{"id":111,"date":"2018-02-02T16:04:05","date_gmt":"2018-02-02T16:04:05","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oceanblogs.org\/pos519\/?p=111"},"modified":"2018-03-18T21:13:29","modified_gmt":"2018-03-18T21:13:29","slug":"whats-a-ctd-was-ist-eigentliche-eine-ctd","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/pos519\/2018\/02\/02\/whats-a-ctd-was-ist-eigentliche-eine-ctd\/","title":{"rendered":"What`s a CTD? \/ Was ist eigentliche eine CTD?"},"content":{"rendered":"

Three times a day, water samples are taken on the R\/V POSEIDON using the CTD rosette. CTD stands for conductivity, temperature, and depth, which is determined by measuring the pressure. CTD sampling provides a vertical profile of the water and brings water from different depths to the surface. The CTD rosette on board consists of 12 bottles, which can be automatically closed to obtain certain depths from which a sample of water is needed for examination. Among the bottles is a pump that provides a constant flow of water to the various sensors. Sensors for measuring the conductivity, which can be used to determine the salt content, for the determination of gases, such as O2 and CO2, chlorophyll content, and temperature, as well as a cell for measuring the water pressure are permanently installed on the CTD rosette.
\nProcedure at a CTD station:
\nFirst, the bottles are emptied. The water from the last measurements remains in the bottles until then, as otherwise salt crystals and nutrients would settle in the bottles, contaminating the next sample. Next, the bottles are re-tensioned, so that they can be triggered at the appropriate depth and thus closed. Then the CTD is launched into the water. Two persons from the crew manage the launch and the boatswain stands outside to operate the winch lowering the CTD in the water. The bridge, laboratory, and crew outside with the CTD rosette are in permanent radio contact. In the dry laboratory, it is possible to monitor how deep the CTD is sinking on a screen. The rosette can be lowered and retrieved at speeds from 0.5 to 1 meter per second. In the laboratory, various research units discuss the depth at which water samples are needed. These are written down by the CTD driver. This protocol is entered into a station log, which records the start and end times, the coordinates at the beginning and end of the measurement, and the depth of the sea at the location of the CTD launching. In another protocol, the desired depths are assigned to the individual bottles. When this depth is reached, the respective bottle is automatically closed by the CTD driver. In addition to the depth, the values measured by the various sensors can be determined on the screen. The individual measured values of the gases, nutrients and chlorophyll are displayed with different colored lines. These give a clue of which water depth samples are needed. On the way from bottom to top, the samples are taken.<\/p>\n

When the CTD reaches the surface of the water, it is taken to the deck by the crew and lashed down to protect it against the rolling of the sea. The salt water is rinsed off the devices, sensors and bottles with fresh water. Then the first water samples can be taken. The first sample taken is the oxygen sample. In the beginning, the bottle is completely filled with water. When water is removed, air flows into the bottle from above. This causes a gas exchange between air and water. Since the bottles are never 100% tight, it is important that the gas samples are taken in a timely manner to prevent outgassing\/ingassing and falsification of the values. Oxygen (O2) is the most sensitive gas, making it the first sample. This is followed by further sampling for other gases, followed by nutrients and chlorophyll, as these substances stay in the water for longer. For the chlorophyll samples, it is important that the bottles are stored dark and cold until analysis, otherwise the measured values will be incorrect. At the end, if necessary, samples can be taken for salt determination, as this is the least sensitive to contamination.<\/p>\n

\"\"

Plot of the CTD _ 02.02.2018 at 09.59 UTC<\/p><\/div>\n

The CTD measurements on board take place at 8 o’clock in the morning, 4 o’clock in the afternoon and the last one at midnight. After the measurement on Thursday afternoon, we will cross the upwelling patch from east to west. This journey is expected to take 24 hours, during which only underway samples will be taken. For us this means a moment of rest and relaxation after the work-intensive last days, without much sleep.<\/p>\n

\"\"

The pump with the different sensors of the CTD. Die Pumpe mit den verschiedenen Sensoren am CTD. (CCredit: Lisa Hoffmann, CC BY-NC-ND)<\/p><\/div>\n

Dreimal am Tag werden auf der F\/S POSEIDON Proben mit Hilfe der CTD genommen. CTD steht f\u00fcr Conductivity, Temperature, Depth, auf Deutsch Leitf\u00e4higkeit, Temperatur und Tiefe, die durch den Druck gemessen wird. Ein CTD liefert ein vertikales Profil der Wassertemperatur und des Salzgehaltes \u00a0und bringt aus verschiedenen Tiefen Wasser mit an die Oberfl\u00e4che.<\/p>\n

