Projektbeschreibung

Beispiele dieser Aktivitäten stellen (A) der Vergleich von Zeitreihen bzgl. Pottwalstrandungen in der Nordsee mit den Aktivitäten der Sonne und (B) die Zeitreihenanalyse von Tide- und Temperaturschwingungen im Watt dar.

 

(A) Pottwalstrandungen in der Nordsee wurden über mehrere Jahrhunderte mit den Aktivitäten der Sonne (die u.a. sowohl das Klima, wie auch das Magnetfeld der Erde beinflusst) verglichen und analysiert. Die Ergebnisse sind im Journal of Sea Research (53, 319-327; „Are solar activity and sperm whale Physeter macrocephalus strandings around the North Sea related?“) und im Open Marine Biology Journal ("Solar driven geomagnetic anomalies and sperm whale (Physeter macrocephalus) strandings around the North Sea: an analysis of long term datasets") veröffentlicht. Ein möglicher Zusammenhang von Sonnenstürmen und Pottwal-Fehlleitungen in die Nordsee wird am Beispiel der 29 Strandungen Anfang 2016 an den Küsten der Niederlande, Deutschlands, Englands und Frankreichs ausführlich beschrieben im International Journal of Astrobiology ("Solar storms may trigger sperm whale strandings: explanation approaches for multiple strandings in the North Sea in 2016"). In der 8. Auflage des Standard-Lehrbuches Physik von Tipler und Mosca wird im Kapitel 23 "Das Magnetfeld" unter der Überschrift "Im Kontext: Wie geomagnetische Stürme die Orientierung von Pottwalen stören können" auf den Seiten 886 und 887 der aktuelle Stand der Forschung hierzu dargestellt.

Weitere Beiträge zum Thema Walstrandungen und Sonnenaktivität finden sich z.B unter Youtube im ZDF-Beitrag Abenteuer Wissen - Das Geheimnis der Wale 4/5 und Video 5/5, Detektor.FM, DRadio, Spektrum, Cetacea, Nationalpark, Süddeutsche, ORF, Krone, Welt, Focus und in diversen anderen Artikeln. Zu den Strandungen im Januar 2016 gibt es einen Beitrag aus der Dithmarscher Landeszeitung (Link, Text).

 

(B) Oszillierende Signale eröffnen die Möglichkeit, Informationen über die physikalischen Eigenschaften eines von diesen Signalen durchdrungenen Mediums zu erhalten. Schwingungen kann man ebenfalls zur Verfolgung von Signalwegen nutzen, um z.B. zu prüfen, ob ein ausgesandtes spezifisches Schwingungssignal an anderer Stelle wieder detektierbar ist. Auf diese  Weise können z.B. Temperaturänderungen im Wattboden, die zyklisch durch den Wechsel von Tag und Nacht, durch Jahreszeiten oder auch durch den Wechsel der Gezeiten angeregt werden, genutzt werden, um Aussagen über die physikalischen Eigenschaften des Sedimentkörpers zu treffen. Eine Auflistung der im Watt vor Friedrichskoog-Spitze gefundenen Perioden (durch Mond und/oder Sonne hervorgerufene Partialtiden) ist in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle der in Bodentemperatur und Druck (an der Wattoberfläche) gefundenen Schwingungen. Modifiziert nach Ricklefs und Vanselow (2012).

Klassifikation Theor.   Temp. 10cm Tiefe Temp. 30cm Tiefe Druck Oberfläche Perioden Zusam-
der Periode Wert   Periode Amplitude Periode  Amplitude Periode Amplitude   mensetzung
  [h]   [h] [r.u.] [h] [r.u.] [h] [r.u.]  
                   
MSf, SM 354.4 { 364.1 0.443 364.1 0.333     S2-M2
341.3 0.593 341.3 0.426    
MStm 229.4   227.6 0.239 227.6 0.157      
2SM 177.2   176.2 0.140 176.2 0.094     SM+SM, S2-µ2
                   
O1, MK1 25.819 } 25.761 0.389 25.761 0.114 25.92  5.01 M2-K1
MS1 25.744 25.761 6.92 M2-S1
P1, SK1 24.066   24.059 0.459 24.059 0.126 24.094 3.80 S2-K1
S1 24.000 } 23.953 0.468 23.953 0.125 23.953 7.02 S1
K1 23.935 M2-O1, S2-P1
                   
ɛ2, MNS2 13.127   13.128 0.047 13.128 0.0081     M2+N2-S2
µ2, 2MS2 12.872   12.881 0.047 12.881 0.0093 12.881 9.21 M2+M2-S2
α2, M(SK)2 12.438   12.440 0.043 12.440 0.0091 12.450 47.6 M2+S1-K1
M2 12.421   12.412 0.038     12.412 76.9 O1+K1
L2 12.192           12.191 12.1 M2+M2-N2
2SK2 12.033   12.029 0.055 12.029 0.0092     S2+S2-K2
S2 12.000   12.003 0.144 12.003 0.021 12.012 18.5 K1+P1, S1+S1
R2 11.984 } 11.977 0.116 11.977 0.019     K1+S1
K2 11.967 K1+K1
                   
2MK3, MO3 8.386   8.389 0.068 8.389 0.0075 8.393 1.52 M2+O1
2MS3 8.378   8.376 0.071 8.376 0.0074 8.376 1.22 M2+M2-S1
SO3, MP3 8.192 } 8.188 0.183 8.188 0.0187     S2+O1, M2+P1
MS3 8.185     M2+S1
MK3 8.177   8.176 0.122 8.176 0.0137 8.176 1.56 M2+K1
                   
M4 6.210   6.213 0.020     6.21 7.47 M2+M2
MS4 6.103   6.102 0.057 6.102 0.0043 6.104 3.86 M2+S2
MK4 6.095   6.095 0.039         M2+K2
2MS5 4.934   4.934 0.038 4.934 0.0025     M2+M2+S1
MSK5 4.863   4.863 0.021         M2+S2+K1
M6 4.140           4.140 5.13 M2+M2+M2

 

Wertet man diese per FFT Analyse gewonnenen Tabellendaten bzgl. der Amplitudenwerte aus ergibt sich aus der Addition aller Amplituden-Maximalwerte rein theoretisch ein absoluter Temperaturbeitrag von 7,6°C in 10 cm Tiefe und von noch 3°C in 30 cm Tiefe, der nur durch die Tiden verursacht werden könnte.

Details sind veröffentlicht in Ricklefs und Vanselow (2012, Estuarine, Coastal and Shelf Science, Abstract doi:10.1016/j.ecss.2011.09.015) und im Jahresbericht 2010/2011 auf den Seiten 61-65. Die verwendeten Lanzen (Eigenentwicklung zusammen mit der Firma JeBo Elektronik) und das Ausbringen im Watt sind im folgenden Bild dargestellt.

 

Lanze-Watteinsatz-Vanselow.jpgBild einer Temperaturmesslanze (links) und vom Ausbringen im Watt. © K. H. Vanselow, FTZ

Weiter Informationen zu dem Projekt sind unter TeLeWatt - Temperatur über Leitungen in Wattsedimenten zu finden.

Ansprechpartner:

Klaus Heinrich Vanselow, Klaus Ricklefs