Road Testing Ocean Artificial Upwelling

Die globale Erwärmung verstärkt die thermische Schichtung der Ozeane, mit der Folge, dass die Versorgung der lichtdurchfluteten Oberflächenschicht mit nährstoffreichem Tiefenwasser abnimmt und sich die Produktivität der Ozeane verringert. Künstlicher Auftrieb, der mit technischen Mitteln erzwungene Transport von nährstoffreichem Tiefenwasser in die Oberflächenschicht, wirkt dem entgegen. Die Abschätzung des Potenzials dieser Methode für die Bindung von CO₂ verlangt neue Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Das Projekt Test-ArtUp zielt darauf ab, den Einsatz von künstlichem Auftrieb zum Zweck der CO₂ Entfernung aus der Atmosphäre disziplinübergreifend zu untersuchen hinsichtlich der technischen Umsetzbarkeit, der Kapazität zur Aufnahme und Langzeitspeicherung von CO₂, der möglichen ökologischen Risiken, der wirtschaftlichen Vorteile und Trade-offs sowie der rechtlichen Voraussetzungen und Governance-Anforderungen.
Das Prinzip des künstlichen Auftriebs wird mittels numerischer Methoden der Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) modelliert. Dabei werden mit Rechnerhilfe Transportgleichungen für Impuls, Energie, aber auch Salinität und Nährstoffkonzentration in einem Kontinuum, dem Meerwasser, aufgestellt und gelöst. Berücksichtigt wird die tiefenabhängige Temperatur-, Dichte- und Nährstoffschichtung im Ozean. Als Ergebnis erhält man Angaben über die Konzentration von Nährstoffen in der ozeanischen Oberflächenschicht, die mit künstlichem Auftrieb erzeugt werden. Das zu entwickelnde Verfahren, das dieses Strömungsproblem löst, wird dann verwendet, um das System zur Erzeugung künstlichen Auftriebs zu optimieren.