Auf einer kürzlich durchgeführten Reise entlang der Westküste Grönlands mit dem Expeditionsschiff M/V Fridtjof Nansen (HX | HurtigrutenExpeditions)wurde PAMOS erfolgreich getestet. Dabei trug das System zur Sammlung wertvoller Daten bei, die sowohl für die wissenschaftliche Gemeinschaft als auch für die Weiterentwicklung der Klimaforschung von großer Bedeutung sind. Diese Messungen schließen eine entscheidende Lücke in den verfügbaren Beobachtungsdaten über den Ozeanen, da sie Informationen zu Aerosol- und Rußpartikeln, ausgewählten Spurengasen wie CO2 und Methan, sowie relevanten meteorologischen Parametern erfassen.
Die Erfassung solcher Daten ist nicht nur für die Grundlagenforschung unerlässlich, sondern auch für die Entwicklung von Strategien zur Bewältigung des Klimawandels. Je genauer und umfangreicher die gesammelten Daten, desto präziser können Klimamodelle und Vorhersagen gestaltet werden. PAMOS leistet hier einen wertvollen Beitrag zur Überwachung und zum Verständnis unserer Umwelt, indem es hochgradig relevante Daten von Orten liefert, die bisher nur unzureichend beobachtet werden konnten.
Technische Details der PAMOS-Atmosphärenmessbox
Funktionen und Anwendungsbereiche
Die PAMOS-Atmosphärenmessbox ist ein hochentwickeltes, mobiles Messsystem, das speziell für die präzise Erfassung und Analyse von Klimavariablen entwickelt wurde. Ihr Design ermöglicht den flexiblen Einsatz sowohl auf See als auch an Land, wodurch sie ideal für wissenschaftliche Expeditionen und Forschungsprojekte in entlegenen oder schwer zugänglichen Gebieten ist. PAMOS wurde konzipiert, um eine breite Palette von atmosphärischen Parametern zu messen, und schließt damit eine wichtige Lücke in der globalen Umweltüberwachung.
Das System ist besonders geeignet für den Einsatz auf mobilen Plattformen wie Expeditions-, Fähr- und Containerschiffen, aber auch auf Forschungsschiffen, wo es in Echtzeit Daten sammeln und verarbeiten kann. Diese Mobilität ermöglicht es, kritische Messungen auch in entlegenen Ozeanregionen durchzuführen, die traditionell unterversorgt sind. Durch ihre robuste Konstruktion ist PAMOS in der Lage, unter unterschiedlichsten Umweltbedingungen zuverlässig zu arbeiten, was sie zu einem unverzichtbaren Instrument in der Klimaforschung macht.
Erfasste Parameter
Die PAMOS-Atmosphärenmessbox erfasst eine Vielzahl von wesentlichen Klimavariablen, die für das Verständnis atmosphärischer Prozesse von entscheidender Bedeutung sind. Zu den erfassten Parametern gehören:
Aerosol- und Rußpartikel: Diese Partikel spielen eine zentrale Rolle in der Klimaforschung, da sie sowohl direkte als auch indirekte Auswirkungen auf die Strahlungsbilanz der Erde haben. PAMOS misst die Konzentrationen dieser Partikel in der Atmosphäre, um deren Einfluss auf das Klima besser zu verstehen.
Spurengase: Das System erfasst die Konzentrationen von entscheidenden Spurengasen wie Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH₄), die beide bedeutende Treibhausgase sind. Diese Messungen sind entscheidend für die Überwachung des Klimawandels und die Modellierung zukünftiger Klimaszenarien.
Meteorologische Daten: Zusätzlich sammelt PAMOS auch grundlegende meteorologische Daten wie Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit. Diese Informationen sind essenziell, um die gemessenen atmosphärischen Daten in ihren meteorologischen Kontext einzuordnen und so ein umfassendes Bild der atmosphärischen Bedingungen zu erhalten.
