The drifter II and the microstructure / Der Drifter II und die Mikrostruktur

Second deployment of the drifter. Das zweite Mal aussetzen des Drifters. (Credit: Lisa Hoffmann, CC-BY 4.0)

A focus of this trip is on the drifter, which tracks the course of an upwelled water patch of ​​deep water. After we deployed the drifter on January 27, we followed it for several days. We also surveyed the area around the drifter by doing east-west and north-south sections, always returning to the drifter. On January 30, we recovered the drifter. Once on board, the individual parts were disassembled and cleaned of salt water and organisms that attached during the deplyoment. The data was evaluated, new batteries inserted and subsequently the drifter was reassembled and tested. During its first deployment, the drifter was in the water for 70 hours and traveled 72.6 nautical miles (ca. 134 km).

After a thorough analysis of the data, the drifter was deployed back to the water. Now it moves with the upwelling-patch to the southwest. We will again perform north-south and east-west surveys around the drifter, measuring, observing, and analyzing the upwelling patch.

In addition to the multiple daily CTD measurements, the microstructuresonde is deployed. Microstructures in the water are tiny whirls or eddies that move vertically. Microstructures contribute a significant amount to water transport. By transporting water, they also transport heat and energy.

To measure the microstructure a device is require in which a CTD probe is installed. Again, conductivity, which shows the salinity, temperature and depth, determined by pressure, are measured. In addition, the device has four temperature sensors. These have different properties. Some are slower and very accurate and others are faster, but less accurate, as fast temperature changes need to be detected to understand microstructure activity. Furthermore, the device is equipped with so-called shear-sensors that detect the smallest scales of turbulence. They are similar to a record player in which a needle moves in the different ups and downs of the grooves and passes these vibrations to a crystal. The shear-sensors have a needle which is connected to a wire and above it to a crystal, which is set in motion by the microstructures in the water. These vibrations create voltage in the crystal. The device is launched with a cable connected to the laboratory. The ship travels at about a knot, so that the cable does not get caught in the propeller and the device does not pass through currents under the ship. The microstructure device itself falls down freely. In the lab, a person who is monitoring the data starts and stops the recording. In one measurement, the probe is lowered and brought back to the surface at least three times.

Today, following the on-going measurements from the CTD, microstructure and underway (more on this in the coming days), the Bergfest (celebration of the halfway point) will take place on board. Although we arrived at the midpoint of the cruise already a few days ago, we chose this day for the crew and scientists to come together, since fewer measurements were performed. We will have a barbecue with a view of the sea during a beautiful sunset. Tomorrow the measurements will continue and here you will find an insight into the surface measurements of Theresa and the other labs and the progress of the drifter. Have a nice weekend, see you soon and Ahoy!

 

Ein Augenmerk dieser Fahrt liegt auf dem Drifter, der den Verlauf eines Auftriebgebietes von Tiefenwasser verfolgt. Nachdem wir den Drifter am 27.01. erfolgreich ausgebracht hatten, folgten wir diesem für einige Tage. Um auch das Gebiet um den Drifter herum zu vermessen fuhren wir immer mal wieder kurze Schnitte von Nord nach Süd und von Ost nach West, um anschließen d wieder zum Drifter zurückzukehren. Am 30.01. musste der Drifter schon wieder an Bord geholt werden, da es aussah als würde aus dem Patch treiben. An Bord wurden zunächst die einzelnen Teile auseinander gebaut und von Salzwasser und in der Zeit angesiedelten Organismen befreit. Die Daten wurden ausgelesen, neue Batterien eingesetzt. Bei seinem ersten Einsatz war der Drifter über 70 Stunden im Wasser, dabei legte er eine Strecke von insgesamt 72,6 nautischen Meilen (ca. 134 km) zurück.
Am Tag darauf, nach eingehender Analyse des Auftriebpatches wurde der Drifter zurück zu Wasser gelassen. Nun bewegt er sich mit dem Auftriebsgebiet nach Süd-Westen. Der Auftriebpatch wird weiterhin durch täglich wiederholende Nord-Süd, sowie mehrmalige Ost-Westpassagen immer wieder vermessen, beobachtet und analysiert.


