Kommunikation schwimmender Sensoren, nur wie?

Hallo zusammen!
ich bin neu hier und starte gleich mal mit einer Frage an euch Experten!
Aber zunächst etwas Background: Ich arbeite seit kurzem an der Uni in einem Forschungsprojekt zur Ermittlung von CO2 und Methan Emissionen aus Gewässern. Dazu sollen ca.10-15 schwimmende Sensorstationen auf einem See verteilt ausgebracht werden, die mittels Solarzelle und Akku gespeist werden. Sie bleiben das ganze Jahr dort, daher muss bei der ganzen Angelegenheit der Stromverbrauch klein gehalten werden.

Die Clients (Sensoreinheiten) kommunizieren über ein Xbee S8 Modul https://www.digi.com...cs/pdfs/90002126.pdf . Sie sind als Mesh-Netzwerk auf dem Wasser unterwegs. Am Ufer steht ein Server (auch im Solarbetrieb und mit Xbee ausgestattet) der etwa 2m über dem Boden steht und die gesammelten Messwerte empfängt und über ein USB Modem weiterleitet. Die Distanzen betragen bis zu 500m.

Jetzt das Problem:
Da die Daten auch bei extrem schlechten Wetter wie zb. dichtem Nebel und starkem Regen empfangen werden sollen braucht es eine leistungsstarke Funktechnik, die bei diesen Bedingungen gut funktioniert. Erschwerend kommt hinzu, dass die Clients nur wenige Zentimeter aus dem Wasser heraus ragen (ca. 10-15 cm). Die Reflexionen der Wasseroberfläche sind auch nicht besonders förderlich.

Bisherige Erfahrungen:
Letztes Jahr waren die Clients mit 2,4 Ghz Antennen ausgestattet, was zu vielen Ausfällen geführt hat.
Dieses Jahr nutzen wir das Xbee mit 868 Mhz.

Wir überlegen ob es wohl eine leistungsfähigere Antennentechnik gibt, die für unseren Einsatz geeignet wäre.
Ein Gedanke ist auch, die Antenne nicht mehr außen anzubringen sondern innen im Deckel der Clients. Das hätte den Vorteil, dass kein Wasser durch die Wlan Antenne in die Box eindringen könnte (die Antennen die wir bisher verwenden sind für den Indoorgebrauch und absolut nicht wasserdicht). Wir haben zum beispiel an flache Antennen wie in Tablets oder Handys gedacht.

Wasserdichte Profi-Antennen sind leider viel zu teuer. Wir können nicht 100-200 Euro für eine Antenne investieren. eher ein Zehntel davon.
(höchstens die eine am Server könnte teurer, größer sein)

Habt ihr vielleicht irgendwelche Ideen? Wie würdet ihr vorgehen?
Welche Technik würdet ihr einsetzen?
Oder habt ihr ganz andere Ideen, wie Unterwasserschall?

Anbei noch ein paar Fotos!

Ich würde mich riesig freuen von euch etwas inspiriert zu werden!
Viele Grüße aus dem Norden.