Forschungsprojekte an der deutsch-französischen Forschungsbasis
Atmosphärenforschung
Meteorologische Messungen
Permafrost
Geophysik
Meeresbiologie
Terrestrische Biologie
Die Forschung an der Plattform aus den Stationen Koldewey, Rabot und Corbel deckt ein großes Gebiet der modernen Polarforschung ab. Projekte aus den Bereichen Atmosphärenforschung, marine und terrestrische Biologie, Kryosphärenforschung und anderes werden in langfristigen, d.h. über mehrere Jahre angelegten, oder kurzfristigen, mit wenigen an der Plattform verbundenen Aufenthalten, Laufzeiten an den Stationen beherbergt.
Methodisch kommt dabei ein breites Spektrum an stationären Techniken und Exkursionen und Expeditionen ins Feld zum Einsatz. Atmosphärische Dauermessungen, Tauchgänge im Fjord, Aufstiege auf Gletscher, Installationen im Permafrostboden oder Aufstiege von großen Forschungsballonen sind die prominenten Beispiele.
Hier detailierte Projektbeschreibungen (in Englisch).
Lidar-"Strahl" und Polarlichter mit der Kuppel des Observatoriums
Atmosphärenforschung
Auffälligster Bestandteil der Forschungsplattform ist das Observatoriumsgebäude, das im Jahr 1995 speziell für die Messinstrumente des Netzwerks zur Erkennung stratosphärischer Veränderung (NDACC - Network for the Detection of Atmospheric Composition Change) in Betrieb genommen wurde. Mittlerweile beherbergt das Observatorium auch eine Reihe weiterer Messinstrumente, die nicht Bestandteil des NDACC sind.
Erzeugung des Lichtpulses durch einen leistungsfähigen Nd:YAG-Laser
Das NDACC-Instrumentarium beinhaltet verschiedene atmosphärische Messinstrumente:
Das LIDAR ist ein "Light detection and Ranging"-Instrument. Ähnlich zur Funktionsweise des Radar, wird ein kurzer Lichtpuls nach oben gesendet, der mit den verschiedenen Bestandteilen der Atmosphäre wechselwirkt und - je nach Höhe - nach unterschiedlicher Laufzeit - zurückgeschickt wirkt. Am Boden wird der Lichtpuls wieder aufgefangen. Durch geeignete Verfahren lässt sich aus den empfangenen Signalen ein Höhenprofil verschiedener atmosphärischer Bestandteile (z.B. Ozon, Wasserdampf, Aersole) ableiten.
Mit der Sonne bzw. dem Mond als Lichtquelle kann das hochauflösende FTIR-Spektrometer 20-30 Gase in der Atmosphäre gleichzeitig erfassen. Es wird bei dieser Methode der Effekt genutzt, dass Spurengase einen Teil des Lichts absorbieren. So können Säulendichten atmosphärischer Spurengase wie Ozon, HCl, HF, NO2, HNO3, ClONO2, FCKWs etc. bestimmt werden.
Wartungsarbeiten am Radiometer
Das RAM (Radiometer für atmosphärenphysikalische Messungen), das in Zusammenarbeit mit der Universität Bremen betrieben wird, wird zur Messung von Ozon, Chlormonoxid und Wasserdampf eingesetzt. Das Messverfahren beruht auf der Messung thermisch angeregter Rotationsübergänge der Moleküle. Ozon und Wasserdampf werden das ganze Jahr über gemessen. Chlormonoxid-Messungen werden nur Ende des Winters bzw. Anfang des Frühlings durchgeführt, wenn erhöhte Konzentrationen zu erwarten sind.
Auch das DOAS-System (differentielle optische Absorptions-Spektroskopie) wurde von der Universität Bremen entwickelt und wird von Mitarbeitern der Uni betreut. Es werden mit dieser Methode Säulendichten atmosphärischer Spurengase aus ihren charakteristischen Absorptionen im optischen Spektralbereich bestimmt. Üblicherweise wird im nahen Ultraviolett (UV) und im sichtbaren (VIS) Spektralbereich gemessen.
