Die NOAA entsendet Saildrones, um den Motor zu untersuchen, der El Niño im äquatorialen Pazifik antreibt

Unbemannte Oberflächenfahrzeuge, sogenannte Meeresdrohnen, werden Wissenschaftlern dabei helfen, die Entwicklung eines historisch starken El-Niño-Ereignisses der Jahre 2026–2027 im gesamten Pazifik zu beobachten.

Eine orangefarbene Saildrone-Drohne gleitet über eine Bucht, im Hintergrund ist ein Berg zu sehen. Die Saildrone Explorer SD-1090 verließ Honolulu am 21. August 2026 zu einer viermonatigen Mission in den äquatorialen Pazifik, 2.400 Kilometer südlich. Vier Saildrones werden dort Meeres- und Atmosphärendaten für Wissenschaftler des Pacific Marine Environmental Laboratory der NOAA sammeln. Foto mit freundlicher Genehmigung von Saildrone.

Am 21. August 2026 verließen zwei orangefarbene unbemannte Oberflächenfahrzeuge vom Typ Saildrone Explorer Honolulu, Hawaii, mit Kurs auf ein riesiges und abgelegenes Gebiet im östlichen Pazifik, wo ein historisches El-Niño-Ereignis an Stärke gewinnt.

Ausgestattet mit einer Reihe spezialisierter meteorologischer und ozeanografischer Sensoren werden die beiden orangefarbenen, windgetriebenen Schiffe gemeinsam mit zwei weiteren Saildrones, die in der vergangenen Woche zu Wasser gelassen wurden, eine 9.700 km lange Rundreise für das Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL) der NOAA antreten.

Sie werden 2.400 km nach Süden in das Zentrum des sich entwickelnden El-Niño-Phänomens wandern, wo sich eine enorme Wärmemenge, die zuvor auf den westlichen Pazifik beschränkt war, nach Osten verlagert hat und nun in die Atmosphäre abgegeben wird, wodurch sich die Wetterverhältnisse weltweit verändern.

„Ein El Niño von epischen Ausmaßen steht bevor,“, sagte Michael McPhaden, ein ehemaliger leitender Wissenschaftler am PMEL, der nun am Cooperative Institute for Climate, Ocean, and Ecosystem Studies (CICOES) der NOAA tätig ist. „Wir werden uns das genauer ansehen.“

Daten zur Vertiefung des Verständnisses

Dort angekommen werden die Saildrones eine Reihe von Routen durch das „Tropical Pacific Observing System“ zurücklegen, ein multinationales Netzwerk aus verankerten Oberflächenbojen, die Daten erfassen und eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung von Oberflächenwinden, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Temperaturen in den oberen Schichten des Ozeans bis zu einer Tiefe von 1.640 Fuß ermöglichen, sowie von Argo-Profiling-Floats, die alle 10 Tage Ozeanprofile bis zu einer Tiefe von 2 Kilometern erfassen.

Im gesamten Netzwerk sind Treibbojen verteilt, die die Meeresoberflächentemperaturen und Strömungen messen. Von oben verfolgen Satelliten die Bojen und erfassen Oberflächenbeobachtungen über weite Gebiete hinweg.

Im August wurden vier unbemannte, mit Messgeräten ausgestattete Oberflächenfahrzeuge von Hawaii aus in den äquatorialen Pazifik entsandt, um die zunehmende Intensität des El-Niño-Phänomens zu überwachen. Bildquelle: Pacific Marine Environmental Laboratory

Während des viermonatigen Einsatzes werden die Saildrones in Abständen von einer Minute und in einem Abstand von mehreren hundert Metern Daten erfassen und so zusätzliche Informationen zwischen den bestehenden Meeresmessstationen liefern.

Anhand der von ihnen gesammelten Daten können Wissenschaftler die Grenzen bzw. Fronten zwischen warmen tropischen Gewässern und den normalerweise kühleren Gewässern östlich davon entlang des Äquators bestimmen sowie die Beobachtungen von Satelliten, verankerten Bojen, Schwimmkörpern und anderen autonomen Plattformen miteinander vergleichen, um deren Übereinstimmung sicherzustellen.

„Satelliten eignen sich hervorragend für die Erfassung großer Gebiete,“, sagte die Meeresforscherin Meghan Cronin, Leiterin des Saildrone-Projekts am PMEL. „Aber man muss trotzdem ein Thermometer ins Wasser tauchen, um eine genaue Messung zu gewährleisten. Saildrones sind mit einer ganzen Reihe zusätzlicher Sensoren ausgestattet, die es uns ermöglichen, den Wärmeaustausch zwischen der Meeresoberfläche und der Atmosphäre sowie Veränderungen zu messen, die durch die CO₂-Abgabe und -Aufnahme des Ozeans entstehen, wenn wir Ozeanfronten in der Nähe des Äquators überqueren.“

Bisher erforderte der Einsatz dieses Thermometers und des Sensorpakets mitten auf dem Ozean monatelange Planung, die Bereitstellung großer Spezialforschungsschiffe sowie Teams von Wissenschaftlern, die monatelang auf See verbrachten – all das ist mit hohen Kosten verbunden.

