Der Deutsche Argo Beitrag. Martin Visbeck

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1 Der Deutsche Argo Beitrag Argo: Echtzeitbeobachtungen des Globalen Oberen Ozeans Martin Visbeck Leibniz-Institut für f r Meereswissenschaften IFM-GEOMAR, Kiel in Zusammenarbeit mit : Jürgen Fischer (IFM-GEOMAR), Hartmut Heinrich und Birgit Klein (BSH), Detlef Quadfasel (ZMAW), Olaf Böbel B (AWI)

2 Ocean Observing Systems Why do WE need a large scale ocean observing system? Improve our understanding of the time varying large scale ocean circulation. Provide real time estimates of the ocean state for a large range of applications. Initial condition for interannual - decadal predictions (including the ecosystem). Improve the performance of ocean and climate models (model - data comparison).

3 Ocean Observing Systems Goal Observe the ocean in a cost effective manner Objectives Versatile platforms Novel Sensors Improved Communication System integration and optimization

4 Networks of sustained Global Ocean Observations Planned time series observations under OceanSITES (Co-Chairs U.Send, R.Weller) The scientific community needs to be a strong partner in GEO to build and sustain a Global Environmental Observing System of Systems (GEOSS) Argo Project with the goal of 3000 profiling floats sustained

5 Commercial Ships (of opportunity) Container ships regular routing Autonomous Messurements XBT TSG ADCP pco 2

6 Ship observations 2005

7 Surface Drifter SST SSS Wind Currents

8 Surface Observations Network Example of March 2006

9 ARGO -- a global network of profiling floats 150 German floats Mostly funded by BMBF in a pilot phase

10 Verbundvorhaben Deutsches ARGO BMBF Projekt Zentrum für Marine und Atmosphärische Wissenschaften, Hamburg

11 ARGO International Wichtige Ereignisse im Jahr 2007: Euro-Argo Meeting im Januar 2007 in Brest AST-8 Meeting hosted by the IOC in Paris, March 7-9, Nov Argo Floats aktiv Das Ende vom Anfang von Argo

12 Internationales ARGO (1. November 2007) 3006 Floats aktiv 1. Ziel erreicht Global ocean observing array reaches milestone and faces challenges

13 ARGO profiling float network March 2005 March 2006 Evolution towards 3000 floats sustained

14 Internationales ARGO Evolution der jährlichen Auslegungen von Argo Floats aufgeschlüsselt nach Ozeanen / Regionen. Kontinuierlich ansteigende Zahl von ausgelegten Floats bis 2005 und Konsolidierung auf hohem Niveau für den Atlantik und Pazifik. Bei 800 Floats pro Jahr, die nachgefüttert werden müssen, sollten die Deployments international gegen 2007 wieder etwas zunehmen, damit das Array erhalten bleibt.

15 Internationales ARGO Beiträge zu Argo auf nationaler Basis. Größte Beiträge von USA (1/2 des Netzwerks) und Japan. Deutschland leistet Beiträge in der gleichen Zahl wie Frankreich, Australien, Kanada, UK, Indien und Korea.

16 Internationales ARGO Steiler Anstieg wegen Argo Entwicklung des Netzwerkes bis Herbst Abflachen der Kurve im Jahr 2007, aber noch Wachstum. Das deutet darauf hin, das der Alterszustand des Netzwerkes noch jung ist.

17 Internationales ARGO Gesundheitszustand des Argo Netzwerks (aktuell). Tropischer Atlantik relativ gesund, aber mit beginnenden Lücken. Westlicher Südatlantik mit geringer Floatdichte und relativ alt. Subpolarer Nordatlantik mit relativ vielen alten Floats aber hoher Floatdichte. Dies muss bei zukünftigen Auslegungen berücksichtigt werden.

18 Internationales ARGO Gesundheitszustand des Argo Netzwerks (aktuell) in 3x3 Feldern; da sieht man die Problemzonen noch etwas besser. Herausforderung für die Zukunft!!!

19 Argo als EU Beitrag Kurze Historie: Vorbereitende Gespräche in Venedig (F, UK, D) -- März 2006 ESFRI Roadmap hearing in Brüssel -- Oktober Euro Argo in der Rodmap -- Januar 2007 Antragsentwurf und Diskussion in Brest -- Februar 2007 Vorstellung und Diskussion in Brüssel April 2007 Antrag eingereicht -- Juli 2007 Begutachtung und Bewertung (positiv) (Kostenreduktion von 4 auf 3 Mio ) -- Jan Kick Off meeting Euro Argo

20 Euro Argo Beneficiary N Partner Beneficiary short name 01(coordinator) Ifremer/Institut Français de Recherche pour l Exploitation de la Mer Ifremer BSH/Federal Maritime and Hydrographic Agency KDM/ Konsortium Deutsche Meeresforschung BSH KDM AWI IFM-GEOMAR 04 NERC/Natural Environment Research Council NERC ZMAW UKMO/Met Office KNMI/Royal Netherlands Meteorological Institute IEO/Instituto Español de Oceanografia OGS/Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale UKMO KNMI IEO OGS Diese Mitglieder schließen Einen Vertrag mit dem KDM 09 MI/Marine Institute (Irland) MI 10 IMR/Institute of Marine Research (Norw.) IMR 11 SHOM/Service Hydrographique et Océanographique de la Marine SHOM 12 FFCUL/Fundacao da Faculdade de Ciencias da Universidade de Lisboa FFCUL 13 HCMR/Hellenic Centre for Marine Research HCMR 14 IOPAS/Institute of Oceanology Polish Academy of Sciences IOPAS 15 USOF/University of Sofia, Bulgaria USOF