Die CTD an Bord besteht aus 12 Flaschen, auch Sch\u00f6pfern genannt, die automatisch vom \u201eFahrer\u201c der CTD in beliebigenen Tiefen geschlossen werden k\u00f6nnen, je nachdem, aus welcher Tiefe eine Wasserprobe zur Untersuchung ben\u00f6tigt wird. Unter den Sch\u00f6pfern befindet sich eine Pumpe, die f\u00fcr einen konstanten Wasserfluss f\u00fcr die verschiedenen Sensoren sorgt. Diese Sensoren messen die Leitf\u00e4higkeit, mit Hilfe derer der Salzgehalt bestimmt werden kann, und die Wassertemperatur. Au\u00dferdem gibt es Sensoren zur Bestimmung von Sauerstoff und des Chlorophyll-Gehalts, sowie eine Zelle zur Messung des Wasserdrucks.<\/p>\n

Ablauf einer CTD-Station<\/p>\n

Zun\u00e4chst werden die Flaschen geleert. Das Wasser der letzten Messungen bleibt bis dahin in den Flaschen, da sonst zur\u00fcckbleibende Salzkristalle und N\u00e4hrstoffe sich in diesen festsetzen w\u00fcrden.\u00a0 Dann werden die Flaschen neu gespannt, damit sie in entsprechender Tiefe ausgel\u00f6st und somit geschlossen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Dann wird die CTD zu Wasser gelassen. Zwei Matrosen von der Crew setzen diese aus und am Au\u00dfenstand bedient ein weiterer Matrose die Winde. Br\u00fccke, Labor und Au\u00dfenstand stehen in permanenten Funkkontakt. Im Trockenlabor kann auf dem Monitor verfolgt werden, wie tief die CTD absinkt. Von 0,5 bis 1 Meter pro Sekunde kann diese gefiert oder gehievt werden. Im Labor wird von den verschiedenen Forschungseinheiten besprochen, aus welcher Tiefe Wasserproben ben\u00f6tigt werden, diese werden vom CTD-Fahrer aufgeschrieben. Dieser f\u00fchrt zudem ein Stationsprotokoll, in dem die Anfangs- und Endzeit, die Koordinaten bei Anfang und Ende der Messung, sowie die Meerestiefe am Ort der CTD-Fahrt aufgenommen werden. In einem weiteren Protokoll werden die gew\u00fcnschten Tiefen den einzelnen Flaschen zugeordnet. Wird diese Tiefe erreicht, wird die jeweilige Flasche automatisch vom CTD-Fahrer geschlossen. Auf einem Monitor werden neben der Tiefe auch die Messwerte der verschiedenen Sensoren dargestellt. In verschieden farbigen Linien werden die einzelnen Messwerte der Gase, N\u00e4hrstoffe und des Chlorophylls angezeigt. Diese geben einen Anhaltspunkt, aus welcher Wassertiefe Proben ben\u00f6tigt werden. Auf dem Weg von unten nach oben werden die Proben dann genommen.<\/p>\n

Wenn die CTD die Wasseroberfl\u00e4che erreicht, wird sie von der Crew an Deck geholt und dort gegen Verrutschen durch Seegang gelascht. Im Anschluss wird zun\u00e4chst mit Frischwasser das Salzwasser von den Ger\u00e4ten, Sensoren und Flaschen abgesp\u00fclt. Dann k\u00f6nnen die ersten Wasserproben genommen werden.<\/p>\n

Als erste Probe wird die Sauerstoffprobe genommen. Am Anfang ist der Sch\u00f6pfer komplett mit Wasser gef\u00fchlt. Wird Wasser entnommen, str\u00f6mt von oben Luft in die Flasche. Dadurch kommt es zu einem Gasaustausch zwischen Luft Wasser. Da die Flaschen nie hundertprozentig dicht sind, ist es wichtig, dass die Proben zur Gasbestimmung zeitnah entnommen werden, damit es nicht zum Ausgasen kommt und die Werte verf\u00e4lscht werden. Sauerstoff ist am empfindlichsten und ist dadurch die erste Probe. Dann folgen weitere Entnahmen f\u00fcr weitere Gase und im Anschluss N\u00e4hrstoffe und Chlorophyll, da sich deren Konzentration im Wasser nicht so schnell \u00e4ndert. Bei der Entnahme der Chlorophyll-Probe ist es wichtig, dass die Flaschen im Anschluss bis zur Analyse dunkel und kalt gelagert werden, da sonst die Werte verf\u00e4lscht werden. Am Ende k\u00f6nnen bei Bedarf Proben zur Bestimmung des Salzgehaltes genommen werden, da dieses am unempfindlichsten ist und nicht viel verf\u00e4lscht werden kann.<\/p>\n

Die CTD Messungen an Bord finden um 8 Uhr morgens, 4 Uhr nachmittags und zuletzt um Mitternacht statt. Heute steht nach der Messung am Nachmittag die Kreuzung des Patches von Ost nach West statt. Diese Fahrt wird voraussichtlich 24 Stunden in Anspruch nehmen, in denen nur Underway-Proben genommen werden. Ein Moment der Ruhe und Erholung nach den arbeitsintensiven letzten Tagen mit wenig Schlaf.<\/p>\n\n\n\t