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.
Bild 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