Ruppiner See

Im Wege eines Filmprojektes über den Ruppiner See entstand auch ein weltweit einmaliges Forschungsprojekt.

Das Filmprojekt

Vor 20.000 Jahren war hier nur Eis. 1.000 Meter dick. Die Landmasse lag aufgrund des hohen Gewichtes von Eis und Schnee um etwa 100 Meter tiefer als heute.
Doch dann kam der Klimawandel und vor etwa 12.000 Jahren blieb aus dem letzten Toteisfeld nur noch der Ruppiner See, umgeben von weitläufigen Sumpfgebieten zurück.
Der Sumpf war ein guter Schutz vor Angreifern und so siedelten um den See die ersten Fischer und Jäger.
Und so könnte der See eine bemerkenswerte Geschichte erzählen.
Eine Geschichte über Steinzeit, Eisenzeit, Bronzezeit, Mittelalter, 30 jähriger Krieg, Kaiserreich, erster Weltkrieg, zweiter Weltkrieg.
Ach, könnte der Ruppiner See doch nur sprechen.
Ich frage ihn einfach.
Vielleicht antwortet er mir und ich kann die Geschichten des Ruppiner See erzählen.

Das Forschungsprojekt

Im Wege des Filmprojektes entstand zugleich ein Forschungsprojekt über die Umweltbedingungen des Ruppiner See.
Hier handelt es sich zunächst um eine Grundlagenforschung, denn niemals zuvor wurden diese Daten erhoben.
Nicht nur nicht im Ruppiner See sondern auf der gesamten Welt.
Die Messdaten sollen über mehrere Jahre gesammelt werden um die Auswirkungen der Klimaveränderung auf den See zu erforschen.

Bereits im Jahr 2009 fand der Limnologe Tom J. Battin von der Universität Wien gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universitäten Uppsala, Antwerpen, und dem Stroud Water Research Center in den USA heraus, dass Seen, Bäche, Flüsse und andere Binnengewässer eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf spielen. Sie speichern unerwartet große Mengen an Kohlenstoff und produzieren gleichzeitig Treibhausgase. Diese neue Erkenntnis hat weitreichende Auswirkungen für die Klimaforschung.
„Obwohl Binnengewässer nur etwa ein Prozent der Erdoberfläche ausmachen, ist ihr Beitrag im Kohlenstoffkreislauf unverhältnismäßig groß. Dies wurde von Klimaforschern bisher zu wenig beachtet und ist demzufolge auch nicht in den Modellen, auf denen das Kyoto-Protokoll basiert, enthalten“, erklärte Battin.

Doch obwohl dieses Wissen bereits seit elf Jahren existiert, hat die Erkenntnis bis heute keinen nennenswerten Einfluss in die Klimaforschung gewonnen.

Nicht auf diesen Erkenntnisses basierend, wohl aber im Hinblick darauf, entstand auch aus eigenem Interesse das Forschungsprojekt, da die Nähe zum Ruppiner See ein solches Vorhaben relativ einfach macht.
Der anfängliche Versuch, Neuruppiner Schulen und die Fridays for Future Bewegung für dieses Projekt zu begeistern, scheiterte kläglich. Und so führte Klaus Baumdick das Projekt alleine zum Start.

Die Messcomputer werden entwickelt, gebaut und programmiert von Klaus Baumdick.

Das gesamte Projekt wird derzeit nicht gefördert, weil es kein Förderprojekt für dieses einmalige Vorhaben gibt.
Somit liegt die alleinige Finanzierung bei Klaus Baumdick.
Förder- und Spendenangebote sind daher gerne gesehen.

Messcomputer

Bei den Messcomputern handelt es sich um Arduino Einplatinencomputer mit Echtzeituhr und Datenlogger im selbst gebauten druckwasserfesten Gehäuse aus 15mm starkem Stahl.
Die Stromversorgung erfolgt durch eine aufladbare 12V Langzeitbatterie.
Die Messdaten werden alle zwei bis drei Wochen abgerufen und die Batterie gegen eine aufgeladene getauscht.
Alle Messcomputer werden an möglichst tiefen Punkten im See in bis zu 24 Meter Tiefe platziert.

