Bodennahe Strahlungsmessungen

Unser Klima hängt entscheident von den bodennahen Strahlungsflüssen ab. Dabei handelt es sich um die kurzwellige Einstrahlung durch die Sonne (Globalstrahlung) sowie den am Boden reflektierten Anteil (Reflexstrahlung).

Hinzu kommt die themische Ausstrahlung der Erdoberfläche und die thermische Gegenstrahlung welche die Erdoberfläche von der Atmosphäre empfängt. Die thermischen Anteile werden auch als langwellige Strahlungsflüsse bezeichnet.

Zur Erfassung dieser Flüsse werden auf Neumayer seit 1982 kontinuierlich Messungen durchgeführt. Aufgrund der hohen Bedeutung dieser Art von Messungen für die Klimaforschung wurde 1992 das weltweite Basline Surface Radiation Network (BSRN) gegründet. Die AWI-Observatoren Neumayer (GVN) und AWIPEV (NYA) gehören zu den Gründungsmitgliedern.

Alle Messungen vom BSRN sind frei über das am AWI betriebene World Radiation Monitoring Center (WRMC) zugänglich.

Aktuelle Messungen

Säubern der Strahlungsinstrumente
Sonnenfolger

Strahlungsmessungen seit 1982

Manchmal sind Albedomessungen nicht einfach

Seit März 1982 wurden an der Georg-von-Neumayer Station bodennahe Strahlungsmessungen durchgeführt. Die Strahlungsflüsse wurden minütlich erfasst und als 10-Minuten-Mittel gespeichert. Dabei handelte es sich um:

  • die einfallende solare Strahlung (Globalstrahlung) (Pyranometer CM11, Kipp+Zonen),
  • die reflektierte  solare Strahlung (Pyranometer CM11, Kipp+Zonen),
  • die abwärts gerichtete Wärmestrahlung (Gegenstrahlung) (Pyrradiometer Lange),
  • die aufwärts gerichtete Wärmestrahlung (Ausstrahlung) (Pyrradiometer Lange),
  • die Sonnenscheindauer (Solar 111, Haenni).

Um den Anforderungen des Baseline Surface Radiation Networks zu genügen wurden im März 1992 die Strahlungsmessungen an Neumayer erweitert. Die Pyrradiometer wurden durch Pyrgeometer ersetzt, das Mittelungsintervall auf 5 Minuten reduziert. Ab 1998 wurde alle 5 Sekunden gemessen und Mitutenmittel folgender Größen zusätzlich gemessen:

  • diffuse Himmelsstrahlung (Pyranometer CM11, Kipp+Zonen),
  • direkte solare Strahlung (NIP, Eppley auf einem Sonnenfolger montiert),
  • OG1 Globalstrahlung > 530 nm (Pyranometer CM11, Kipp+Zonen),
  • RG8 Globalstrahlung > 695 nm (Pyranometer CM11, Kipp+Zonen),
  • UV 300 - 370 nm (TUVR, Eppley).

Die Pyranometer und Pyrgeometer werden mit leicht vorgeheizter Luft ventiliert, um Verreifung sowie einen negativen Versatz der Ergebnisse in wolkenlosen, windschwachen Situationen zu minimieren.Die Instrumente werden das ganze Jahr über gewartet. Nach einem Einsatzjahr werden sie am Word Radiation Center entsprechend der Regeln des  World Radiometric Reference (WRR) rekalibiriert.

Seit 2001 wurden CM22 Pyranometer (Kipp+Zonen) eingesetzt welche im März 2009 von CMP22 Pyranometer (Kipp+Zonen) ersetzt wurden. Für die Wärmestrahlung sind momentan PIR and CGR4 Pyrgeometer von Eppley and Kipp+Zonen im Einsatz. Seit März 2009 ist der Sonnenscheinsensor CSD 3 Kipp&Zonen im Einsatz.

Datenzugang

Alle Messungen von Neumayer werden regelmäßig validiert und archiviert. Die Daten sind über den Data Publisher for Earth & Environmental Science PANGAEA kostenfrei zugänglich. Sie werden in der Klimaforschung zur Verifikation von Modellen sowie Satellitenmessungen und zur Erfassung von Klimatrends verwendet. Die Suche lässt sich im Advanced Search Modus von PANGAEA leicht zeitlich begrenzen. Über das Data Warehouse von PANGAEA lassen sich selektiv beliebige Parameter aus einer Liste von Suchergebnissen extrahieren. Folgende Datensätze sind abrufbar: