Leitfähigkeits-Temperatur-Tiefen-Instrument

Ein Leitfähigkeits-, Temperatur- und Tiefenmessgerät , kurz CTD (auch Sonde , Messsonde oder Gerät genannt ), ist eine ozeanografische Sonde , die elektrische Leitfähigkeit, Temperatur und Druck misst. ^{[ 1 ]} CTD steht für Leitfähigkeit , Temperatur und Tiefe , wobei der Druck eng mit der Tiefe und die elektrische Leitfähigkeit mit dem Salzgehalt korreliert .

Eine CTD-Sonde kann in eine Anordnung von Niskin-Flaschen, die als Karussell oder Rosette bezeichnet wird , integriert werden . Die Probenahmeflaschen schließen sich bei vordefinierten Tiefen, entweder manuell oder computergesteuert, und die Wasserproben können anschließend auf biologische und chemische Parameter analysiert werden.

Ein CTD kann auch zur Kalibrierung von Sensoren verwendet werden.

Das Gerät besteht aus mehreren Sensoren, die Leitfähigkeit, Temperatur und Druck messen. Die Sensoren scannen üblicherweise mit einer Frequenz von 24 Hz. Tiefenmessungen werden aus der Messung des hydrostatischen Drucks abgeleitet , der Salzgehalt aus der elektrischen Leitfähigkeit . ^{[ 2 ]} Die Sensoren sind in einem Metall- oder Harzgehäuse angeordnet. Das verwendete Material bestimmt die maximale Tauchtiefe des CTD-Geräts. Titangehäuse ermöglichen Probenahmen in Tiefen von über 10.500 Metern. ^{[ 3 ]} Dem Sensorcluster können weitere Sensoren hinzugefügt werden, darunter solche zur Messung chemischer oder biologischer Parameter wie gelöster Sauerstoff und Chlorophyllfluoreszenz . Letztere gibt Aufschluss über die Konzentration mikroskopisch kleiner, photosynthetischer Organismen ( Phytoplankton ) im Wasser.

Die Rosette wird vom Deck eines Forschungsschiffs aus eingesetzt. Das Instrument wird im sogenannten Abstieg bis zu einer bestimmten Tiefe oder bis wenige Meter über den Meeresboden abgesenkt, üblicherweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,5 m/s. Meistens ist ein Leitungskabel am CTD-Rahmen befestigt, das die CTD mit einem Bordcomputer verbindet und das sofortige Hochladen und die Echtzeit-Visualisierung der gesammelten Daten auf dem Bildschirm ermöglicht. Das Wassersäulenprofil des Abstiegs dient oft dazu, die Tiefen zu bestimmen, in denen die Rosette auf ihrem Rückweg zur Oberfläche (dem Aufstieg) gestoppt wird, um die Wasserproben mit den angebrachten Flaschen zu entnehmen.

Das CTD-System wurde von Neil Brown bei der CSIRO- Abteilung für Meeresforschung entwickelt. Aufgrund mangelnden Interesses seitens des Managements wechselte Brown zur Woods Hole Oceanographic Institution. Das CTD-System überwand die Einschränkungen eines früheren, ähnlichen Systems, das ebenfalls von Brown entwickelt worden war und als STD bezeichnet wurde. Diese Verbesserung wurde durch die höhere Zuverlässigkeit und die gesunkenen Kosten der Computertechnologie ermöglicht. ^{[ 4 ]} Zuvor war der mechanische Bathythermograph (MBT) Standard.

Der Vorteil von CTD-Sondierungen liegt in der Gewinnung hochauflösender Daten. Die Einschränkung besteht darin, dass jeweils nur ein Punkt im Raum (die Messstelle) beprobt werden kann und zahlreiche, kostspielige und zeitaufwändige Messungen erforderlich sind, um ein umfassendes Bild des betreffenden Meeresökosystems zu erhalten. Mithilfe der bei CTD-Sondierungen gewonnenen Informationen können Wissenschaftler jedoch untersuchen, wie physikalische Parameter beispielsweise mit der beobachteten Verbreitung und Variabilität von Meeresorganismen zusammenhängen. Dadurch vertiefen sie ihr Verständnis der Prozesse, die das Leben im Meer bestimmen.

• Ein Video einer CTD-Sonde der National Oceanic and Atmospheric Administration , die im Atlantischen Ozean eingesetzt wird

• Baker DJ 1981 „ Ozeaninstrumente und Versuchsplanung “ Kapitel 14, S. 416–418
• Pickard, George L. und William J. Emery: „Descriptive Physical Oceanography, An introduction“, 5. Aufl., Butterworth-Heineman ( Elsevier Science ): 1990
• Moderne ozeanographische CTD-Systeme
• Geschichte der Entwicklung von CTD-Systemen