Durch die Kombination dieser vielfältigen Messungen bietet PAMOS einen detaillierten Einblick in die Atmosphäre und deren Wechselwirkungen mit den Ozeanen, was sie zu einem wertvollen Werkzeug für Wissenschaftler und Forscher weltweit macht.
Beitrag von smartGas
smartGas spielt eine entscheidende Rolle in der Funktionsweise der PAMOS-Atmosphärenmessbox, indem es hochpräzise Sensoren liefert, die für die Erfassung der wesentlichen Klimavariablen unverzichtbar sind. Diese Sensoren sind darauf ausgelegt, Spurengase wieKohlendioxid (CO2) und Methan (CH₄) in der Atmosphäre mit höchster Genauigkeit zu messen. Die Präzision und Zuverlässigkeit der von smartGas entwickelten Sensoren ermöglichen es PAMOS, selbst kleinste Konzentrationsveränderungen dieser Gase in Echtzeit zu erfassen, was für die Klimaforschung von unschätzbarem Wert ist.
Darüber hinaus sind die Sensoren bekannt für ihre Langlebigkeit und Robustheit, was besonders in anspruchsvollen Umgebungen wie auf See von großer Bedeutung ist. Ihre Fähigkeit, unter widrigen Bedingungen konstant genaue Daten zu liefern, trägt wesentlich zur Gesamtfunktionalität und Zuverlässigkeit der PAMOS-Messbox bei. Somit stellen die Sensoren von smartGas einen zentralen Bestandteil des Messsystems dar und gewährleisten die Erfassung von Daten, die für die Analyse und das Verständnis globaler Klimaveränderungen unerlässlich sind.
Kooperation und Entwicklung
Die Entwicklung der PAMOS-Atmosphärenmessbox war ein gemeinsames Projekt, an dem mehrere hochspezialisierte Partner beteiligt waren. smartGas arbeitete eng mit dem Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven im Rahmen der Innovationsplattform SOOP (Shaping an Ocean of Possibilities for science-industry collaborationund der FirmaTTC Wettstetten zusammen, um sicherzustellen, dass die PAMOS-Messbox die hohen Anforderungen an Präzision und Zuverlässigkeit erfüllt.
Während der Entwicklung brachte es seine Expertise in der Sensortechnologie ein und sorgte dafür, dass die Sensoren nahtlos in das Gesamtsystem integriert wurden. Diese enge Zusammenarbeit ermöglichte es, ein Messsystem zu schaffen, das nicht nur auf wissenschaftlichen Expeditionen, sondern auch in langfristigen Umweltbeobachtungs-programmen eingesetzt werden kann.
Die Kooperation zwischen smartGas, AWI / SOOP und TTC Wettstetten war geprägt von einem intensiven Austausch von Know-how und technologischen Innovationen. Gemeinsam konnte so eine Messbox entwickelt werden, die in der Lage ist, präzise und zuverlässige Daten zur Verfügung zu stellen, die für die Klimaforschung von entscheidender Bedeutung sind. Diese Partnerschaft zeigt, wie durch die Bündelung von Fachwissen aus verschiedenen Bereichen innovative Lösungen für komplexe wissenschaftliche Herausforderungen geschaffen werden können.
Test auf der M/V Fridtjof Nansen
Die 15-tägige Testphase der PAMOS-Atmosphärenmessbox auf dem ExpeditionsschiffM/V Fridtjof Nansenwar ein wichtiger Schritt, um die Leistungsfähigkeit des Systems unter realen Bedingungen zu überprüfen. Während dieser Zeit war PAMOS kontinuierlich im Einsatz und sammelte Daten zu einer Vielzahl von atmosphärischen Parametern.
