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29. März 2019 096/19 Forschung
Wenn die Nordsee umgekehrt strömt
Bürgerbeteiligung hilft, ungewöhnliche Strömungsverhältnisse im Frühjahr 2018 aufzudecken
Oldenburg. Andauernde östliche Winde im Frühjahr 2018 haben die Strömung in der Nordsee für gut anderthalb Monate umgekehrt. Das zeigen Forscher der Universität Oldenburg und des Helmholtz-Zentrums Geesthacht um den Ozeanografen Prof. Dr. Emil Stanev in einer aktuellen Studie. Sie nutzten Daten aus dem Projekt „Makroplastikmüll in der südlichen Nordsee – Quellen, Wege und Vermeidungsstrategien“, an dem auch Laienforscher beteiligt waren: Bewohner der britischen Ostküste hatten die Fundorte von kleinen, im Wasser treibenden Holzplättchen gemeldet, die die Oldenburger Forscher im Februar 2018 vor Borkum und Sylt ins Meer ausgebracht hatten. Anhand weiterer Daten und Modellrechnungen konnten die Wissenschaftler nachvollziehen, dass das Nordseewasser nicht wie üblich gegen den Uhrzeigersinn, sondern in entgegengesetzter Richtung strömte. Die Ergebnisse helfen unter anderem zu verstehen, wie sich Plastikmüll im Meer verteilt. Die Studie ist in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Continental Shelf Research erschienen.
Die Strömung in der Nordsee ist von den meist westlichen Winden und den Gezeitenwellen des Atlantiks beeinflusst; letztere dringen aus Westen durch den Ärmelkanal und aus Norden entlang der britischen Ostküste in das flache Meer. In der Folge kreist das Wasser der Nordsee gegen den Uhrzeigersinn. Wirft man etwa auf der Seeseite Borkums eine Flaschenpost ins Meer, würde diese entlang der ostfriesischen und nordfriesischen Inseln nach Osten und nach Norden treiben. „Bisher ist nur wenig bekannt darüber, wie extreme Windverhältnisse dieses Strömungsmuster ändern können“, erläutert Stanev. Dies sei jedoch wichtig zu wissen, etwa um Vorhersagen zu treffen, wie sich Plastikmüll oder andere Schadstoffe in der Nordsee verteilen.
Die Wege von Plastikmüll im Meer nachzuvollziehen, ist eines der Ziele des vom Niedersächsischen Wissenschaftsministerium geförderten Projekts. Wissenschaftler und Techniker des Instituts für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität haben dafür spezielle Driftkörper mit Sendern entwickelt. Diese treiben, ähnlich wie der Müll, an der Meeresoberfläche und senden kontinuierlich ihre Position. „So können wir direkt die Oberflächenströmung der Nordsee beobachten und dies mit Modelldaten vergleichen“, sagt Jens Meyerjürgens, der die Drifter mitentwickelt hat. Zudem setzen die Forscher Holzplättchen aus unbehandeltem Fichtenholz als moderne Flaschenpost ein: Diese in regelmäßigen Abständen ausgebrachten Holzdrifter sind nummeriert und tragen eine Inschrift, die Finder darum bittet, den genauen Fundort auf einer Webseite zu melden.
Auf die umgekehrten Strömungsverhältnisse in der Nordsee wurden die Wissenschaftler aufmerksam, nachdem sie im Februar 2018 jeweils 800 Holzplättchen vor Borkum und Sylt in die Nordsee entließen. Zusätzlich setzten sie einen mit GPS-Gerät ausgestatteten Drifter vor Borkum aus. Bewohner der britischen Ostküste meldeten in den folgenden Wochen insgesamt fast 800 Fundorte der Holzplättchen. Die vor Borkum ausgesetzten Plättchen trieben zwischen 450 und 560 Kilometer weit an die Küste zwischen Burniston, nördlich von Scarborough, und Peterlee in Nordostengland. Die vor Sylt ausgesetzten Drifter legten bis zu 600 Kilometer zurück und erreichten die Küste weiter nördlich zwischen Lynemouth, Northumberland, und Dunbar in Südschottland. Der GPS-Drifter bewegte sich mit der Strömung ebenfalls in nordwestliche Richtung. Seinen Weg über mehr als 400 Kilometer konnten die Forscher zwei Monate lang verfolgen.
Eine Analyse der Wetterdaten zwischen Mitte Februar und Ende April zeigte, dass der Wind in dieser Zeit hauptsächlich und teilweise sehr stark aus östlicher Richtung wehte. Mit mathematischen Modellen, die unter anderem die Windstärke und Windrichtung sowie Wellenbewegungen berücksichtigten, berechneten die Wissenschaftler den Weg der Holzplättchen durch die Nordsee sowie deren Anlandung an der Küste. „Unsere Modellergebnisse stimmten sehr gut mit den tatsächlichen Fundorten überein“, berichtet Marcel Ricker, der ebenfalls am Projekt beteiligt ist. „Wir konnten dieses ungewöhnliche Ereignis vor allem auch deswegen so gut analysieren, weil sehr viele Bürger die Fundorte der Holzplättchen gemeldet haben“, ergänzt Stanev.
Weitere Berechnungen hätten gezeigt, dass sich die Strömung in der Nordsee in den vergangenen 40 Jahren nur vier Mal noch stärker verändert hatte, als es im vergangenen Jahr der Fall war, erläutert Stanev. Zu wissen, unter welchen Bedingungen dies passiere, sei nicht nur wichtig, um zu verstehen, wie sich Plastikmüll im Meer verteile. „Solche Veränderungen können auch weitreichende Einflüsse auf die biologischen und chemischen Prozesse in dem flachen Küstenmeer haben“, sagt der Meeresforscher.
Originalpublikationen:
Stanev E. V., T. H. Badewien, H. Freund, S. Grayek, F. Hahner, J. Meyerjürgens, M. Ricker, R.I. Schöneich-Argent, J.-O. Wolff, O. Zielinski (2019). Extreme westward surface drift in the North Sea: Public reports of stranded drifters and Lagrangian tracking. Continental Shelf Research 177, 24-32. DOI: 10.1016/j.csr.2019.03.003
Meyerjürgens J., T. H. Badewien, S. P. Garaba, .J.-O. Wolff, O. Zielinski (2019). A State-of-the-Art Compact Surface Drifter Reveals Pathways of Floating Marine Litter in the German Bight. Front. Mar. Sci. DOI: 10.3389/fmars.2019.00058
Weblinks
Bilder
 | Wer die Holztäfelchen des Projekts "Makroplastik" findet, kann dies über die Projektwebseite melden. Foto: Universität Oldenburg |
 | An Bord der FS Heincke setzen Forscher GPS-Drifter in der Nordsee aus. Foto: Thomas Badewien/ Universität Oldenburg |
 | Im Frühjahr 2018 trieben die Holztäfelchen an die britische Ostküste bis nach Schottland. Foto: Thomas Badewien/ Universität Oldenburg |
Kontakt
Prof. Dr. Emil Stanev, E-Mail:
Prof. Dr. Jörg-Olaf Wolff, Tel.: 0441/798-5343, E-Mail: