Über COALA

COALA – Continuous Observations of Aerosol-cLoud interaction in Antarctica

Deutsche Forschungsstation Neumayer III in der Antarktis

Zu den Wechselwirkungen von Aerosolpartikeln mit Strahlung, Wolken und Niederschlag gibt es noch viele offene Fragen. Dies gilt insbesondere für die abgelegene Region der Antarktis, wo bodengestützte, vertikal aufgelöste Langzeitbeobachtungen von Aerosol, Wolken und Niederschlag selten sind und Satellitenbeobachtungen nur ein unvollständiges Bild liefern. Um diese Messlücke mit modernsten Beobachtungen zu schließen, wird TROPOS in Zusammenarbeit mit dem Alfred Wegener Institut die Messplattform „OCEANET-Atmosphere“ zwischen den Südsommern 2022/23 und 2023/24 an der Station Neumayer III (70,67°S, 8,27°W) einsetzen. „OCEANET-Atmosphere“ ist ein autonomer, polar-erprobter, modifizierter 20-Fuss-Messcontainer, der erst kürzlich erfolgreich während der Expedition MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) bei der Nordpolardrift der „Polarstern“ 2019/20 eingesetzt wurde. OCEANET ist die einzige, mobile polare Einzelcontainer-Plattform, die mit Mehrwellenlängen-Lidar, Radar und Mikrowellenradiometer Wolken und Niederschlag sowie mit Doppler-Lidar und -Radar turbulente Luftbewegungen in Wolken. Die Beobachtungen im Jahr 2023 werden in erster Linie dazu dienen, die Schlüsselhypothese von COALA zu untersuchen, wie Aerosoltransport aus den mittleren Breiten der Südhemisphäre die Wolkenprozesse und Niederschlag an der Küste der Antarktis beeinflusst.

Von „Neumayer III“ berichten Martin Radenz (MR) und Ronny Engelmann (RE) aus der Lidar-Gruppe des TROPOS.

Ankunft und Einleben (Dezember 2022)

Frohes Neues aus der Antarktis!
Endlich, nach fast einem Jahr Vorbereitungszeit, kann die Beobachtungsphase in der Antarktis beginnen. Unser Aufbau-Team, bestehend aus Ronny Engelmann und Martin Radenz, ist Mitte Dezember zur Neumayer-Station gereist. Der vom norwegischen Polarinstitut organisierte Flug brachte uns mehr oder weniger direkt zur blauen Eispiste der Troll-Station, wo wir für die letzte Etappe nach Neumayer auf dem Ekstrom-Schelfeis in ein mit Skiern ausgerüstetes Flugzeug umstiegen.
Die ersten Tage verbrachten wir mit der Akklimatisierung und dem Zurechtfinden. Plötzlich war da der Weihnachtsabend, an dem wir alle zusammen ein schönes Abendessen und eine kleine Party hatten. Silvester wurde mit einem Kubb-Turnier und Schneeskulpturen im Freien gefeiert. Nun warten wir auf die Ankunft von Polarstern, aus unserer Sicht diesmal in der Rolle eines Versorgungsschiffes, das den OCEANET-Atmosphärencontainer abliefert. In der Zwischenzeit haben wir die Aufbauplanung mit dem Logistikteam abgestimmt und einige Teile der Datenerfassungssoftware vorbereitet. Das einzige Instrument, das wir für einen Test aufstellen konnten, ist ein vom British Antarctic Survey geliehener Schneepartikelzähler, der per Luftfracht eintraf.
Wir drücken die Daumen, dass der Inhalt bald und in gutem Zustand ankommt.

Aufbau von Oceanet  (27. Januar 2023)

Die letzten Tage waren vollgepackt mit Arbeit und vergingen wie im Fluge. Wir werden versuchen, euch einen Überblick zu geben...
Nach drei Wochen des (meist) Wartens, einschließlich einer kurzen Weihnachts- und Neujahrsfeier, kam Polarstern am 6. Januar mit unserem Container (und vielem mehr) am Rande des Ekstrom-Schelfeises an.
Innerhalb von zweieinhalb Tagen wurden Dutzende von Containern, eine Windkraftanlage und anderes Material auf das Eis gehoben.
Von dort musste das gesamte Material mit Pistenbullys und Schlitten zu Neumayer III gezogen werden, das etwa 20 km küstenwärts auf einem etwa 200 m dicken Stück Eis und Schnee schwimmt.
Auf den ersten Blick hat unser Oceanet-Container den 5-monatigen Transport recht gut überstanden, vor allem wenn man die >8m hohen Wellen auf der letzten Etappe von Kapstadt in die Antarktis bedenkt.