Messdaten

Version 1 (etwa ab Dezember 2020):
– Temperaturdaten vom Grund des See
– Drucksensor um den Pegelstand des See zu messen
– Stärke des Lichteinfalls der Sonne auf dem Seegrund
– Lagesensor 3D  (gibt Informationen auf eine Veränderung des Messcomputers während der Aufzeichnung in X,Y und Z Achse, sowie die Ausrichtung des Computers in Grad auf 2 Nachkommastellen)
– Magnetfeldmessung

– Messabstand: minütlich, 7×24 Stunden, 365 Tage im Jahr

Version 2 ():
– Strömungsdaten des Wassers

Version 3 ():
– Sichtweite des Wassers
Hierbei wird rein weisses Licht auf ein Farbspektrometer gesendet und aufgrund der Intensität und der Farbverschiebung lässt sich die Wasserqualität wie Algendichte und Schwebeteilchen bestimmen.

In Evaluierung:
– Infraschallmessung/Geofon
– Erschütterungssensor

Erläuterung der Daten

Temperatur

Warum eigentlich auf dem Seegrund? Jeder misst doch seit jeher in einem Meter Tiefe!
Der Klimawandel wird bevorzugt in der Luft gemessen. Doch will man wirklich ein aufheizen der Erde an sich messen, muss man dorthin gehen, wo die Sonne als solches nicht einen zu hohen Einfluss hat.
In einem Meter Tiefe schwankt die Wassertemperatur an einem sonnigen Tag um mehrere Grad.
Doch auf dem Seegrund sind die Temperaturschwankungen behäbiger. Und doch nutzen sie, denn unabhängig von der Sonneneinstrahlung verändert sich natürlich die Temperatur aufgrund von Klimaveränderungen an der Luft. Nur eben nachhaltiger.
Da der Ruppiner See aus dem Molchowsee, der im Schnitt nur 3 Meter tief ist,  gespeist wird, wärmt sich das Wasser im Sommer stärker auf und im Winter kühlt es sich schneller ab.
Somit erhält man auf dem Seegrund des Ruppiner See eine geglättete Temperaturkurve, die nicht direkt von der Sonne beeinflusst wird.
Wärmt sich nun das Klima an sich auf, wird man diese Erwärmung ebenfalls auf dem Seegrund messen können und zwar sehr viel schneller als dies in der Luft möglich ist. Denn in der Luft benötigt man Durchschnittswerte über Jahrhunderte.
Im Tiefenwasser vielleicht nur über Jahre.
Es gibt bisher kein solches Forschungsprojekt, weswegen es bisher auch keine Referenzdaten gibt.
Somit wird das erste Jahr der Messung (2021) als Referenzjahr zu Grunde gelegt.
Im Jahr 2022 wird sich dann ein Trend messen lassen, ob es wärmer oder kälter wird und um wie viel.
Aus diesem Grund wird auch die Lichtintensität der Sonne und der Pegelstand auf dem Seegrund mit gemessen, um genauere Vergleichswerte zu bekommen.
Denn ein regenreiches Jahr wird viel weniger Sonnenstunden zum aufwärmen haben als eines mit lang anhaltender Dürre.

Lagesensor

Die Daten vom Lagesensor sind für eine Auswertung der Umwelt- und Klimadaten eher nebensächlich.
Sie dienen einerseits zur Plausibilisierung anderer Sensoren.
So sind zum Beispiel Messdaten der Lichteinfallstärke auf dem Seegrund unnütz, wenn einmal der Lichtsensor auf der Oberseite sitzt und einmal auf der Seite oder gar auf dem Boden liegt.
Ebenso die Daten der Fliessgeschwindigkeit des Wassers. Hierfür muss die Einlassöffnung des Sensors immer in der Strömung stehen.
Auf die tatsächliche Ausrichtung im Sinne von Kompassdaten haben die Messwerte keine Aussagekraft, zumal in die Berechnung die jeweilige Erdmagnetfeldverschiebung nicht berücksichtigt wird.
Wohl aber würden Änderungen des Erdmagnetfeldes während der Messung erkennbar werden.