UV-Sensoren, bewacht durch eine Küstenseeschwalbe
Sowohl auf dem Dach des NDACC-Observatoriums als auch in 2 Metern Wassertiefe im Fjord werden UV-Messungen durchgeführt. Das System wurde in Zusammenarbeit mit der Firma iSitec aus Bremerhaven entwickelt und ermöglicht ein gleichzeitiges Erfassen des gesamten UV-A und UV-B Bereichs.
Das Sternphotometer ist ein weiteres Instrument, das dauerhaft im NDACC-Observatorium aufgebaut ist, es gehört jedoch nicht zum NDACC. Das Sternphotometer misst mit Hilfe des Licht eines Sterns (meist Alpha Lyra) den Aerosolgehalt der Atmosphäre. Im Sommer übernimmt diese Aufgabe ein Sonnenphotometer, das auf einem Messfeld bei Ny-Ålesund steht. So ergänzen sich Stern- und Sonnenphotometer über das Jahr.
Sensoren zur Ermittlung der Strahlung an der Erdoberfläche
Die Forschungsplattform ist neben dem NDACC auch Bestandteil des Netzwerks zur Beobachtung der Strahlungs-Grundlinie an der Erdoberfläche (BSRN - Baseline Surface Radiation Network). Ziele dieses Netzwerkes sind die Überwachung von Langzeit-Entwicklungen im Strahlungshaushalt und die Bereithaltung von Daten zur Validierung von Satellitenmessungen. Südlich Ny-Ålesunds befindet sich das Messfeld mit verschiedenen Sensoren zu Bestimmung der kurz- und langwelligen Ein- bzw. Ausstrahlung sowie ebenfalls der UV-Strahlung.
Meteorologische Messungen
Meteorologischer Mast der Koldewey-Station
Meteorologische Messungen werden von der Station sowohl im Ort als auch an der Reinluftstation Corbel 5 km südöstlich Ny-Ålesunds durchgeführt.
Unweit des BSRN-Messfeldes befindet sich der meteorologische Mast, an dem sich zwei Temperaturfühler, zwei Windgeber (beide jeweils in zwei und zehn Meter Höhe) und zwei Feuchtegeber (beide in zwei Meter Höhe) befinden.
Zusätzlich wird täglich eine Radiosonde gestartet, die Daten zu Temperatur, Luftfeuchte, Druck, Windgeschwindigkeit und Windrichtung liefert, die auch an das Norwegische Meteorologische Institut sowie an die World Meteorological Organisation zur Erstellung von Wettervorhersagen weitergeleitet werden.
Ergänzend zur Radiosondierung wird im Sommer einmal, im Winter zweimal die Woche eine Ozonsonde gestartet, die zusätzlich zu den oben genannten Parametern noch Daten zur Ozonkonzentration in der Troposphäre und der unteren Stratosphäre liefert.
Nach Bedarf werden außerdem mit größeren Plastik- und Latex-Ballonen spezielle Sonden unter anderem zur Detektierung von Wasserdampf, Ozon oder Partikeln gestartet, erstere fast ausschließlich in der Polarnacht. Diese Ballone erreichen dabei Höhen von durchaus über 40 Kilometern, während die täglichen Wetterballone zwischen 25 und 35 Kilometern erreichen, in Abhängigkeit von den Stratosphärentemperaturen.
Permafrost
Permafrost-Messstation "Bayelva"
An zwei permanenten Permafrost-Messstationen, eine unweit des NDACC gelegen, die andere etwa drei Kilometer außerhalb, werden automatisch Temperatur und Feuchtigkeit des Bodens gemessen, um damit dynamische Prozesse im Boden nachvollziehen zu können. Die Ergebnisse dieser Messungen werden z.B. für Klimamodelle benutzt. Außerdem lassen Änderungen in den Charakteristiken des Bodens und den damit verbundenen Prozessen Rückschlüsse auf regionale und globale Veränderungen zu.
