Tauchroboter auf den Spuren des KlimawandelsTUHH und Uni erforschen gemeinsam Verhaltensmuster bedrohter Fischarten

21. Februar 2020, von Franziska Schmied, TUHH

Foto: TUHH/Schmied

Der Klimawandel verändert Lebensbedingungen von Tierpopulationen drastisch. Insbesondere bedrohte Fischarten leiden unter Hitzewellen und sauerstoffarmen Bereichen unter Wasser. Um die konkreten Folgen des Klimawandels auf Fische zu erfassen, untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts smartPORT an der Technischen Universität Hamburg (TUHH) gemeinsam mit der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW, antragstellende Hochschule) sowie der Universität Hamburg (UHH) das Verhaltensmuster von Fischschwärmen mit Hilfe von autonomen Tauchrobotern. Die Behörde für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung (BWFG) fördert das interdisziplinäre Verbundprojekt „Autonome Tauchroboter-gestützte Beobachtung von Fischschwärmen“ im Rahmen der Landesforschungsförderung Hamburg mit 1,25 Millionen Euro auf bis zu dreieinhalb Jahre.

Die Temperatur der Weltmeere steigt stetig. Während der Temperaturdurchschnitt der weltweiten Meeresoberflächentemperatur im Jahr 1980 bei minus 0.04 Grad lag, zeigen die Messungen 2018 bereits einen Wert von plus 0.66 Grad Celsius. Neueste Studien geben an, dass in den letzten Jahrzehnten die Erwärmung zu einem Verlust an Fischereiertrag von bis zu 35 Prozent geführt hat. Prognosen zeigen, dass die Biomasse der Fischpopulationen künftig mit jedem Grad Erwärmung um durchschnittlich 5 Prozent abnehmen wird. Mit diesen extremen Entwicklungen haben insbesondere bedrohte Fischarten, wie beispielsweise Kabeljau und Hering zu kämpfen. Die klimatischen Veränderungen zwingen Fischschwärme dazu ihr Migrations- und Verhaltensmuster zu verändern. Was das beispielsweise für die Futtersuche oder die Fortpflanzung der Fischarten bedeutet, wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Verbundprojekts mit Hilfe von autonomen Tauchrobotern in küstennahen Gebieten von Nord- und Ostsee erforschen.

Dazu entwickelt das Forscherteam Methoden, Konzepte und Algorithmen für kleine, kompakte und wendige Tauchroboter. Damit ist es, im Gegensatz zu herkömmlichen Untersuchungsmethoden auf Forschungsschiffen, erstmalig möglich Fischschwärme in flachen Gewässern und in Küstennähe zu beobachten. Ähnlich einer ferngesteuerten Flugdrohne, sollen die Roboter Fischschwärme unter Wasser aufspüren und begleiten. Akustische Lokalisations- und Kommunikationsverfahren ermöglichen dabei die Abstimmung der einzelnen Roboter untereinander, die dann koordiniert Messdaten über das Fischverhalten sammeln und lokal auswerten. „Unser Ziel ist es aus den gesammelten Messdaten noch unbekannte Konsequenzen des Klimawandels auf bedrohte Fischarten vorhersagen zu können“, sagt TU-Professor Bernd-Christian Renner, der für die autonome Navigation der Roboter zuständig ist. „Mit diesem Wissen können wir dann Handlungsempfehlungen für konkreten Klimaschutz geben“.

Mit der Landesforschungsförderung hat die BWFG 18 neue Forschungsvorhaben bewilligt. Ziel ist es die Zusammenarbeit verschiedener Forschungseinrichtungen im Raum Hamburg zu unterstützen, um zukunftsweisende Forschungsergebnisse zu erzielen. Jedes Projekt erhält eine Förderung von maximal 1,8 Millionen Euro. Das Gesamtfördervolumen beträgt rund 23,3 Millionen Euro bei einer Laufzeit von 3,5 Jahren. Zusätzlich werden im Rahmen der Landesforschungsförderung vier neue Zukunftscluster – sogenannte „HamburgX-Projekte“ – mit insgesamt 12 Millionen Euro bis 2022 gefördert. Insgesamt erhält Hamburgs Wissenschaft somit 35,3 Millionen Euro für 22 Forschungsvorhaben.