Martin VisbeckMartin VisbeckLeibniz-Institut fLeibniz-Institut füür Meereswissenschaftenr Meereswissenschaften

IFM-GEOMAR, KielIFM-GEOMAR, Kiel

in Zusammenarbeit mit :in Zusammenarbeit mit :

JJürgen Fischer (IFM-GEOMAR)ürgen Fischer (IFM-GEOMAR),,Hartmut Heinrich und Birgit Klein (BSH),Hartmut Heinrich und Birgit Klein (BSH),Detlef Detlef Quadfasel Quadfasel (ZMAW), Olaf B(ZMAW), Olaf Böbel (AWI)öbel (AWI)

Der Deutsche Argo Beitrag

Argo: “Echtzeitbeobachtungen desGlobalen Oberen Ozeans”

Ocean Observing SystemsOcean Observing Systems

Why do WE need a large scale oceanWhy do WE need a large scale oceanobserving system?observing system?

• Improve our understanding of the time varyinglarge scale ocean circulation.

• Provide real time estimates of the ocean state for alarge range of applications.

• Initial condition for interannual - decadal predictions(including the ecosystem).

• Improve the performance of ocean and climate models(model - data comparison).

Ocean Observing SystemsOcean Observing Systems

GoalGoal• Observe the ocean in a cost effective

mannerObjectivesObjectives• Versatile platforms• Novel Sensors• Improved Communication• System integration and optimization

Networks of sustainedNetworks of sustainedGlobal Ocean ObservationsGlobal Ocean Observations

Planned time seriesobservationsunder OceanSITES(Co-Chairs U.Send, R.Weller)

Argo Project with the goal of 3000 profiling floats sustained

The scientific communityneeds to be a strongpartner in GEO to buildand sustain a

Global EnvironmentalObserving System ofSystems (GEOSS)

Commercial ShipsCommercial Ships(of opportunity)(of opportunity)

• Container ships

• regular routing

• „Autonomous Messurements“

• XBT

• TSG

• ADCP

• pCO2

Ship observations 2005Ship observations 2005

Surface DrifterSurface Drifter

SST

SSS

Wind

Currents

Surface Observations Network

Example of March 2006

ARGO -- a global networkARGO -- a global networkof profiling floatsof profiling floats

150 German floats

Mostly funded byBMBF in a“pilot phase”

Verbundvorhaben Deutsches ARGOBMBF Projekt 2004-2007

Zentrum für Marine undAtmosphärische Wissenschaften,

Hamburg

ARGO International

AST-8 Meeting hosted by the IOC in Paris,March 7-9, 2007.

Euro-Argo Meeting im Januar 2007 in Brest

Wichtige Ereignisse im Jahr 2007:

1. Nov. 2007 3000 Argo Floats aktiv

„Das Ende vom Anfang von Argo“

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

ARGO profiling float network

March 2005 March 2006

Evolution towards 3000 floats sustained

Internationales ARGO

Evolution der jährlichenAuslegungen von Argo Floatsaufgeschlüsselt nach Ozeanen /Regionen. Kontinuierlichansteigende Zahl vonausgelegten Floats bis 2005 undKonsolidierung auf hohemNiveau für den Atlantik undPazifik.

Bei 800 Floats pro Jahr, die nachgefüttert800 Floats pro Jahr, die nachgefüttert werdenmüssen, sollten die Deployments international gegen2007 wieder etwas zunehmen, damit das Arrayerhalten bleibt.

9301000850 560

Internationales ARGO

Beiträge zu Argo aufnationaler Basis.

Größte Beiträge von USA(1/2 des Netzwerks) undJapan.

Deutschland leistetBeiträge in der gleichenZahl wie Frankreich,Australien, Kanada, UK,Indien und Korea.

Internationales ARGO

Entwicklung des Netzwerkes bis Herbst 2007. Abflachen der Kurve imJahr 2007, aber noch Wachstum. Das deutet darauf hin, das derAlterszustand des Netzwerkes noch „jung“ ist.

Steiler Anstieg wegen Argo – 3000.

Internationales ARGO

‘‘Gesundheitszustand‘‘ des Argo Netzwerks (aktuell). TropischerAtlantik relativ gesund, aber mit beginnenden Lücken. WestlicherSüdatlantik mit geringer Floatdichte und relativ alt. SubpolarerNordatlantik mit relativ vielen ‘‘alten‘‘ Floats aber hoher Floatdichte.Dies muss bei zukünftigen Auslegungen berücksichtigt werden.

Internationales ARGO

‘‘Gesundheitszustand‘‘ des Argo Netzwerks (aktuell) in 3x3° Feldern;da sieht man die Problemzonen noch etwas besser. Herausforderungfür die Zukunft!!!

