Oberflächenfilme

Oberflächenfilme sind dünne Schichten von Materie auf der Meeresoberfläche. Diese können natürlichen Ursprungs sein, beispielsweise durch Algenblüten produziertes organisches Material, oder künstlichen Ursprungs. Aus der Schifffahrt stammendes, durch Bohrungen oder natürlich austretendes Öl steht aufgrund der Häufigkeit und des ökologischen Einflusses im Mittelpunkt der Forschung. Sehr dünne Schichten, die nur wenige Molekülschichten dick sind, haben so gut wie keinen Effekt auf die von den Gewässern emittierte Strahlung, da diese durch die Schicht ungehindert hindurchtritt. Dickere Schichten verringern jedoch signifikant die thermalen Emissionen der Oberfläche, selbst wenn die Temperatur der Oberfläche die gleiche wie ohne Film wäre. Es gibt allerdings auch entgegengesetzte Effekte. Die Ölfilme verringern die durch Wind angetriebene Durchmischung, zusätzlich absorbieren sie Solarstrahlung effektiv, wodurch sich die Temperatur und damit die Emissionen wieder erhöhen.

Öldetektion

Bei der Detektion maritimer Ölverschmutzungen kommt eine große Bandbreite an Fernerkundungssensoren zum Einsatz. Aufgrund der großen räumlichen Abdeckung, Licht- und Bewölkungsunabhängigkeit bilden meist SAR-Systeme die Grundlage maritimer Ölerkennung. Kapillarwellen werden durch Ölfilme abgedämpft und die Oberfläche geglättet. Die Rückstreuung von Radarstrahlen wird massiv verringert, so dass Ölfilme im Radarbild als dunkle Flecken erscheinen (Bild links: Envisat ASAR). Bei geignetem Sonnenstand können auch optische Sensoren Aufschluss über Ölverschmutzungen geben (Bild rechts: Envisat MERIS).

Eine Linksammlung mit weiterführenden Informationen zum Unglück im Golf von Mexico finden Sie auf den Seiten des Havariekommandos.

Ölverschmutzung im Golf von Mexico, ausgelöst durch Explosion der Ölplattform "Deepwater Horizon" am 22.04.2010.
Links: Envisat ASAR - Aufnahme vom 02.05.2010; rechts: Envisat MERIS vom 29.04.2010.
(Quelle: ESA)

Durch Einsatz von Flugzeugen mit einer Kombination spezieller Sensoren (SLAR, IR/UV Scanner, MWR, LFS, IR-Kameras; siehe Link) können die Sichtungen verifiziert, sowie Art der Verschmutzung und Schichtdicke näher bestimmt werden.

  

Links: Ölsuchflugzeuge des Bundes. Mitte: Mess-Beispiel eines 5-Kubikmeter-Rohölfeldes: Infrarot/Ultraviolett Sensor (IR/UV) zur Bestimmung der Fläche, Mikrowellen-Radiometer (MWR) zur Bestimmung der Schichtdicke (hier max. 1.8mm - schwarz). Rechts: Mess-Beispiel einer Schiffs-Ölspur: IR (gelb), UV (rot) und Laser-Fluoreszenz-Sensor (LFS).  (Quelle: BfG)