Geophysik
Antenne zum Empfang von Satellitendaten des Satelliten CHAMP
Das Geoforschungszentrum (GFZ) Potsdam unterhält in Ny-Ålesund eine Antenne zum Empfang von Satellitendaten des Satelliten CHAMP. Unter anderem werden diese Daten zur Ermittlung der Veränderung von GPS-Daten in der Atmosphäre benutzt. Zusätzlich werden mit den Daten Höhenprofile von Temperatur, Wasserdampf und Luftdruck berechnet. Die Antenne empfängt auch Daten des Satelliten BIRD. Eine GPS-Empfangsstation, die ebenfalls vom GFZ betreut wird, empfängt sehr präzise GPS-Daten mit einer hohen zeitlichen Auflösung. Mit Hilfe dieser Daten werden die Stationskoordinaten und als Referenz die Umlaufbahn des CHAMP-Satelliten berechnet.
In einer weiteren Station im Bereich der alten Kohlegruben wird die weltweite Erdseismik überwacht. Besonders fokusiert werden dabei die Aktivitäten auf Spitzbergen und der ozeanischen Rücken im Bereich Svalbards. Diese VBB-Station, Very-Broad-Band, ist eine offene Station, die Daten stehen jedem interessierten Wissenschaftler zur Verfügung. Sie werden dabei routinemäßig prozessiert und aufbewahrt vom IRIS Data Management Center in Seattle. Kopien davon sind erhältich beim Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ).
Das Institut Geographique National Francais unterhält in der französischen Station in Ny-Ålesund eine Satellitenempfangsstation, die ebenfalls der Erdvermessung dient. Das verwendete System heißt DORIS und steht für Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite.
Meeresbiologie
Projekte der marinen Biologie werden durch Forschungstaucher unterstützt, die die Forscher mit dem benötigten biologischem Material aus dem Fjord versorgen. Untersucht werden vor allem die Effekte der UV-Strahlung an Flora und Fauna in der Arktis und die Anpassungsfähigkeit der Lebewesen auf erhöhte Strahlung.
Ein weiteres Projekt untersucht, wie schnell der Meeresgrund mit tierischen und pflanzlichen Lebewesen besiedelt wird. Hierzu werden in 20 m Wassertiefe speziell installierte, mit Sediment gefüllte Gefäße von Forschungstauchern beobachtet.
Ein anderes Langzeitprojekt beschäftigt sich mit dem Wachstum und Gebärverhalten von Grönlandmuscheln und Ascidien, die in Käfigen am Hafen von Ny-Ålesund angebracht sind und im vierwöchigen Abstand geborgen und analysiert werden.
Beteiligt an den marinen Projekten sind neben AWI-Biologen auch Mitarbeiter anderer Forschungseinrichtungen und Universitäten aus dem meeresbiologischen Bereich. Hier gibt es weitere Infos zu den meeresbiologischen Projekten.
Terrestrische Biologie
Objekte der terrestrischen Biologie sind neben Robben und Rentieren besonders die zahlreichen Vögel Svalbards.
Von Seiten des IPEV sind im Sommerhalbjahr Ornithologen an der Station, die sich mit den verschiedenen Möwenarten, Teisten oder auch Eiderenten beschäftigen. Einen Untersuchungsschwerpunkt der Ornithologen bildet dabei der Hormonhaushalt und der Stoffwechsel der Dreizehenmöwe während der Brutphase, um eine Erklärung für die niedrige Geburtenrate zu finden. Bei Eiderenten ist man daran interessiert, das Adoptionsverhalten fremder Elternpaare bei Küken zu analysieren. Unter anderem gibt es hier weitere Infos dazu.
