Segelboote, die auf den Weltmeeren unterwegs sind, tragen zur Klimaforschung bei, indem sie wertvolle Daten zur CO2-Absorption der Ozeane erfassen. Eine aktuelle Untersuchung hat aufgezeigt, wie diese Informationen dazu beitragen können, die Schätzungen der marinen Kohlenstoffsenken präziser zu gestalten. Der Ozean ist derzeit dafür verantwortlich, mehr als ein Viertel des durch menschliche Aktivitäten freigesetzten Kohlendioxids (CO2) zu absorbieren. Ohne diese wichtige Funktion würde sich die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre erhöhen, was den Klimawandel beschleunigen würde. Daher ist es für Wissenschaftler von großer Bedeutung, diese Prozesse so genau wie möglich zu quantifizieren.
Die Messung des in der Wasseroberfläche gelösten CO2, bekannt als Partialdruck pCO2, spielt eine entscheidende Rolle in dieser Forschung. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler eine große Menge an Daten aus verschiedenen Quellen, einschließlich Schiffs- und Bojenmessungen sowie von autonom agierenden Robotern und Segeldrohnen, im Surface Ocean CO2 Atlas (SOCAT) zusammengetragen. Diese Daten bilden die Grundlage für globale Schätzungen der marinen Kohlenstoffsenken, die auch in den Berichten des Weltklimarats (IPCC) berücksichtigt werden. Allerdings ist die Datenabdeckung im SOCAT begrenzt, da sie nur einen kleinen Teil des Weltmeeres erfasst, und besonders in Schlüsselregionen wie der Antarktis gibt es erhebliche Lücken.
Um diese Lücken zu schließen, hat eine Gruppe von Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) unter der Leitung von Jacqueline Behncke in Zusammenarbeit mit der Universität Hamburg, dem GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel und dem Flanders Marine Institute (VLIZ) in Belgien untersucht, inwieweit Messungen von Segelbooten dazu beitragen können. Diese Forschung ist Teil einer bürgerwissenschaftlichen Initiative, die vom Team Malizia ins Leben gerufen wurde. Unter der Leitung des Hamburger Skippers Boris Herrmann sammeln die Segler seit 2018 bei verschiedenen Regatten, darunter die Vendée Globe, wertvolle Daten für die Forschung. Diese Initiative wird wissenschaftlich vom MPI-M und GEOMAR unterstützt und finanziell durch die Max-Planck-Förderstiftung gefördert.
Behncke und ihr Team konnten zeigen, dass die zwischen 2018 und 2021 gesammelten Daten des Teams Malizia, die auch eine Weltumseglung beinhalteten, einen signifikanten Einfluss auf die Schätzungen der regionalen Kohlenstoffaufnahme haben, insbesondere im Südlichen Ozean. In einer weiteren Studie wurde untersucht, in welchem Maße diese Segelbootdaten nicht nur die Schätzungen verändern, sondern auch verbessern. Die Forscher erstellten eine globale Karte des pCO2 mithilfe des Ozeanmodells MPI-OM/HAMOCC und testeten verschiedene Messstrategien, um die Schätzungen der CO2-Senke mit den realen Modellergebnissen abzugleichen. Dabei kamen maschinelle Lernverfahren zum Einsatz.
Die Ergebnisse zeigten, dass die KI, die nur auf Basis der verfügbaren Daten des aktuellen Beobachtungsnetzwerks arbeitete, die marine Kohlenstoffsenke unterschätzte. Dies galt ebenso, wenn die Daten von Malizia und dem Team Nexans-Wewise, das von Fabrice Amedeo gesteuert wird, einbezogen wurden. Allerdings führte die Berücksichtigung zusätzlicher Messungen von zwei weiteren Weltumseglungen zu einer stärkeren Kohlenstoffsenke im Nordatlantik und im Südlichen Ozean, was mit den Simulationen übereinstimmte. Diese verbesserte Übereinstimmung blieb auch bestehen, als die Forscher plausible Messunsicherheiten berücksichtigten. Ein systematischer Messversatz hingegen verschlechterte die Übereinstimmung unter bestimmten Bedingungen.
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Menge der gesammelten Daten in gewissem Maße die Qualität der Schätzungen ausgleichen kann. Dennoch ist es unerlässlich, regelmäßige Kalibrierungen und Wartungen durchzuführen, um Messabweichungen zu vermeiden. Trotz der Verbesserungen in den Schätzungen bleibt die langfristige Entwicklung der CO2-Absorption im Südlichen Ozean, selbst unter Berücksichtigung der zusätzlichen Daten, ungenau und wird weiterhin überschätzt. Die Forscher betonen daher die Notwendigkeit weiterer Beobachtungen, um diese Lücken zu schließen. Segelbootdaten könnten eine wichtige Rolle dabei spielen, diesen Bedarf zu decken und die wissenschaftliche Basis zur Abschätzung der marinen Kohlenstoffsenken
