Das Wasser in der Talsperre Dröda in Sachsen ist still und spiegelglatt. Weit draußen auf dem Wasser treibt eine gelbe Boje. Aus der Entfernung wirkt sie unscheinbar, beinahe wie eine gewöhnliche Markierung für die Schifffahrt. Erst beim Näherkommen wird deutlich: Hier kommt moderne Technik zum Einsatz. Auf dem gelben Schwimmer sind Solarzellen montiert, Antennen ragen in die Luft, darunter arbeiten Sensoren und Messinstrumente. Es ist eine der Messbojen von Prof. Dr. Karsten Rinke und seinem Team vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Magdeburg. Rund um die Uhr misst sie Daten zur Wasserqualität und sendet diese über das Mobilfunknetz direkt in das Labor der Wissenschaftler.
Seit 2010 leitet Rinke das Department Seenforschung am UFZ. Gemeinsam mit seinem Team erforscht er weltweit Seen und Talsperren und untersucht beispielsweise wie sich der Klimawandel auf Gewässer und ihre Ökosysteme auswirkt.
Die Messbojen spielen dabei für die Seenforscher eine zentrale Rolle. Sie erfassen unter anderem Wassertrübung, Leitfähigkeit, Algen- und Blaualgenmengen oder die Wassertemperatur. Dabei ist für die Wissenschaftler besonders wichtig, dass die Daten online abrufbar sind. „In wenigen Forschungsfeldern wird so viel draußen gearbeitet wie in der Gewässer- und Seenforschung“, erklärt Rinke und fügt hinzu, „wir arbeiten direkt an Seen, Talsperren und Flüssen, oft fernab von Infrastruktur. Gleichzeitig sind wir darauf angewiesen, kontinuierlich Daten zu bekommen.“ Das mache eine verlässliche Mobilfunkversorgung inzwischen zu einem wichtigen Bestandteil seiner Forschung, so der Wissenschaftler.
Mitarbeiter von Rinke müssten regelmäßig zu den Messstationen fahren, um Werte manuell auszulesen oder die Funktionsfähigkeit zu überprüfen, würden die Bojen die Messwerte nicht über das Mobilfunknetz übermitteln – ein erheblicher personeller und logistischer Aufwand.
„Darüber hinaus sind wir so in der Lage, auch ad hoc Messungen durchzuführen und Daten abzufragen“, erklärt Rinke. Gerade bei Hochwasser oder Hitzewellen sei das entscheidend. Veränderungen in Gewässern könnten innerhalb weniger Stunden und Tage auftreten.
Die modernen Messbojen, die das UFZ seit rund zehn Jahren einsetzt, sind modular aufgebaut. Je nach Forschungsfrage können unterschiedliche Sensoren und technische Komponenten ergänzt werden. Dadurch lassen sich die Systeme flexibel an verschiedene Anforderungen anpassen.
Gleichzeitig ermöglichen die permanent verfügbaren Daten neue Ansätze in der Seenforschung: Ein zentrales Ziel der Arbeit von Rinke und seinem Team ist es, Entwicklungen in Gewässern vorherzusagen. Dafür seien kontinuierliche und verlässliche Messdaten unverzichtbar. Nur wenn aktuelle umfangreiche Datensätze vorhanden seien, könnten präzise Modelle entwickelt werden, die etwa Algenblüten, Sauerstoffmangel oder Auswirkungen extremer Wetterlagen prognostizieren.
Wie relevant die Daten von Rinke und seinen Kollegen sind, zeigt das Beispiel der Rappbodetalsperre in Sachsen-Anhalt. Dort sind sowohl im Hauptbecken als auch in vorgelagerten Bereichen der Zuflüsse und Vorsperren insgesamt sieben Messstationen im Einsatz. Die Daten interessieren längst nicht mehr nur die Wissenschaftler. Auch der Talsperrenbetrieb nutzt die Informationen zur Qualität des Wassers für das Talsperrrenmanagement. So kann gesteuert werden, wie Wasser zwischen den verschiedenen Becken eingeleitet und umgeschichtet wird, um die Wasserqualität möglichst stabil zu halten. Die Messwerte stehen dafür online praktisch ohne Zeitverzug zur Verfügung.
Für die Arbeit der Seenforscher ist Mobilfunk heute existenziell. Er ist die Verbindung zwischen Feld und Forschungslabor. Aufgrund der hohen Relevanz der Thematik beschäftigt das UFZ sogar einen Mitarbeiter, der vor der Installation neuer Messstationen die Netzverfügbarkeit prüft. Die App Mobilfunk-Check ist potenziell eine große Hilfe, die uns viel Zeit und Aufwand spart“, erklärt Rinke.
