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ALEXIA

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Analysis Linking Arctic Methane, Carbon ReleasE, Heat FluXes and Sea Ice from Local to Sub-Regional Scales by Airborne Measurements

ALEXIA

In den arktischen Gebieten schreitet der Klimawandel schneller voran als in den niedrigeren Breiten (bsp. Europa). Wissenschaftlich wird dieses Phänomen „Arctic Amplification“ bezeichnet, charakterisiert durch eine stärker steigende Oberflächentemperatur verglichen mit dem globalen Mittel. Diese steigende Oberflächentemperatur resultiert aus einem komplexen System, das unter anderem die  physikalischen und chemischen Interaktionen der aus  Meereis und Meerwasser bestehenden Oberfläche mit der Atmosphäre umfasst.
Der vom Institut für Flugführung überarbeitete HELiPOD ist eine Helikopterschleppsonde, welche auf der internationalen Forschungsexpedition  MOSAiC eigesetzt wurde. Ziel des Einsatzes war genau diese Wechselwirkungen zwischen Oberfläche und Atmosphäre zu beobachten. Als  Helikopterschleppsonde benötigt der HELiPOD keine Luftfahrtzulassung.

Der HELiPOD ist im Wesentlichen in 4 Kategorien an Messtechnik zu unterteilen:

Basismeteorologie

Mittels komplementärer  Messungen von Temperatur und Feuchte, sowie der Messung des Windes erlaubt dieses Messkompartiment eine Bestimmung von Feuchte und Temperaturflüssen von der Oberfläche in die Atmosphäre.

Aerosolmessungen

Dieses Kompartiment charakterisiert die Aerosol Eigenschaften, wie Größenverteilung und Konzentrationen pro Größenklasse. Aerosolneubildungsevents und Verteilung von Aerosolen in der Atmosphäre sind ua. Ziel der Auswertung dieses Messkompartimentes.

Spurengasmessungen

Mittels optischer Messungen zweier LICOR Systeme wird die Methan- und Kohlenstoffkonzentration gemessen. Zusätzlich wird die Ozonkonzentration gemessen.  Die Messungen dieses Kompartimentes erlauben zum einen das Monitoren der Spurengaskonzentrationen, aber auch die Detektion von besonders Spurengas emittierenden Punkten entlang der Flugstrecke.

Fernerkundung

Die Sensoren des Fernerkundungskompartimentes dokumentieren Eigenschaften des überflogenen Untergrundes. So zum Beispiel die Oberflächenbeschaffenheit mittels eines Laserscanners, redundant die einfallende und ausgehende lang- und kurzwellige Strahlung mit Pyranometern und Pyrgeometer. Außerdem befinden sich gen Himmel und gen Boden schauende 360 ° Kameras am HELiPOD, und Kameras die nur Richtung Untergrund ausgerichtet sind und Bilder im infraroten und sichtbaren Bereich aufnehmen.

Alle Kategorien lassen sich für die Untersuchung der Oberflächen – Atmosphären Interaktion  in der Gesamtheit oder einzeln untereinander verbinden. So können durch die Kombination der Basismeteorologie und der Fernerkundung Unterschiede in den Wärme- und Feuchteflüssen abhängig von den Oberflächeneigenschaften (Albedo, Oberflächenrauhigkeit,…) untersucht werden. Die Kombination aus Basismeteorologie und Spurengasmessungen ermöglicht die Bestimmung von Methan- und Kohlenstoffdioxidflüssen.
Das ALEXIA Projekt nutzt die Daten der Helikopterschleppsonde HELiPOD zur Bestimmung der Feuchte- und Wärmeflüsse in Abhängigkeit der Oberflächeneigenschaften.

Teil der MOSAiC-Expedition
MOSAiC Logo
Projekt ALEXIA
Kooperationspartner GeoForschungsZentrum Potsdam
  Institut für Flugführung (IFF)
Förderinstitution Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Förderkennzeichen LA 2907/11-1
Ansprechpartner Dr. Astrid Lampert
  Magnus Ole Asmussen
  Torsten Sachs (GFZ)
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