21 Argo als EU Beitrag Euro Argo Inhalt von Euro Argo: Insgesamt sind von Europäischer Seite 250 Floats jährlich nötig, um das Netzwerk zu erhalten. Darin sind ca. 50 Floats um die Randmeere Mittelmeer und Europäisches Nordmeer -- zu bestücken. Aus der Forschungsförderung wurden bisher ca. 150 Floats Pro Jahr bereitgestellt. Es fehlen also etwa 100 F/Y) a) Euro Argo versucht mehr Partnerstaaten zu gewinnen b) Die EU hilft über GMES RTD Focus Bi-direktionale Übertragung mit Iridium Ice sensing Floats in zeitweilig eisbedeckten Regionen O2-Sensoren nicht Teil der RTD Outreach: Fokus auf User-Groups und Ausbildung

22 ARGO profiling float network Im küstennahen Bereich nicht optimal, da die Profiler mit der Strömung driften

23 Autonome Ozean-Gleiter Profilieren die oberen 1000m Kommunikation in Echtzeit Standzeit bis zu 6 Monten Viele elektrische Sensoren

24 Erster Europäischer Gleiter Dauereinsatz von SPRAY Gleiter über mehr als 3 Monte Hat 2300 km Strecke zurückgelegt 3W (Taschenlampe) Density (from T&S) Chlorophyl - A (fluor.)

25 Moored observatories operated by IFM-GEMAR scientists in the Atlantic Ocean Observatories Full IFM-GEOMAR operated In part IFM-GEOMAR operated Planned for 2006

26 Observed Temperature Change in the Subpolar North Atlantic Time-series for 1996 to 2003 of ocean temperatures in the Labrador Sea. (from moorings IFM-GEOMAR)

27 Heat content change Upper 750m of heat content change with the addition of global Argo Data (Lyman et al., 2006)

28 Alarming MOC change at 25 N Slowing (30%) of the Atlantic meridional overturning circulation at 25 N, Bryden et al. (2005), Nature *). The Atlantic heat conveyor slows, Quadfasel (2005), Nature. The Atlantic conveyor may have slowed, but don t panic, Kerr (2005), Science. *) northward heat transport ca PW (1957, 1981, 1992) northward heat transport ca. 1.1 PW (1998, 2004) Is the MOC weakening already underway?

29 Drijfhout & Hazeleger

30 Ensemble of Climate Model hind/forecasts Drijfhout & Hazeleger

31 Drijfhout & Hazeleger

32 Deep Water Export Grand Banks Schott and Fischer (2006) Stable flow speed over the last 12 years

33 Oxygen measurements from floats Pressure (dbar) Oxygen (mmol m -3 ) Oct. 5, 2003 (profile 4) Oct. 26, 2003 (profile 7) Nov. 2, 2003 (profile 8) Dec. 7, 2003 (profile 13) Dec. 28, 2003 (profile 16) Feb. 8, 2004 (profile 22) Feb. 22, 2004 (profile 24) Mar. 21, 2004 (profile 28) Apr. 4, 2004 (profile 30) Apr. 11, 2004 (profile 31) Körtzinger, A., J. Schimanski, U. Send (2004). High-quality oxygen measurements from profiling floats: A promising new technique, J. Atm. Ocean. Techn., in press. Körtzinger, A., J. Schimanski, U. Send, D.W.R. Wallace (2004). The ocean takes a deep breath. Science, in press. 2000

34 ARGO TROPAT -- OMZ On the water supply to the oxygen minimum zone in the eastern tropical North Atlantic (im Druck) Lothar Stramma, P. Brandt, J. Schafstall, F.Schott, J. Fischer and A. Körtzinger Fragen: Respiration vs. Ventilation; Versorgungspfade Vermischung etc.

35 CO 2 -Aufnahme im Ozean Aufnahme von anthropogenem CO2 im globalen Ozean (Sabine et al. 2004)

36 ARGO Zukunft Deutscher Beitrag zu ARGO vom BMVBS gesichert : - BSH geht davon aus ~ 40 floats pro Jahr auszusetzen EU-ARGO wird helfen auch den Europäischen Beitrag langfristig zu sichern. Ausweiten der Messgrößen (Temperatur und Salzgehalt) auf Sauerstoff (EU-Projektantrag in Vorbereitung, MODENA) OceanObs09 (September 2009, ESA Hauptsponsor) Internationale Konferenz zur Verstetigung von Ozeanbeobachtungs-Systemen

37 Internationales ARGO

38 Internationales ARGO Großer Kreis von operationellen Nutzern des globalen Argo Netzwerks für eine Vielzahl von Anwendungen.

39 Climate Service - Climate Research Products Assessments, Predictions, Scenarios Synthesis Statistical, Reanalysis, Multi-Model Policies Decisions Actions Models Simple - Complex Numerical Observations In-Situ, Proxy, Remote Sensing