Argo als EU Beitrag

Euro Argo

Kurze Historie:

-- 2005 Vorbereitende Gespräche in Venedig (F, UK, D)

-- März 2006 ESFRI Roadmap hearing in Brüssel

-- Oktober 2006 -- Euro Argo in der Rodmap

-- Januar 2007 Antragsentwurf und Diskussion in Brest

-- Februar 2007 Vorstellung und Diskussion in Brüssel

-- 30. April 2007 Antrag eingereicht

-- Juli 2007 Begutachtung und Bewertung (positiv)(Kostenreduktion von 4 auf 3 Mio€)

-- Jan. 2008 Kick Off meeting

Euro Argo

USOFUSOF/University of Sofia, Bulgaria15

IOPASIOPAS/Institute of Oceanology PolishAcademy of Sciences

14

HCMRHCMR/Hellenic Centre for Marine Research13

FFCULFFCUL/Fundacao da Faculdade de Cienciasda Universidade de Lisboa

12

SHOMSHOM/Service Hydrographique etOcéanographique de la Marine

11

IMRIMR/Institute of Marine Research (Norw.)10

MIMI/Marine Institute (Irland)09

OGSOGS/Istituto Nazionale di Oceanografia e diGeofisica Sperimentale

08

IEOIEO/Instituto Español de Oceanografia07

KNMIKNMI/Royal Netherlands MeteorologicalInstitute

06

UKMOUKMO/Met Office05

NERCNERC/Natural Environment ResearchCouncil

04

KDMKDM/ Konsortium DeutscheMeeresforschung

03

BSHBSH/Federal Maritime and HydrographicAgency

02

IfremerIfremer/Institut Français de Recherche pourl’Exploitation de la Mer

01(coor-dinator)

Beneficiaryshort name

PartnerBenefi-ciary N°

AWI

IFM-GEOMAR

ZMAW

Diese Mitglieder schließen

Einen Vertrag mit dem KDM

Argo als EU Beitrag

EuroArgo

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 FloatsPro Jahr bereitgestellt. –Es fehlen also etwa 100 F/Y)

a) Euro Argo versucht mehr Partnerstaaten zu gewinnenb) Die EU hilft über GMES

RTD—FocusBi-direktionale Übertragung mit Iridium

Ice sensing – Floats in zeitweilig eisbedeckten Regionen

O2-Sensoren – nicht Teil der RTD

Outreach: Fokus auf User-Groups und Ausbildung

ARGO profiling float network

Im küstennahen Bereich nichtoptimal, da die Profiler mit derStrömung driften

• Profilieren die oberen 1000m

• Kommunikation in Echtzeit

• Standzeit bis zu 6 Monten

• Viele elektrische Sensoren

Autonome Ozean-GleiterAutonome Ozean-Gleiter

• Dauereinsatz vonSPRAY Gleiter übermehr als 3 Monte

• Hat 2300 kmStrecke zurückgelegt

• 3W (Taschenlampe)

Erster EuropErster Europäischeräischer Gleiter Gleiter

Density (from T&S) Chlorophyl - A (fluor.)

Ocean ObservatoriesOcean Observatories

Full IFM-GEOMAR operatedIn part IFM-GEOMAR operatedPlanned for 2006

Moored observatoriesoperated by IFM-GEMARscientists in the Atlantic

Observed Temperature Change in theObserved Temperature Change in theSubpolar Subpolar North AtlanticNorth Atlantic

Time-series for 1996 to 2003 of ocean temperatures in the Labrador Sea.Time-series for 1996 to 2003 of ocean temperatures in the Labrador Sea. (from (frommoorings IFM-GEOMAR)moorings IFM-GEOMAR)

Heat content changeHeat content change

Upper 750m of heat content change withUpper 750m of heat content change withthe additionthe addition of global Argo Dataof global Argo Data(Lyman et al., 2006)(Lyman et al., 2006)

„Alarming“ MOC change at 25°N

Slowing (30%) of the Atlantic meridionaloverturning circulation at 25°N, Bryden etal. (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. 1.3-1.4 PW (1957, 1981, 1992)

northward heat transport ca. 1.1 PW (1998, 2004)

Is the MOC weakening already underway?

Drijfhout & Hazeleger

Ensemble of Climate Model hind/forecasts

Drijfhout & Hazeleger

Drijfhout & Hazeleger

Deep Water Deep Water Export Grand BanksExport Grand Banks

Schott and Fischer (2006)

Stable flowspeed over thelast 12 years

Oxygen measurements from floatsOxygen measurements from floats

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

290 295 300 305 310 315 320 325

Oxygen (mmol m-3

)

Pre

ssure

(dbar)

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.

ARGO TROPAT -- OMZ

On the water supply to theoxygen minimum zone in theeastern tropical North Atlantic(im Druck)Lothar Stramma, P. Brandt, J. Schafstall,F.Schott, J. Fischer and A. Körtzinger

Fragen: Respiration vs.Ventilation;VersorgungspfadeVermischung etc.

COCO22-Aufnahme -Aufnahme im Ozeanim Ozean

Aufnahme von anthropogenem CO2 im globalen Ozean 1985-1995 (Sabine et al. 2004)

ARGO Zukunft

EU-ARGO wird helfen auch den Europäischen Beitraglangfristig zu sichern.

Ausweiten der Messgrößen (Temperatur und Salzgehalt)auf Sauerstoff(EU-Projektantrag in Vorbereitung, MODENA)

- BSH geht davon aus ~ 40 floats pro Jahr auszusetzen

Deutscher Beitrag zu ARGO vom BMVBS „gesichert“:

OceanObs09 (September 2009, ESA Hauptsponsor)

Internationale Konferenz zur Verstetigung vonOzeanbeobachtungs-Systemen

www.oceanobs09.net

Internationales ARGO

Internationales ARGO

Großer Kreis von operationellen Nutzern des globalen Argo Netzwerks füreine Vielzahl von Anwendungen.

Climate Service - Climate Research

Products Assessments, Predictions, Scenarios

SynthesisStatistical, Reanalysis, Multi-Model

ObservationsIn-Situ, Proxy,

Remote Sensing

ModelsSimple - Complex

Numerical

PoliciesDecisionsActions