Eine der größten Herausforderungen für den Einsatz auf Schiffen ist das unbeständige Wetter und das Salzwasser. Die Messungen der Aerosol- und Spurengase können nur bei trockenen Verhältnissen durchgeführt werden, da die hochpräzise Sensorik unter Nässe leidet. Deshalb müssen die Messungen bei widrigen Verhältnissen automatisch unterbrochen werden und es muss sichergestellt sein, dass kein Wasser die Sensoren erreicht. Auf der Nansen zeigte PAMOS auch bei schlechtem Wetter eine beeindruckende Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit und funktionierte während der gesamten Testphase ohne größere Ausfälle.
Ein weiterer Schwerpunkt des Tests war die Weiterentwicklung der Automatisierungssoftware, die das System steuert. Während der Expedition wurde die Software kontinuierlich angepasst und verbessert, um die Datenerfassung zu optimieren und die Bedienbarkeit des Systems zu vereinfachen. Diese Anpassungen trugen dazu bei, die Effizienz der Messungen zu steigern und die Benutzerfreundlichkeit der PAMOS-Box weiter zu verbessern.
Ergebnisse und erste Erkenntnisse
Die während der Testphase gesammelten Daten lieferten wertvolle Einblicke in die atmosphärischen Bedingungen entlang der Route des Expeditionsschiffs. Die Aerosolmessungen ergaben Werte, die im erwarteten Bereich lagen, was die hohe Präzision und Zuverlässigkeit der PAMOS-Sensoren bestätigt. Diese Daten tragen wesentlich dazu bei, die Verteilung und Konzentration von Aerosol- und Rußpartikeln über den Ozeanen besser zu verstehen.
Die Messungen der Spurengase Kohlendioxid, Methan, Schwefeldioxid und Kohlenmonoxid zeigten hingegen einige unerwartete Ergebnisse. In bestimmten Zeiträumen lagen die gemessenen Konzentrationen außerhalb realistischer Größenordnungen, was auf mögliche Kalibrierungsprobleme oder externe Einflüsse hindeuten kann. Diese Abweichungen werden nun in enger Zusammenarbeit mit den beteiligten Partnern, einschließlich smartGas, analysiert. Ziel ist es, die Ursachen für diese Anomalien zu identifizieren und das System entsprechend anzupassen, um in zukünftigen Einsätzen noch genauere und verlässlichere Daten zu erhalten.
Insgesamt war die Testphase ein großer Erfolg und lieferte wertvolle Daten und Erkenntnisse, die für die Weiterentwicklung von PAMOS und die Planung zukünftiger Einsätze entscheidend sind. Die Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Partnern und die kontinuierliche Optimierung des Systems während des Tests haben gezeigt, dass PAMOS bereit ist, einen wichtigen Beitrag zur Klimaforschung und zur Verbesserung der globalen Umweltüberwachung zu leisten.
Zukunftsperspektiven und Zusammenarbeit im Rahmen von SOOP
Bedeutung der SOOP-Innovationsplattform
Die SOOP-Plattform (Shaping an Ocean Of Possibilities for science-industry collaboration) ist eine wegweisende HGF-Innovationsplattform, die darauf abzielt, die Ozeanbeobachtung durch eine enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie sowie die aktive Einbindung der Öffentlichkeit zu verbessern. Durch die Entwicklung und Bereitstellung kosteneffizienter, benutzerfreundlicher und standardisierter Messsysteme wie der PAMOS-Atmosphärenmessbox trägtSOOP dazu bei, eine breitere und präzisere Erfassung ozeanischer und atmosphärischer Daten zu ermöglichen.
SOOP verfolgt das Ziel, die Lücke zwischen Wissenschaft und Industrie zu schließen, indem es innovative Technologien fördert, die sowohl für die akademische Forschung als auch für industrielle Anwendungen von Nutzen sind. Dabei steht nicht nur die reine Datenerhebung im Vordergrund, sondern auch die Schaffung einer offenen, zugänglichen Datenplattform, auf der diese wertvollen Informationen gesammelt, bereitgestellt und genutzt werden können. Diese Daten sind entscheidend für die Entwicklung von Klimamodellen, die Vorhersage von Wetterereignissen und die langfristige Überwachung von Umweltveränderungen.
