Wassermann: Eine Mission zur Kartierung des Salzgehalts der Ozeane

Warum den Salzgehalt des Ozeans messen?

Der Salzgehalt der Meeresoberfläche spielt eine entscheidende Rolle in der globalen Ozeandynamik. Es beeinflusst die Wasserdichte, bedingt die thermohaline Zirkulation und interagiert mit dem Wasserkreislauf und dem Wärmeaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean. Eine Variation des Salzgehalts kann Aufschluss über großräumige Klimaprozesse wie El Niño oder die saisonalen Drifts des Golfstroms geben. Bis 2011 erfolgten die Messungen jedoch im Wesentlichen ad hoc oder wurden aus Modellierungen abgeleitet. Der SatellitenstartWassermann, entworfen von der NASA und der argentinischen CONAE, revolutionierte dieses Gebiet, indem es eine direkte und regelmäßige räumliche Beobachtung des Salzgehalts auf globaler Ebene ermöglichte.

Hochpräzise Mikrowellenradiometrie-Technologie

Aquarius war mit einem passiven Radiometer ausgestattet, das bei 1,413 GHz (L-Band) arbeitete und empfindlich auf kleine Schwankungen im Emissionsgrad von Oberflächengewässern reagierte, die durch ihren Salzgehalt verursacht wurden. Um atmosphärische Störungen und Oberflächeneffekte (Wind, Temperatur, Rauheit) zu korrigieren, verfügte der Satellit außerdem über ein aktives L-Band-Radar (Streumesser). Die quasipolare Umlaufbahn von 657 km ermöglichte eine globale Abdeckung in 7 Tagen mit einer räumlichen Auflösung von rund 150 km. Die so erhaltenen Salzgehaltsmessungen hatten eine Genauigkeit von etwa 0,2 PSU (Practical Salinity Unit), was ausreichte, um signifikante regionale Anomalien zu erkennen.

Wissenschaftliche Ergebnisse und Ende der Mission

Während seiner vierjährigen Tätigkeit (von Juni 2011 bis Juni 2015) stellte Aquarius monatliche globale Karten des Oberflächensalzgehalts zur Verfügung, die Folgendes ermöglichten:

• Validierung von Ozeanzirkulations- und Verdunstungs-Niederschlags-Modellen.
• Folgen Sie Süßwasserfahnen aus schmelzendem Eis oder großen Flüssen (Amazonas, Kongo).
• Untersuchen Sie die saisonale und zwischenjährliche Variabilität des Salzgehalts im Zusammenhang mit ENSO-Zyklen.

Im Juni 2015 beendete ein Stromausfall die Mission. Die gesammelten Daten bleiben jedoch eine Referenz, insbesondere für die Ozean-Atmosphäre-Kopplung und die Kalibrierung von Nachfolgesatelliten wie SMOS (ESA) und SMAP (NASA).

Ein Vermächtnis für die Weltraumozeanographie

Aquarius zeigte, dass der Salzgehalt zuverlässig vom Weltraum aus gemessen werden kann. Sein Erfolg öffnete den Weg zu einer neuen Disziplin: der räumlichen Hydroklimatologie. Die frei zugänglichen Aquarius-Daten treiben weiterhin Studien zum globalen Wasserhaushalt, zur Versauerung der Ozeane und zur Klimavariabilität voran. Durch die Kombination von Temperatur, Salzgehalt und Höhenmessung (zum Beispiel mit Jason-3) verfügen Forscher nun über kohärente Werkzeuge, um die Energieflüsse im globalen Ozean zu verstehen.

Salzgehalt, Luftfeuchtigkeit, Höhenmessung: Die ergänzenden Satelliten des Wassermanns