Infraschallmessung und Geofon

Grundsätzlich befürworte ich auch Messungen über Umgebungssituationen wie zum Beispiel den Einfluss von Windenergieanlagen oder Strassenverkehr auf die Umwelt im See.
Weiterhin gibt es sehr interessante und untersuchenswerte Aktivitäten der Erde an sich, so zum Beispiel der als Herzschlag der Erde bekannte, alle 26 Sekunden weltweit messbare Druckimpuls, bei dem niemand weiß, woher dieser eigentlich genau kommt.
Wir befinden uns im Ruppiner Land aber auf einer geologischen Besonderheit, nämlich auf einer etwa 50 Meter dicken Lehmschicht, welche Richtung Rheinsberg und Seenplatte bis über 100 Meter stark wird.
Dieser Lehm, als Überbleibsel der Vergletscherung bis vor 10.000 Jahren, wirkt wie ein Stoßdämpfer.
Gäbe es unter uns ein Erdbeben, wir würden vermutlich nur sehr wenig davon spüren.
Daher werde ich erst noch ausprobieren müssen, ob derartige Messungen überhaupt sinnvoll sind.

Projektfortschritt

19.11.2020
Der erste Messcomputer mit allen Sensoren läuft derzeit im Burn-In Test zur Erkundung der Entladungsdauer der Batterie.
Die 12 Volt Batterie entlädt etwa 0,1 Volt je 24 Stunden. Der Zusammenbruch wird bei etwa 7 Volt erreicht.
Angestrebt ist eine maximale Entladung auf 9 Volt.
Hierbei erfolgt zudem eine Kalibrierung aller Sensoren, um Spannungsunabhängig gleich genaue Messdaten zu erreichen.

Ich benötige eine Arbeitsplattform. Bei Wind und Wetter auf einem Sportboot rausfahren, ist kein guter Plan.
Daher habe ich heute um Material und einen Anlegeplatz geworben.

22.11.2020
Die Messdaten der Fotozelle gefallen mir noch nicht.
Hier muss ich nachbessern.

25.11.2020
Heute kommt mein neues Sonarsystem für das Boot.
Mein sehr altes Sonar zeigte keine zuverlässigen Daten mehr an.

Messdaten – Download

Rohdaten im CSV Format.
Zeilenende als „\n“ (CR)
Format:

Zeitstempel (yyyy-mm-dd hh:mm:ss),
Unix-Timestamp,
Messtation Name,
Messung Tiefe in cm, (ausgelotet vom Boot zum Zeitpunkt des Messtarts, Änderungen sind über den Druck ersichtlich)
Wassertemperatur auf Grund in Grad C, (Sensor ist im Außenbereich des Stahldruckkörpers angebracht)
Lage X,
Lage Y,
Lage Z,
Kompass, Ausrichtung in Grad ohne Berücksichtigung der Magnetfeldabweichung (Deklination), 2 Nachkommastellen
Druck in PSI,
Pegelstand in cm, (berechneter Wert aufgrund des Druckes mit Plausibilisierung über Schleuse Alt-Ruppin bei Messende)
Widerstandswert Photozelle, (0 = absolut dunkel, 1024 = taghell),

Download CSV Datei vom -noch keine vorhanden-

Messdaten – Aufbereitet

Temperaturverlauf stündlich

Temperaturverlauf Durchschnitt täglich

Temperaturverlauf Durchschnitt wöchentlich

Temperaturverlauf Durchschnitt monatlich

Temperaturverlauf Durchschnitt jährlich

Druck in PSI stündlich

Druck in PSI Durchschnitt täglich