Abteilung Oberflächengewässer

Um unser Verständnis von Seen zu vertiefen, müssen wir Veränderungen auf den Zeitskalen erfassen, auf denen sie tatsächlich stattfinden. Der Stoffwechsel eines Sees folgt beispielsweise einem ausgeprägten Tagesrhythmus und erfordert mindestens 5–8 Messungen pro Tag, um Atmungsdynamik und Sauerstoffproduktion realistisch abzubilden. Und das noch bevor die Einflüsse physikalischer Prozesse wie der tageszeitliche Wechsel von Erwärmung und Abkühlung, interne Wellen oder andere hydrodynamische Phänomene berücksichtigt werden.

Ein gängiger Ansatz besteht darin, verankerte Messsysteme mit Sensoren einzusetzen, die kontinuierlich Daten in festen Tiefen aufzeichnen. Dabei bleibt jedoch die Frage offen, was zwischen den einzelnen Messtiefen geschieht, und macht es schwierig vertikale Stoff- und Energieflüsse zu bestimmen.

Die von uns entwickelte Lösung ist von der Ozeanographie inspiriert: Argo-Floats, die ihren Auftrieb mithilfe eines Kolbens regulieren und dadurch autonom auf- und abtauchen können. Im Gegensatz zu Argo-Floats soll unser System jedoch keine seitliche Drift aufweisen – ein frei treibender Float würde in einem See bereits nach wenigen Stunden oder Tagen das Ufer erreichen. Gleichzeitig benötigen wir eine hochmodulare Plattform, die sich flexibel an neue wissenschaftliche Fragestellungen anpassen lässt.

Aus diesen Gründen entwickeln wir WALTI – ein autonomes Profilier-System, das sich entlang eines Führungsseils vertikal bewegt. Unser Ziel ist eine modulare, skalierbare und kostengünstige Plattform, auf der sich eine CTD oder nahezu jedes andere Messinstrument installieren lässt. Das System wurde seit Sommer 2025 erfolgreich im Vierwaldstättersee getestet. Künftig soll WALTI bis in Tiefen von 200 m einsetzbar sein, über eine Fernsteuerung und Datenübertragung verfügen sowie sich mithilfe von Solarpanels auf der Oberflächenboje autonom aufladen können – und all dies bei geringen Kosten und einer bewusst einfachen Konstruktion. Langfristig soll WALTI den grossflächigen Einsatz autonomer Profilier-Systeme in Seen ermöglichen, insbesondere in abgelegenen Alpenseen, deren regelmässige Überwachung aufgrund ihrer schwierigen Zugänglichkeit bislang nur mit hohem Aufwand möglich ist.