Die beiden Abbildungen zeigen die Temperatur und den gemessenen Sauerstoffgehalt im Oberflächenwasser entlang der Driftstrecke. The two figures show the measured dissolve O2 values (top) and temperature (bottom) in the surface water measured by the drifter.

Neben den mehrfach am Tage stattfindenden CTD-Messungen, findet zudem die Messung der Mikrostruktur statt. Mikrostrukturen sind kleinste Verwirbelnden im Wasser, die sich in der Vertikalen bewegen. Mikrostrukturen haben einen signifikanten Anteil am Wassertransport. Durch den Transport von Wasser wird Wärme und somit Energie transportiert.
Zur Messung der Mikrostruktur bedarf es eines Gerätes, in dem eine CTD-Sonde verbaut ist. Auch hier werden Leitfähigkeit, also Salzgehalt, Temperatur und Tiefe durch Druck ermittelt. Daneben besitzt das Gerät vier Temperatursensoren. Diese haben unterschiedliche Eigenschaften. Die einen sind langsamer, aber genauer und andere sind schneller aber dafür ungenauer, kommen bei schnellen Temperaturänderungen aber besser hinterher als die langsamen. Des Weiteren ist das Gerät mit sogenannten Scheer-Sensoren ausgestattet, die kleinste Verwirbelungen erkennen. Die Sensoren sind ähnlich aufgebaut wie die Nadel eines Schallplattenspielers, die sich in den unterschiedlichen Höhen und Tiefen der Rillen bewegt und diese Schwingungen an einen Kristall weitergibt. Auch beim Scheer-Sensor wird eine Spitze, die mit einem Draht und darüber mit einem Kristall verbunden ist, durch die Mirkrostrukturen im Wasser in Bewegung, in Schwingungen gesetzt. Diese Schwingungen erzeugen Spannungen im Kristall. Schlussendlich kann aus diesen Daten ein Rückschluss auf die vorhandenen Mikrostrukturen und deren Aktivität geschlossen werden.
Die Sonde wird mit einem Kabel, das mit dem Labor verbunden ist, zu Wasser gelassen. Dabei nimmt das Schiff leichte Fahrt mit ungefähr einem Knoten auf, damit sich das Kabel nicht in der Schiffsschraube verfängt oder die Sonde durch Strömungen unter das Schiff gelangt. Die Sonde selber fällt frei nach unten. Im Labor sitzt eine Person, die auf einem Monitor die Daten verfolgt, die Aufzeichnung dieser startet und stoppt. Bei einer Messung wird die Sonde mindestens dreimal zu Wasser gelassen und wieder an die Oberfläche geholt. Am Ende werden die Daten von den Wissenschaftlern ausgewertet.

Heute findet im Anschluss an die stattfindenden Messungen von CTD, Mikrostruktur und Oberfläche (dazu in den kommenden Tagen mehr), das Bergfest an Bord statt. Zwar war bereits vor einigen Tagen die Mitte der Fahrt erreicht, aber da heute die West-Ost-Kreuzung des Patches stattfindet und somit weniger Messungen am Nachmittag und Abend, wird dieses freie Fenster von der Crew und den Wissenschaftlern genutzt, um zusammenzukommen und beim Blick auf das Meer in der Nachmittagssonne den Grill anzuwerfen. Morgen geht es mit den Messungen weiter und hier wird in den kommenden Tagen ein Einblick in die Oberflächenmessungen von Theresa, ein Einblick in die Labore und das Voranschreiten des Drifters folgen. Euch ein schönes Wochenende, bis bald und Ahoi!

 


One thought on “The drifter II and the microstructure / Der Drifter II und die Mikrostruktur

  1. … schön dass die Erklärungen auch auf Dutsch sind: Das Schulenglisch ist zumindest bei mir eingerostet und reicht nicht, ohne Wörterbuch sämtliche Sachverhalte zu begreifen.
    Danke

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