Leitfähigkeit, Temperatur und Tiefe – zuverlässige Sensoren sind das zentrale Element in der Ozeanographie

Rund 70 Prozent unseres Planeten sind von Meeren bedeckt. Damit sind die Ozeane gleichzeitig das größte Ökosystem  (95 % der belebten Biosphäre), der größte Wasserspeicher (97 %), der größte Sauerstoffproduzent (50 %) sowie ein gigantischer Treibhausgasspeicher. Die Meere sind sowohl für den Nahrungskreislauf als auch für das Weltklima unverzichtbar. Jede Veränderung ihrer Zusammensetzung und grundlegender Eigenschaften wirken sich unmittelbar auf das Klima und auf elementare Lebensgrundlagen des Menschen aus. Neben der generellen Faszination, die das Meer beim Menschen auslöst, ist die Abhängigkeit ein wesentlicher Grund dafür, dass die Menschen seit jeher versuchen, Zusammenhänge zu verstehen und Veränderungen zu erforschen. Dabei ist die Überprüfung physikalischer Grundeigenschaften des Meerwassers aus wissenschaftlicher Sicht von zentraler Bedeutung.

CTD Sensoren erfassen drei grundlegende Parameter des sie umgebenden Meerwassers: Leitfähigkeit (Conductivity) und Temperatur (Tempertature) in Abhängigkeit zur Tiefe (Depth). Auf ihrer Grundlage lässt sich zusätzlich der Salzgehalt und die Dichte bestimmen. Die Dokumentation dieser Werte und ihrer Veränderung ermöglicht der Wissenschaft genauere Einblicke in die Funktionsmechanismen der Meere und zum Beispiel in klimatische Zusammenhänge oder biologische Auswirkungen.

In der klassischen Anwendung findet sich ein CTD als Satz kleiner Sonden, die an einem Metallrosettenrad befestigt sind. An Kabeln zum Meeresboden abgelassen, können Wissenschaftler die sich verändernden Messwerte in Echtzeit an verbundenen Endgeräten überwachen und aufzeichnen. Weitere Sensoren können dabei zusätzliche Werte wie Sauerstoffkonzentration oder Trübung ermitteln. Über akustische Doppler-Stromprofiler kann zudem die horizontale Strömungsgeschwindigkeit gemessen werden. Zusammen mit einer Probeentnahme über Wasserschöpfer entsteht so ein geschlossenes Bild der Wassersäule, als Grundlage für die wissenschaftliche Forschung.

„Mit unseren hochpräzisen Druckmesszellen liefern wir der Ozeanografie durch die Tiefenmessung gewissermaßen den Rahmen, auf den sich die Messewerte anderer Sensoren der CTD beziehen“, erklärt Grigorios Kenanidis,  Geschäftsführer der STS Sensoren Transmitter Systeme GmbH. „Dabei erfüllen unsere Drucksensoren die hohen Ansprüche an Genauigkeit und Belastbarkeit, die insbesondere die Ozeanographie auszeichnen.“

Neben dem klassischen Einsatz in großen Metallrosettenrädern werden CTD-Sensoren auch in autonomen Instrumenten eingesetzt. Ob Wassersäulen-Profiler zur wiederholten Messung von Meeresströmungen und anderen Wassereigenschaften in großer Tiefe, Spray Glider zur unabhängigen Datensammlung auf vorgegebenen Routen, Floats für vertikale Messreihen oder andere programmierbare, robotergestützte Autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV) – mit geeigneten CTD-Sensoren, üblicherweise geringerer Leistung, sind vielfältige Einsatzmöglichkeiten realisierbar.