Diese Infografik zeigt die verschiedenen Plattformen, aus denen sich das Beobachtungssystem für den tropischen Pazifik zusammensetzt. Das Beobachtungssystem für den tropischen Pazifik überwacht die Meeresbedingungen im äquatorialen Pazifik mithilfe von Satelliten sowie verschiedenen stationären und autonomen Plattformen. Quelle: Pacific Marine Environmental Laboratory

Eine neue Ära der Meeresbeobachtung einläuten

Seit 2001 hat die NOAA den Einsatz unbemannter Systeme für die ozeanografische Forschung drastisch ausgeweitet – nicht nur, weil diese die Risiken für die Sicherheit von Menschen verringern oder ganz beseitigen, sondern auch, weil sie hochpräzise Daten zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Forschungsexpeditionen erfassen und Lücken in bestehenden Netzwerken schließen können, wobei sie monatelang ohne Unterbrechung und ohne Auftanken im Einsatz sind.

El Niño tritt in zwei Hauptformen auf, die sich vor allem darin unterscheiden, wo es zu einer anomalen Erwärmung des Ozeans kommt und wie sich diese auf die globalen Wetterverhältnisse auswirkt. Bei einem El-Niño-Phänomen im östlichen Pazifik, wie es sich derzeit entwickelt, ist die Erwärmung im östlichen äquatorialen Pazifik und vor der Küste Südamerikas am stärksten. Diese grundlegende Umverteilung von Wärme und Stürmen verändert den Jetstream und führt weltweit zu Wetterstörungen, wie beispielsweise schweren Dürren in Australien und starken Regenfällen oder Überschwemmungen im Süden der Vereinigten Staaten.

Typische Veränderungen der Wetterverhältnisse, die weltweit während des Höhepunkts von El Niño zu beobachten sind. Quelle: NOAA-NWS

Daten, die für aktuelle und zukünftige Prognosen von Nutzen sind

Im Rahmen dieser Mission werden die Saildrones zusätzlich zu den Standardmessungen Beobachtungen verschiedener kleinräumiger Prozesse (wie beispielsweise äquatoriale Auftriebsströmungen und intensive Wechselwirkungen zwischen Luft und Meer im Zusammenhang mit Ozeanfronten) erfassen, die von Bojen, Tauchbooten oder Satellitennetzwerken nicht genau erfasst werden können. Diese Prozesse führen häufig zur explosionsartigen Entstehung großer Sturmsysteme und einzelner Stürme, die die Bewegung von warmem Wasser und die Entwicklung von El Niño beeinflussen können.

Ein Teil der Daten wird über das Global Telecommunications System (GTS) in Echtzeit an operative Vorhersagezentren übermittelt, wobei das Hauptziel darin besteht, den Wissenschaftlern im Rahmen der Feldkampagne ein besseres Verständnis dieser Wechselwirkungen zwischen Luft und Meer zu ermöglichen und die globalen sowie die US-amerikanischen operativen Wettervorhersagen der NOAA systematisch zu verbessern.

Zwei Saildrones sind mit einem autonomen Kohlendioxid-Erfassungssystem für Oberflächenfahrzeuge ausgestattet. Bei dem Sensor handelt es sich um ein von PMEL entwickeltes Spezialgerät, das automatisch hochpräzise Messungen des Kohlendioxiddrucks an der Grenzfläche zwischen Ozean und Atmosphäre durchführt. Alle Geräte sind zudem mit akustischen Doppler-Strömungsprofilern ausgestattet, also hydroakustischen Geräten, die Geschwindigkeit und Richtung der Wasserströmung in den oberen 250 Fuß der Wassersäule messen.

„Ferngesteuerte, unbemannte Oberflächenfahrzeuge mit großer Reichweite läuten eine neue Ära der Meeresbeobachtung ein, indem sie sich auf Gebiete konzentrieren, in denen Daten am dringendsten benötigt werden, um unser Verständnis und unsere Vorhersagen von sich rasch entwickelnden, weitreichenden Luft-Meer-Prozessen wie diesem El Niño zu verbessern, der weltweit tiefgreifende Auswirkungen haben wird,“, sagte Dongxiao Zhang, Projektleiter dieses Vorhabens am CICOES.

Quelle: NOAA