Meereswissenschaftliche Berichte No 103 2017 - Marine Science Reports No 103 2017
http://doi.io-warnemuende.de/10.12754/msr-2017-0103
doi:10.12754/msr-2017-0103
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Der ozeanographische Messmast auf der Darßer Schwelle - die Entwicklungsgeschichte eines unikalen ozeanographischen Fernmess-Systems

Matthäus, Wolfgang; Krüger, Siegfried; Seehase, Hardo

Abstract. In the beginning of the 1980s, the Institute of Marine Research in Warnemünde (IfM) of the Academy of Sciences of the GDR started the development a unique measuring mast for unattended oceanographic and meteorological off-shore stations to measure basic oceanographic and meteorological parameters in the relatively shallow sea areas of the Baltic Sea continuously. The history of this innovative multi-equipment carrier is described in detail, from the prototype to the present standard version, which is permanently in operation in the framework of the German Marine Monitoring Network MARNET at the Darss Sill (western Baltic Sea). The prototype of the buoyancy carried measuring mast designed in the years until 1988 consisted of a heavy bottom weight with a universal joint to which floatable aluminium tube modules with different diameters were attached in the form of a mast. The upper tube module was designed to carry batteries for power supply and to carry a working platform above the sea surface, where data collection-, processing- and storage equipment, meteorological sensors, data transmission units and antennas could be installed as well as solar modules and wind generators. Based on test prototype versions from the end of the 1980s these developments could be continued after the German reunification. From 1992 onwards, the measuring pile was developed to a sustainable instrumentation carrier system and taken into permanent operation by the Leibniz Institute for Baltic Sea research (IOW) by contract with the Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH). At present, IOW operates already the third generation of this articulated mast at the Darss Sill. The station works fully automatically on a long term basis, without essential interruptions by construction faults and weather conditions. Data collected every 10 minutes are transmitted hourly via satellite and mobile phone. The measurement systems are maintained every 1 – 2 month. Approximately every 10 years general repairs are carried out for the whole instrumentation carrier. The measuring systems, data transmission units and energy supply systems are continuously further developed. In the meantime the MARNET Station “Darss Sill” belongs to the most reliable off-shore measuring stations with remote data transmission in Europe and enables a continuous observation and assessment of the most important part of the exchange processes in the western Baltic with relevant influence on the ecosystem of the Baltic Sea.

Abstract. Anfang der 1980er Jahre nahm das Institut für Meereskunde (IfM) der Akademie der Wissenschaften der DDR in Warnemünde die Entwicklung eines unikalen Messmastes als Geräteträger für vollautomatische Hochseemessstationen auf, um in den relativ flachen Bereichen der küstenfernen westlichen Ostsee ozeanographische und meteorologische Grundgrößen kontinuierlich messen zu können. Die Geschichte dieses innovativen Instrumententrägers wird ausführlich beschrieben, vom Prototyp bis hin zum heutigen Standard-Messmast, der dauerhaft im Rahmen des deutschen Umweltüberwachungs-Messnetzes MARNET auf der Darßer Schwelle (westliche Ostsee) im Einsatz ist. Der in den Jahren bis 1988 entwickelte Prototyp des auftriebsgetragenen Warnemünder Messmastes bestand aus einem schweren Fuß mit Kreuzgelenk, an dem schwimmfähige flutbare Rohresektionen mit abgestuften Durchmessern in Form eines Mastes befestigt waren. Die obere Rohrsektion war für Speicherbatterien zur Energieversorgung vorgesehen und trug eine aus dem Wasser herausragende Arbeitsplattform, auf der Datenerfassungs- und Aufbereitungselektronik, Datenspeicher, meteorologische Sensoren, Datenüber-tragungseinrichtungen und Antennen sowie Solarmodule und Windgeneratoren untergebracht werden konnten. Aufbauend auf Erprobungsmustern vom Ende der 1980er Jahre konnten die Entwicklungen nach der Wiedervereinigung Deutschlands weitergeführt werden. Ab 1992 wurde der Messmast im neuen Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) auf der Basis einer Verwaltungsvereinbarung mit dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) zu einem dauerhaften Geräteträgersystem weiterentwickelt und in den Dauerbetrieb gebracht. Heute betreibt und wartet das IOW auf der Darßer Schwelle bereits die dritte Generation dieses Messmastes. Die Station arbeitet vollautomatisch im Langzeitbetrieb ohne größere Konstruktions- und wetterbedingte Ausfälle. Im 10-Minutentakt gemessene Daten werden stündlich über Satellit und Funktelefon übermittelt. Die Messsysteme werden alle 1 - 2 Monate gewartet. Etwa alle 10 Jahre wird der Geräteträger einer Generalüberholung unterzogen. Die Mess- und Datenübertragungseinrichtungen sowie die Energieversorgung auf der Basis von Solar- und Windenergie werden ständig weiterentwickelt. Die MARNET-Station „Darßer Schwelle“ gehört seit nunmehr 25 Jahren zu den zuverlässigsten Offshore-Messstationen mit Datenfernübertragung im europäischen Raum und ermöglicht eine kontinuierliche Beobachtung und Beurteilung eines wesentlichen Teils der Austauschvorgänge in der südlichen Ostsee mit entscheidenden Auswirkungen auf das Ökosystem der Ostsee.

Citation

Wolfgang Matthäus, Siegfried Krüger, Hardo Seehase: Der ozeanographische Messmast auf der Darßer Schwelle - die Entwicklungsgeschichte eines unikalen ozeanographischen Fernmess-Systems. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 103 (2017), doi:10.12754/msr-2017-0103

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