Zukünftige Einsätze von PAMOS
Nach dem erfolgreichen Test auf der M/V Fridtjof Nansen sind weitere Einsätze der PAMOS-Atmosphärenmessbox in Planung. Diese zukünftigen Missionen werden sich auf verschiedene Regionen der Weltmeere verteilen, um eine noch umfassendere Datenerhebung zu ermöglichen. Besonders in bislang wenig untersuchten ozeanischen Gebieten wird PAMOS dazu beitragen, ein detaillierteres Bild der globalen Klimavariablen zu zeichnen.
smartGas wird auch in Zukunft eine zentrale Rolle in diesen Einsätzen spielen, indem es weiterhin präzise Sensoren liefert und bei der kontinuierlichen Verbesserung und Kalibrierung des Systems unterstützt. Diese Expertise wird entscheidend sein, um sicherzustellen, dass PAMOS auch unter wechselnden Bedingungen stets zuverlässige Daten liefert und damit einen wertvollen Beitrag zur globalen Klimaforschung leistet.
Einbindung von Partnern und Bürgern
Ein besonderes Merkmal der SOOP-Innovationsplattform ist die Einbindung einer breiten Palette von Partnern, darunter Industrieunternehmen, wissenschaftliche Institutionen und die Öffentlichkeit. Durch die Zusammenarbeit der Gründungs-Organisationen AWI,GEOMAR undHereon mit Unternehmen wie smartGas und TTC Wettstetten schafft SOOP ein Netzwerk, das Wissen und Ressourcen bündelt, um innovative Lösungen für die Ozeanbeobachtung zu entwickeln.
Darüber hinaus fördert SOOP die aktive Beteiligung von Bürgerinnen und Bürgern an der Datenerhebung und -analyse. Diese „Citizen Science“-Projekte ermöglichen es interessierten Personen, sich an wissenschaftlichen Projekten zu beteiligen und selbst einen Beitrag zur Klimaforschung zu leisten. Durch diese Einbindung wird nicht nur das öffentliche Bewusstsein für die Bedeutung der Ozeanbeobachtung gestärkt, sondern auch ein breiteres Spektrum an Daten gesammelt, das für die wissenschaftliche Analyse von unschätzbarem Wert ist.
SOOP zeigt damit eindrucksvoll, wie durch die Zusammenarbeit von Wissenschaft, Industrie und Gesellschaft innovative Technologien entwickelt und eingesetzt werden können, um die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen. PAMOS ist ein herausragendes Beispiel für ein solches Projekt, das durch diese Zusammenarbeit entstanden ist und in Zukunft eine zentrale Rolle in der globalen Umweltüberwachung spielen wird.
Fazit
Die PAMOS-Atmosphärenmessbox hat sich als ein innovatives und leistungsstarkes Instrument zur Erfassung wesentlicher Klimavariablen auf mobilen Plattformen, insbesondere auf See, erwiesen. Ihr jüngster Test auf dem Expeditionsschiff M/V Fridtjof Nansen hat gezeigt, dass PAMOS in der Lage ist, wertvolle Daten zu sammeln, die zur Verbesserung des Verständnisses globaler Klima- und Umweltprozesse beitragen. Die von smartGas gelieferten hochpräzisen Sensoren spielen dabei eine zentrale Rolle, da sie die genaue Messung von Spurengasen ermöglichen. Diese Daten sind entscheidend für die Modellierung und Vorhersage klimatischer Entwicklungen.
Die erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen smartGas, dem AWI und TTC Wettstetten bei der Entwicklung und Optimierung von PAMOS zeigt, wie wichtig interdisziplinäre Partnerschaften sind, um technologische Innovationen voranzutreiben, die einen echten Unterschied in der Klimaforschung machen können.