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Die weltweiten Reserven an Süßwasser schrumpfen in Folge des menschengemachten Klimawandels. Dabei sind Flüsse und Seen als Frischwasser- und Nahrungsquelle essenziell. Umso wichtiger ist es daher, diese sensiblen Ökosysteme zu schützen. Während das üblicherweise über Stichproben und Wassersensoren erreicht wird, wollen Forscher*innen des Unternehmens GlobeWQ diese Daten mit Satellitensystemen anreichern.
Der Victoriasee in Ostafrika ist der zweitgrößte Süßwassersee der Welt und bietet dadurch Millionen von Menschen in Tansania, Uganda und Kenia wichtige Lebensgrundlagen. Mit einer Fläche von 68.800 km² misst er ein Fünftel der Fläche Deutschlands. Und trotz dieser gewaltigen Größe gefährden einfließendes Abwasser, Verschmutzungen durch Ölkatastrophen, Verunreinigungen durch Müll und weitere Faktoren die Wasserqualität des Sees.
Als Teil eines Pilotprojektes der World Water Quality Alliance wird der Victoriasee seit einiger Zeit mit einer neuen Methode zur Wasseranalyse überwacht, in welcher die Daten aus drei Quellen miteinander vereint werden.
Triangulation verbindet Daten aus drei Quellen
Als erste Quelle führt GlobeWQ Messungen direkt im See durch. Die sogenannten In-Situ-Messdaten kommen dabei einerseits aus der Untersuchung von Labordaten und andererseits per Abruf von eingesetzten Wassersensoren. GlobeWQ ergänzt hierzu, dass diese Daten besonders aufschlussreich seien. Als Stichproben könnten sie allerdings schnelle Veränderungen der Wasserqualität nur schlecht abbilden.
Um dem entgegenzuwirken, werden die Daten um Messdaten von Satelliten erweitert. Diese Daten sind zwar ungenauer, dafür stehen sie jedoch fast überall auf der Welt zur Verfügung. Gleichzeitig lassen sich Entwicklung hierüber auch mit gespeicherten Daten aus den letzten Jahrzehnten vergleichen.
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Um Aussagen über zukünftige Entwicklungen der Wasserqualität und -quantität zu erhalten, wendet GlobWQ zusätzlich mathematische Modelle an. In Kombination können die Forscher*innen mit dieser „Triangulation“ der erhobenen Messdaten besonders umfangreiche Aussagen über die Wasservorkommen auf unserer Erde treffen.
Wie genau das funktioniert, zeigt das Beispiel des Victoriasee.
Wasserqualität im zweitgrößten See der Erde überwachen
Der Victoriasee ist Teil der Staaten Tansania, Uganda und Kenia. Schätzungen aus 2007 zufolge dient er etwa 30 Millionen Menschen als Nahrungsquelle. Gleichzeitig nutzen die umliegenden Staaten den See für die Fischereiwirtschaft sowie als Energiequelle durch den Einsatz von Wasserwerken und Stauseen.
Trotz seiner Größe erklärte der Global Nature Fund den Victoriasee im Jahr 2005 zum „Bedrohten See des Jahres“. Denn immer wieder werden die Ökosysteme des Sees von Verschmutzungen durch Abwasser und Abfällen bedroht. Als Folgen gelten ein Sauerstoffmangel im See sowie eine Anreicherung durch Nährstoffe, auch Eutrophierung genannt. Letztere führte in der Vergangenheit häufiger dazu, dass es im Victoriasee zu einer extremen Algenbildung kam.
Die World Water Quality Alliance sieht daher eine dringende Notwendigkeit darin, das Nährstoffvorkommen im Victoriasee genauer zu überwachen. Und hier setzt die Triangulationsmethode von GlobeWQ an.
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In ihrer Studie beschreiben die Forscher*innen von GlobeWQ die Überwachung der Algenbildung als besondere Herausforderung. Denn die Verbreitung schädlicher Algen kann teilweise innerhalb von Tagen oder gar Stunden stattfinden. In-Situ-Messdaten, die im Victoriasee durchaus erhoben werden, können darauf schlichtweg nicht rechtzeitig reagieren.
Satellitendaten hingegen können in geringen zeitlichen Abständen sowohl die Temperatur im See als auch das Vorkommen von Chlorophyll-a messen. Durch diese Erkenntnisse konnten die Forschenden genauer identifizieren, durch welche Zuflüsse die kritische Eutrophierung im See zustande kommt.
Welche Schlüsse zieht GlobeWQ daraus?
Fünf Nebenflusseinzugsgebiete des Victoriasees sind für mehr als 70 Prozent der jährlichen Konzentration an Phosphor verantwortlich. Ein einziger Zufluss, der des Golf von Winam, sei wiederum maßgeblich für die hohe Konzentration an Chlorophyll-a verantwortlich
Die Kombination von In-Situ-Messungen, Satellitendaten und Modellierungen kann uns in Zukunft also lückenlosere Informationen zur Eutrophierung in Seen liefern. Das führt idealerweise zu schnelleren Schutzmaßnahmen, mit denen Gewässer früher die Chance haben, sich zu regenerieren.
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