ANT-XXVI/4, Wochenbericht Nr. 6
Abb. 1: K. Lonitz im Dienst bei der Messung der optischen Dicke mit dem Sonnenphotometer. (Foto: T. Hanschmann)
11. Mai - 17. Mai 2010
Am frühen Morgen des 17. Mai: Die Polarstern erreicht – nach 40 Seetagen, 15.000 Kilometern, 35 Stationen, einigen Tausend Kubikmetern filtrierter Luft, 10.000 Litern Wasserschöpferproben, weit über 1.000.000 Litern Meerwasser, die in Durchflussgeräten vermessenen wurden, und ungezählten weiteren statistischen Ereignissen – pünktlich ihren Liegeplatz in Bremerhaven. Die letzte Woche der Reise war mit dem Hafenbesuch in Las Palmas auf Gran Canaria eingeläutet worden. Nur wenige Stunden verweilte die Polarstern an der Pier, um eine achtköpfige Gruppe von Fahrtteilnehmern an Bord zu nehmen. Mit besonderem Interesse war die achtjährige Katja, die mit ihrer Mutter Ute Lange und Claudia Klages als persönlicher AWI-Betreuung an Bord kam, erwartet worden. Katja hatte die Teilnahme an der Reise über die Aktion „Expeditionspass“ gewonnen, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Wissenschaftsjahr 2009 veranstaltet hatte. Ihr standen fortan alle Türen auf dem Schiff offen, damit sie mit einem gefüllten Tagebuch und spannenden Geschichten für ihre Mitschüler nach Hause kommen würde. Mit Gerlind Rüve, einer Referentin des Wissenschaftsrates in Köln, war eine nicht minder interessierte Teilnehmerin einer Einladung durch Frau Professor Karin Lochte, Direktorin des Alfred-Wegener-Instituts, gefolgt. Gut eine Woche lang konnte sie sich mit den wissenschaftlichen Facetten dieser Reise aber auch mit den logistischen und organisatorischen Seiten der Meeresforschung vertraut machen.
Abb. 2: T. Kanitz steigt dem OCEANET-Atmosphärencontainer auf‘s Dach. (Foto: A. Körtzinger)
Neben der Wiederaufnahme des längst im Routinebetrieb laufenden Stationsbetriebes stand eine wichtige Geräteerprobung auf dem Programm. Saad El-Naggar und Peter Gerchow vom AWI, die in Las Palmas eigens zur Durchführung der Tests an Bord gekommen waren, konnten am 10. Mai erfolgreich das fest im Schiffsrumpf eingebaute Posidonia-System zur Unterwasserortung akustischer Ziele testen. Nachdem dieses in der Vergangenheit wiederholt Kopfschmerzen bereitet hatte, war damit endlich eine dauerhafte Lösung in Griffweite gekommen.
Meinen 6. und letzten Wochenbericht möchte ich der Atmosphären-Arbeitsgruppe des Leipziger Instituts für Troposphärenforschung (Thomas Kanitz, Timo Hanschmann) und des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie (Katrin Lonitz) widmen. Diese setzt eine Vielzahl von Instrumenten zur Fernerkundung atmosphärischer Eigenschaften ein. Ein Beispiel ist das Sonnenphotometer zur Bestimmung der optischen Dicke der Atmosphäre (Abb. 1). Diese ist ein sonnenstandsunabhängiges Maß für die Transmissivität der Atmosphäre mit dem vor allem die Befrachtung mit Aerosolen bestimmt werden kann. Das tragbare Handgerät kann nur bei direktem Sonnenlicht eingesetzt werden – eine angenehme Arbeitsvoraussetzung, die auf unserer Reise sehr oft erfüllt wurde. Zwischen 8°N und 11°N gaben deutlich erhöhte Aerosol-optische Dicken einen klaren Hinweis auf ein Saharastaubereignis, das sich in den Modellprognosen bereits eine Tage zuvor angekündigt hatte.
Abb. 3: Der OCEANET-Atmosphärencontainer auf dem Peildeck der Polarstern unter spektakulärer Mammatus-Bewölkung. (Foto: T. Kanitz)
Herzstück der Messungen der Arbeitsgruppe ist der OCEANET-Atmosphärencontainer (Abb. 2+3), der sich auf dem vorangegangenen Polarstern-Transit bereits gut bewährt hat. Der auf dem Peildeck aufgestellte Container ist mit einer ganzen Palette von Sensoren und Instrumenten ausgestattet, die für die Fernerkundung der Atmosphäre und die Bestimmung der Energiebilanz an der Meeresoberfläche bestimmt sind. Das mobile Raman-LIDAR Polly-XT des IfT Leipzig sendet einen hellen grünen Laserstrahl aus, der bis in eine Höhe von 20 Kilometern die Reflexion durch Aerosolpartikel messen kann. Dabei liefert das bei fünf Wellenlängen arbeitende LIDAR-System auch Aussagen zur Größe und Eigenschaft der reflektierenden Partikel. Das bereits mit dem Sonnenphotometer beobachtete Staubereignis bildete sich in den LIDAR-Daten als prägnante Staubschicht zwischen 1000 und 4000 Metern Höhe ab. Selbst feine Strukturen, wie eine eingeschobene staubfreie Schicht in ca. 2000 Metern Höhe, waren klar erkennbar.
Doch nicht nur Staub treibt die Arbeitsgruppe um. So werden zur Schließung der Energiebilanz an der Wasseroberfläche ein ganze Reihe weiterer Messungen durchgeführt. Pyranometer und Pyrgeometer liefern Messungen der solaren und thermischen Einstrahlung. Eine automatische Wolkenkamera, die alle 15 Sekunden den gesamten Himmel rundum bis zum Horizont erfasst, erlaubt die Bestimmung von Wolkenbedeckung und Wolkentyp. Neben Standardsensoren der Meteorologie ist auch ein Mikrowellen-Radiometer im OCEANET-Container untergebracht. Dieses liefert ständig Vertikalprofile von Temperatur und Feuchte, wie sie sonst nur mit Wetterballons erfasst werden können. Die gleichzeitige Bestimmung von Flüssigwasser in der Atmosphäre trägt wesentlich zur Schließung der Energiebilanz bei. Doch trotz all dieser hochmodernen Instrumentierung gibt es kein Halten im Messcontainer, wenn die Atmosphäre spektakuläre Phänomene wie Regenbögen, Halos, wolkenbruchartigen Regen oder Mammatuswolken (Abb. 3) zu bieten hat. Es sind diese besonderen Augenblicke, die eine Seereise neben ihrer wissenschaftlichen Faszination immer wieder zu einem ganz besonderen Erlebnis machen.
In diesem Sinne bleibt mir nur, mich bei Kapitän Uwe Pahl und der gesamten Besatzung der FS Polarstern auch im Namen aller Fahrtteilnehmer herzlichst für die professionelle und dabei stets freundliche und unkomplizierte Zusammenarbeit auf dieser sehr erfolgreichen Forschungsreise zu bedanken,
Arne Körtzinger