Luftbild Tesperhude an der Elbe (Foto: Michael Streßer / Hereon)

Forschungsplattform in Tesperhude an der Elbe

Luftbild Tesperhude an der Elbe (Foto: Michael Streßer / Hereon)

Luftbild Tesperhude an der Elbe (Foto: Michael Streßer / Hereon)

Das Helmholtz-Zentrum Hereon betreibt eine Forschungsplattform in Tesperhude an der Elbe. Seit Herbst 2022 liefert die Forschungsplattform kontinuierlich Daten zur Wasserqualität in der Elbe, die öffentlich zur Verfügung gestellt werden. Außerdem kann die Forschungsplattform von Interessenten aus Wissenschaft und Wirtschaft auf Nachfrage genutzt werden. Der Aufbau der Forschungsplattform ist aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung, des Landes Schleswig-Holstein, der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren und des Helmholtz-Zentrums Hereon gefördert worden.

Forschungsplattform am Steg in Tesperhude (Foto: Jörn Pietsch / Hereon)

Forschungsplattform am Steg in Tesperhude (Foto: Jörn Pietsch / Hereon)

Auf der Forschungsplattform sind diverse wissenschaftliche Messsysteme untergebracht. Diese liefern kontinuierliche, hochaufgelöste und zeitnahe Daten zu verschiedenen Stoffen im Wasser (zum Beispiel Nährstoffe, Schwebstoffe, Mikroalgen, Treibhausgase und ausgewählte Schadstoffe). Die hier erfassten Stoffe gelangen über das Wehr Geesthacht in die Tideelbe und beeinflussen die Stoffumsätze im Hamburger Hafen und weiter stromabwärts bis in die angrenzende Nordsee.

Die gesammelten Daten sind für regionale Institutionen wie den Hamburger Hafen und den Nationalpark Wattenmeer von Interesse. Hierzu zählen Informationen sowohl zu Quellen von stromaufwärts eingebrachten Einträgen in das Elbe-Ästuar als auch zur regionalen Variabilität (auf einer saisonalen und interannualen Skala). Die Daten werden im „Helmholtz Coastal Data Center“ (HCDC) gespeichert und sind zeitnah verfügbar, was insbesondere bei Extremereignissen wie Hochwassern besonders wichtig ist. Interessenten aus Wissenschaft und Wirtschaft können sowohl die Daten nutzen als auch die Forschungsplattform selbst, um z.B. aquatische Methoden und Technologien in diesem Umfeld zu testen und weiterzuentwickeln.

Beispiel: Messsystem „FerryBox“

FerryBox im Messcontainer (Foto: Volker Dzaak / Hereon)

FerryBox im Messcontainer (Foto: Volker Dzaak / Hereon)

Die FerryBox ist ein wesentlicher Bestandteil der Forschungsplattform Tesperhude und wurde gemeinschaftlich vom Helmholtz-Zentrum Hereon mit entwickelt. Das automatisierte Messsystem bestimmt physikalische und biogeochemische Parameter im Oberflächenwasser. Das Wasser wird kontinuierlich durch einen Messkreislauf mit mehreren Sensoren gepumpt.

Das Messsystem beinhaltet in der Regel Sensoren für Temperatur, Salzgehalt, Trübung und Chlorophyll-a-Fluoreszenz (Indikator für Mikroalgen). Darüber hinaus können zusätzliche Sensoren eingesetzt werden, zum Beispiel für Sauerstoff, Nährstoffe, pH, CO2 oder Algengruppen.

Die FerryBox misst eine Vielzahl an Parametern innerhalb eines Zeitintervalls von etwa 20 Sekunden, die Daten werden jedoch als Durchschnittswerte für mehrere Minuten angegeben. Das Helmholtz-Zentrum Hereon betreibt weitere FerryBoxen, unter anderem an der Elbe-Mündung in Cuxhaven.

Motivation

Satellitenaufnahme Norddeutschland mit Tideelbe und Nordsee (Bild: Daten von ESA, verarbeitet von Hereon)

Satellitenaufnahme Norddeutschland mit Tideelbe und Nordsee (Bild: Daten von ESA, verarbeitet von Hereon)

Die Tideelbe zwischen Geesthacht und der Nordsee ist eine wichtige Wasserstraße in der Nähe des Hamburger Hafens und dient als Lebensader für die Metropolregion Hamburg mit ihren Einwohnern und Industrien. Dieses Fluss-Meer System verändert sich jedoch ständig aufgrund verschiedener menschlicher Aktivitäten und des Klimawandels.

Auf der Forschungsplattform in Tesperhude können wir Veränderungen in der Menge und Zusammensetzung von Schwebstoffen, Nährstoffkonzentrationen und Sauerstoffsättigung untersuchen. So kann beispielsweise der Abbau einer hohen Belastung mit organischen Stoffen zu Sauerstoffmangel führen. Um diese und andere Veränderungen vorhersehen und schnell darauf reagieren zu können, wollen Wissenschaftler die Funktionsweise von Fluss-Meer Systemen besser verstehen. Die Forschungsplattform in Tesperhude ergänzt die bestehenden Messstationen an der Elbe und ihrem Mündungsgebiet.

Die Forschungsplattform wird gemeinsam mit DANUBIUS-RI und der Forschungsinitiative MOSES (Modular Observation Solutions for Earth Systems) der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren betrieben. MOSES untersucht die Auswirkungen von dynamischen Extremereignissen wie beispielsweise Starkregen und Hochwasser oder Hitzewellen und Dürren vor dem Hintergrund langfristiger Trends. Dafür entwickeln die beteiligten Helmholtz-Zentren mobile und flexibel einsatzfähige Messsysteme.

Die Forschungsplattform ist ein wesentlicher Bestandteil der Elbe-North Sea Supersite der pan-europäischen Forschungsinfrastruktur DANUBIUS-RI (International Centre for Advanced Studies on River-Sea Systems), welches zum Ziel hat, die Forschung in Fluss und Meer zusammenzuführen. Im Rahmen von DANUBIUS-RI werden zur Zeit an mehr als zehn Standorten in Europa Forschungsinfrastrukturen, wie die Forschungsplattform in Tesperhude, aufgebaut, um Prozess- und Systemstudien entlang des Fluss-Meer-Kontinuums zu ermöglichen.

Dr. Yoana G. Voynova
Dr. Yoana G. Voynova

Leiterin Elbe-North Sea Supersite

Tel: +49 4152 87 - 2377

E-Mail Kontakt

Helmholtz-Zentrum Hereon, Institut für Kohlenstoffkreisläufe

Dr. Daniel Pröfrock
Dr. Daniel Pröfrock

Leiter Anorganische Umweltchemie

Tel: +49 4152 87 - 2846

E-Mail Kontakt

Helmholtz-Zentrum Hereon, Institut für Umweltchemie des Küstenraumes

Volker Dzaak
Volker Dzaak

Leiter Logistik & Organisation Küstenforschung

Tel: +49 4152 87 - 2394

E-Mail Kontakt

Helmholtz-Zentrum Hereon, Institut für Umweltchemie des Küstenraumes

Screenshot Blog Küstenforschung

Wir berichten auch in unserem Blog "Küstenforschung" über den aktuellen Stand zur Forschungsplattform in Tesperhude sowie über das Projekt DANUBIUS-RI:

Blog "Küstenforschung", Kategory "DANUBIUS"

Die Projektbeschreibung zur Forschungsplattform in Tesperhude an der Elbe als Flyer im pdf Format:

Steckbrief Forschungsplattform Tesperhude (2,0 MB)