Institutsbericht 2010/2011 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

6 Erste Ergebnisse vom Fe-Lidar auf Davis
(J. Höffner, B. Kaifler, T. Viehl, F.-J. Lübken)
Nach ca. 1,5 Jahren Vorbereitung und
3-monatigem Transport erreichte das
Fe-Lidar am 16. November 2010 Davis
(Antarktis, 69 ◦ S, 78 ◦ O). Vier Wochen
später, kurz nach Beginn der
PMSE-Saison, konnte mit Routinemessungen
begonnen werden, die bis
Oktober 2012 fortgesetzt werden sollen.
Innerhalb der ersten 14 Monate
wurden an 210 Tagen insgesamt
2400 Stunden Messungen durchgeführt.
Damit steht weltweit ein einmaliger
Datensatz der Temperatur,
Vertikalwind, Eisenschicht und stratosphärische/mesosphärische
Aerosole
in der Südhalbkugel (SH, Davis)
zur Verfügung. Ergänzt durch mehr-
Abb. 6.1: Oben: Jahresgang der Temperatur mit Höhe der
Mesopause (rote Linie), Mitte: Temperaturen in 93 km im Vergleich
zu 69 ◦ N und 78 ◦ N, Unten: Fe-Dichte
jährige PMSE/NLC-Beobachtungen
des australischen MST-Radars und
RMR-Lidars sind damit vergleichbare
Messungen zur Nordhalbkugel
(NH, Andøya) bei derselben geographischen
Breite verfügbar.
Abb. 6.1 zeigt den noch vorläufigen
Jahresgang der Temperaturen
mit der Höhe der Mesopause (rote
Kurve). Deutlich ist die Zwei-Niveau-
Mesopause mit der kalten Sommermesopause
zu erkennen. Die weiße
Konturlinie zeigt an, wo im Mittel die
Temperatur unterhalb des Frostpunktes
liegt. Anders als auf der NH zeigen
sowohl die Messungen von 2010/11
als auch 2011/12 eine Mesopause, deren
Höhe im Laufe der Sommermonate
stark variiert. Unterhalb von 90 km ist es in den Sommermonaten im Vergleich zu 69 ◦ N geringfügig
wärmer. Oberhalb von 90 km Höhe ergeben sich dagegen stärkere Unterschiede. Abb. 6.1
zeigt den Jahresgang der Temperatur in 93 km Höhe im Vergleich zu Messungen des Fe-Lidars
auf Andøya (2008/09) und Spitzbergen (2001–2003). Im Vergleich zu Andøya ist es in Davis im
Frühjahr deutlich kälter. Im November und Anfang Dezember wurden Temperaturen gemessen,
wie sie für Spitzbergen typisch sind. Mitte Dezember wird es tendenziell sogar etwas kälter als
auf Spitzbergen (78 ◦ N), wohingegen es im Januar deutlich wärmer ist. Der Übergang zum Winter
findet deutlich früher statt als auf der NH. Insgesamt ist der Verlauf nicht so kontinuierlich wie
auf der NH und die Unterschiede zwischen der NH und SH sind stark höhen- und zeitabhängig.
Wie schon seit längerem bekannt, ist die Chemie der Fe-Dichte stark abhängig von der Temperatur.
Bedingt durch den Jahresgang der Temperatur sowie chemische Prozesse nimmt die Breite
der Metallschicht im Sommer stark ab (siehe Abb. 6.1). Die maximale Dichte ändert sich dabei
nur wenig. Im Dezember allerdings verschwindet die Fe-Schicht für kurze Zeit nahezu vollständig.
Dieser Einbruch in der Dichte fällt zusammen mit den ungewöhnlich kalten Temperaturen im
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