Iowa Lakeside Laboratory“ zuständig war. Die Messboje befindet sich im sogenannten West Okoboji-See im Zentrum der „Iowa Great Lakes„. Die Station wurde ins GLEON (Global Lake Ecological Observatory Network) aufgenommen und wurde dadurch ein Teil eines großen Netzwerks, das der Beobachtung und des Vergleichs von Gewässern weltweit dient. Dies ist v.a. hinsichtlich der Auswirkungen von Klimaveränderungen besonders wichtig und soll auch dabei helfen, diese vorherzusagen.

Das Lakeside Lab existiert schon seit über einem Jahrhundert und unterstützt u.a. Studenten bei der wissenschaftlichen Erschließung des West Okoboji-Sees. Sie sammelten dort z.B. Kiesel- und andere Algenarten, führten Messungen mithilfe einer Secchi-Diskette aus oder beobachteten die Konzentrationen von im Wasser gelöstem Sauerstoff.

Die Installation der Messboje bringt viele Vorteile mit sich: Das Labor und die Forscher aus aller Welt werden mit wertvollen Daten versorgt, Bootsfahrer und Fischer erfahren etwas über mögliche Sicherheitsrisiken in den Seen und Besucher finden heraus, wie warm und sauber das Wasser ist.

Das Projekt wurde vom staatlichen Hygiene-Labor des us-amerikanischen Bundesstaates Iowa sowie durch die Forschungs- und Wirtschaftsentwicklungs-Gruppe der Universität von Iowa finanziert. In einer Rekordzeit von 10 Monaten wurde die Boje installiert und eingerichtet. Seit April 2015 liefert diese verlässliche Daten.

Die Station setzt sich aus einer NexSens CB-450 Daten-Boje mit einem integrierten iSIC-CB Datenlogger zusammen, der die ermittelten Werte mithilfe von Mobilfunk transportiert. Ein Lufft WS600-UMB All-in-One Wettersensor ist ganz oben angebracht und gibt Auskunft über Umgebungs-Temperatur, relative Luftfeuchte, Luftdruck, Windgeschwindigkeit und -richtung sowie Niederschlag. Auch bei dieser Lösung beleuchten Wasserlichter die Anlage bei Nacht. Am Bojen-Boden befindet sich eine YSI EXO2 Wasserqualitäts-Sonde, die Wassertemperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert und Menge an gelöstem Sauerstoff gleichzeitig erkennt. Ein Kohlendioxid-Transmitter misst durch eine spezielle Membran den CO2-Gehalt unter dem Wasserspiegel. Zur Datenanzeige und Auswertung richteten die Betreiber ein passwortgeschütztes WQData LIVE Web-Datenzentrum ein. Dies lässt sich bequem über einen Web-Browser von überall aus öffnen – sogar auf Smartphones, für die NexSens eine zugehörige App anbietet.

Für diese schwimmende Wetterstation ist noch die Ergänzung um einen DO-String (Dissolved Oxygen String, d.h. Messkette zur Ermittlung von gelöstem Sauerstoff) in Planung, die in bis zu 30 m Tiefe misst. Diese Messkette wird bisher sehr selten in Seen eingesetzt.

Mehr über die Bojen-Projekte der Großen Seen auf der Nexsens-Homepage und auf Fondriest.com.

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