Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

Für diese wichtigen Prozess-Studien benötigen wir Informationen über viele weitere Parameter,
– zum Erklären des Temperaturprofils z.B. auch solche über die Art und Menge von Spurengasen
in der Atmosphäre, die solare und terrestrische Strahlung und Winde. Generell gilt, daß je
mehr Parameter wir gleichzeitig und im gleichen Volumen messen, umso präziser können unsere
Aussagen über die wirkenden Prozesse werden.
Die Konzentration wirklich vieler Boden-Meßgeräte an dem einen Standort ALOMAR, der
darüber hinaus auch noch nahe an einem Raketenstartplatz liegt, ermöglicht es den am ALOMAR-
Projekt beteiligten Wissenschaftlern,
(a) mehrere wichtige Parameter der mittleren Atmosphäre gleichzeitig und im gleichen Volumen
messen zu können (Beispiele sind Temperatur, Windvektor und -scherung, Turbulenzstärke,
Wasserdamp-Druck, Eisteilchen und -gehalt, Elektronendichte u.a.),
(b) die Untersuchungen über einen großen Bereich in Orts- und Zeitauflösung durchführen zu
können (Meter bis Hunderte von Kilometern und Bruchteile von Sekunden bis zu Jahrzehnten)
und
(c) wichtige Parameter, wie z.B. Temperatur und Wind, mit mehreren, aber unterschiedlichen
Methoden messen zu können, womit eine objektive Kontrolle der Messgenauigkeit
ermöglicht wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß gerade in Höhen oberhalb 50 km viele dieser Parameter
eine große zeitliche Variabilität aufweisen, so daß eine einmalige oder kurzzeitige Beobachtung
nur eine begrenzte Aussagekraft besitzt. Es bedarf vielfach wiederholter Beobachtungen, um
einerseits die wahren klimatologischen Mittelwerte und andererseits deren natürliche Variabilität
zu quantifizieren.
ERREICHTES: Das mit der Kombination ALOMAR und ARR realisierte Konzept, an einem
Standort viele leistungsfähige Fernmess- und in situ- Messgeräte gleichzeitig betreiben zu
können, hat uns bereits sehr interessante neue Ergebnisse beschert. Beispiele dafür sind Erkenntnisse
darüber, (a) wie Eisteilchen im Höhenbereich 82 bis 90 km einerseits zu breiten Schichten
von Radar-Echos, andererseits gleichzeitig zu schmalen Schichten sichtbarer Wolken (den
,,NLC”) führen können (siehe Kap. 12), (b) Einfluß atmosphärischer Wellen auf Temperaturen
und Winde in der mittleren Atmosphäre (Kap. 18). (c) welcher Zusammenhang zwischen dem
Auftreten von Turbulenzschichten und dem Entstehen starker Radar-Echoes (den ,,PMSE”) im
Höhenbereich um 85 km Höhe besteht (siehe Kap. 19, 31), (d) wie globale Zirkulations-Modelle
für eine möglichst realistische Beschreibung der in der Arktis herrschenden Bedingungen zu verbessern
sind (siehe Kap. 20, 33), oder (e) Validierung von Temperaturen in 90 km Höhe, die
mittels Meteorradars gewonnen werden, durch Lidarmessungen (Kap. 35).
Darüber hinaus bedeutet die Nähe der ALOMAR Lidar- und Radargeräte zum Raketenstartplatz
einen weltweit einzigartigen und immensen Vorteil für die Durchführung von wissenschaftlichen
Experimenten mit Höhenforschungsraketen. Denn viele interessante atmosphärische
Phänomene sind von transienter Natur, also keineswegs dauernd vorhanden. Parallel laufende
Fernmessungen der ALOMAR Lidars und/oder Radars können uns nun aber direkt (in Echtzeit)
darüber informieren, ob die zu untersuchenden geophysikalischen Bedingungen in Höhen
oberhalb von 80 km (z.B. Anwesenheit dünner Wolken oder interessante Typen von Radar-
Echoes) wirklich vorliegen. Durch diese Kooperation wurde die ,,Treffsicherheit” der von der
ARR gestarteten Raketen für das Untersuchen spezieller atmosphärischer Phänomene nahezu
100%. Diesen Vorteil haben auch japanische Wissenschaftler und die amerikanische NASA
erkannt und genutzt. Letztere hat aus diesem Grund im Juli 2002 ihre große Raketenkampagne
MaCWAVE mit 27 Raketenstarts auf der ARR durchgeführt, die der Untersuchung der Anregung
und Ausbreitung atmosphärischer Wellen im Höhenbereich von 35 bis 100 km diente (siehe
Kap. 18).
Zum Abschluss dürfen wir mit Freude darauf hinweisen, daß auch die EU in den vergangenen
Jahren auf das Forschungspotential von ALOMAR aufmerksam geworden ist und die Nutzung
der dort installierten Instrumente durch auswärtige Wissenschaftler mit substantiellen Summen
unterstützt hat.
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