Segelboot-Messungen verbessern Schätzungen der CO2-Aufnahme des Ozeans
Auf See erfassen Segler*innen auf Törns und bei Regatten wertvolle Daten für die Klimaforschung. Eine aktuelle Studie hat gezeigt, dass diese Daten dazu beitragen können, Schätzungen der marinen Kohlenstoffsenke zu verbessern.
Der Ozean nimmt aktuell mehr als ein Viertel des menschengemachten Kohlendioxids (CO2) auf. Ohne diese bedeutende Senke würde mehr CO2 in der Atmosphäre verbleiben und der Klimawandel schneller voranschreiten. Daher ist es für die Klimaforschung wichtig, sie möglichst genau zu quantifizieren. Messungen des in der Meeresoberfläche gelösten CO2, angegeben als Partialdruck pCO2, sind hierfür unerlässlich. Forschende haben Millionen von Aufzeichnungen von Schiffen, Bojen, Messrobotern und Segeldrohnen im Surface Ocean CO2 Atlas (SOCAT) zusammengetragen. Globale Abschätzungen der marinen CO2-Senke, die auch in die Berichte des Weltklimarats IPCC einfließen, werden auf Basis dieser Daten erstellt. Allerdings decken die Datenpunkte in SOCAT nur einen kleinen Teil des Weltozeans ab, wobei die Datenlage in einigen Schlüsselregionen, beispielsweise rund um die Antarktis, besonders lückenhaft ist.
Können Messungen an Bord von Segelbooten helfen, diese Lücken zu schließen? Dieser Frage ist Wissenschaftlerin Jacqueline Behncke am Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) zusammen mit Kolleg*innen der Universität Hamburg, des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel und des Flanders Marine Institute (VLIZ) in Belgien nachgegangen. Ihre Forschung steht in Verbindung mit einer bürgerwissenschaftlichen Initiative des Teams Malizia: Unter der Leitung des Hamburger Skippers Boris Herrmann sammeln die Segler*innen seit 2018 bei Regatten, etwa bei der Vendée Globe, wertvolle Daten. Die Initiative wird vom MPI-M und vom GEOMAR wissenschaftlich begleitet und wurde von der Max-Planck-Förderstiftung finanziell unterstützt.
„Mit ihrem freiwilligen Engagement unterstützt das Team Malizia die Wissenschaft und erzeugt darüber hinaus Aufmerksamkeit für ein wichtiges Thema“, sagt Behncke. „Die Zusammenarbeit war spannend und produktiv.“
Zusätzliche Daten verändern Abschätzung der Kohlenstoffaufnahme
Behncke und ihre Kolleg*innen hatten zunächst gezeigt, dass die vom Team Malizia zwischen 2018 und 2021 gesammelte Beobachtungsdaten, die auch eine Weltumseglung umfassen, einen großen Einfluss auf die Schätzung der regionalen Kohlenstoffaufnahme haben, insbesondere im Südlichen Ozean. Eine zweite, aktuelle Studie hat nun untersucht, inwiefern die Segelbootdaten die Abschätzungen der Ozeansenke nicht nur verändern, sondern verbessern. Dazu erstellten die Forschenden mit dem Ozeanmodell MPI-OM/HAMOCC eine globale Karte des pCO2 und testeten, inwiefern bestimmte Messstrategien zu einer Schätzung der CO2-Senke führten, die mit der Modellrealität übereinstimmt. Die Abschätzungen wurden mithilfe eines maschinellen Lernverfahrens erstellt.
Das Ergebnis: Standen der Künstlichen Intelligenz nur Daten im Umfang des aktuellen Beobachtungsnetzwerks zur Verfügung, so unterschätzte sie die marine Kohlenstoffsenke. Das Gleiche galt, als die Forschenden zusätzlich die Probennahme des Teams Malizia und des Team Nexans-Wewise von Skipper Fabrice Amedeo zwischen 2018 und 2021 nachbildeten. Bezogen sie aber zusätzliche Messungen von zwei weiteren Weltumseglungen ein, so wurde die CO2-Senke im Nordatlantik und im Südlichen Ozean stärker, im Einklang mit der Simulation. Diese verbesserte Übereinstimmung bestand auch, wenn die Forscher*innen plausible Messunsicherheiten einkalkulierten. Ein systematischer Messversatz hingegen verschlechterte die Übereinstimmung unter bestimmten Umständen. „Das bedeutet, dass die Quantität der Daten zwar eine gegebenenfalls begrenzte Qualität zu einem gewissen Grad wettmachen kann, regelmäßige Kalibration und Wartung aber essentiell sind, um einen Messversatz zu vermeiden“, so Behncke.
Obwohl die Segelbootdaten die Schätzung der marinen Kohlenstoffsenke verbessern, wird die langfristige Entwicklung der CO2-Aufnahme im Südlichen Ozean selbst mit den zusätzlichen zwei Weltumseglungen nicht korrekt erfasst und der Trend weiterhin überschätzt. Daher werden den Autor*innen zufolge weitere Beobachtungen dringend benötigt. Es gilt daher, Kurs zu halten, denn Segelbootdaten können dazu beitragen, diesen Bedarf zu decken.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Dr. Jacqueline Behncke, zuvor: Max-Planck-Institut für Meteorologie/jetzt: GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung: jbehncke@geomar.de
Originalpublikation:
Behncke, J., Ilyina, T., Chegini, F., and Landschützer, P. (2026) Improved air-sea CO2 flux estimates from sailboat measurements. Science Advances 12, eadz1502. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz1502
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