Es dauerte noch ein paar Tage, bis Fracht und Logistik geklärt waren, bevor das Bauteam unseren Container zur ehemaligen EDEN-Plattform bringen konnte, die sich 300 m südlich der eigentlichen Station befindet.
Am Morgen des 12. Januar wurde der Schlitten auf die Plattform gezogen, der Kran traf ein und hob Oceanet auf sein neues Zuhause für das kommende Jahr.
Wir begannen sofort damit, den Strom anzuschließen und die Hardware zu montieren.
Nach mehreren sehr langen Tagen waren alle Instrumente installiert und alle Kabel angeschlossen und an Strukturen gebunden, die stabil genug zu sein scheinen, um den antarktischen Winden standzuhalten.
Das Hochspannungsnetzteil des Radars machte anfangs einige merkwürdige Geräusche, aber inzwischen scheint es mit reduzierter Leistung gut zu laufen.
Auch der neue diodengepumpte Laser im Inneren von Polly lieferte nicht die erwartete Leistung, aber nach einem Tag der Neuausrichtung und Justierung beschloss er, etwas mehr Licht abzugeben.
Sobald er ausreichend betriebsbereit war, wurden wir gebeten, einige Führungen für alle anderen Personen anzubieten. Pünktlich zu Ronnys Abreise hielten wir auch einen wissenschaftlichen Abendvortrag über Tropos, die Gruppe für bodengestützte Fernerkundung, und unsere Arbeit in der ganzen Welt - natürlich auch über unser Projekt hier unten.

Letzten Mittwoch ist Ronny mit Polar 5 nach Troll aufgebrochen, um seinen Interkontinentalflug nach Kapstadt zu erreichen, wo er inzwischen angekommen ist.

Heute hatten wir 49kts Wind (10m, 1min Durchschnitt) und unsere Anlagen scheinen das ganz gut zu verkraften. Aber wie einer der ehemaligen Überwinterer sagte: "Im Vergleich zu Winterstürmen ist alles im Sommer langweilig..." (MR)

Abflüge (6. März 2023)

Die Zeit an der Neumayer-Station vergeht wie im Flug und der Winter kommt immer näher. Die Nächte werden länger (>9h) und kälter (-23 heute früh). Einen positiven Nebeneffekt hat die Dunkelheit, Pollys Laserstrahl ist jetzt zu sehen. Die gelegentlich hektische Sommersaison ist (größtenteils) erfolgreich zu Ende gegangen.

Letzten Donnerstag flogen die letzten Wissenschaftler und Logistiker mit Polar 5 zur Troll Station, um den letzten Interkontinentalflug nach Kapstadt zu erwischen. Auf einen Schlag reduzierte sich die Zahl der Stationsbewohner von rund vierzig auf das 10-köpfige Winterteam. Erstmal fühlt sich die Station erschreckend leer und still an, aber es gibt weiterhin viel zu tun.

Am Freitag hatten wir unsere allerletzten Besucher: Polar 5 kam von Troll zurück und musste, um den antarktischen Kontinent über Rothera nach Punta Arenas zu verlassen, einen Tankstopp einlegen. Ursprünglich war eine Nacht Aufenthalt eingeplant, aber das Wetterfenster war zu verlockend und die Crew entschied, so schnell wie möglich weiterzufliegen. Gemeinsam luden wir die letzte Fracht (einschließlich Oceanet-Ersatzteile) und einige frische Lebensmittel (Bananen, Ananas, Orangen, ...) aus, bauten die Passagiersitze ab, betankten das Flugzeug und luden verschiedene an Neumayer gelagerte Ersatzteile ein. Nach weniger als 3h am Boden hob die Basler 67 wieder ab und verabschiedete sich nach Westen. Polar 5 war auch das letzte Flugzeug, welches mit Ende des Sommers das Dronning-Maud-Land – quasi unsere direkte Nachbarschaft auf diesem riesigen Kontinent - verließ.

Über den Winter leben jetzt nur noch rund 120 Menschen in 6 ganzjährig besetzten Stationen auf einer Fläche von über 2,7 Mio. km² (7,5 mal die Fläche Deutschlands). In den nächsten Tagen werden die Umgebung der Station weiter für den Winter vorbereiten. Alle verzichtbaren Hindernisse werden aus dem direkten Stationsumfeld entfernt, um die Anlagerung von Driftschnee soweit möglich zu reduzieren. Die Kabausen aus dem Sommerlager (eine davon war Ronnys Unterkunft) müssen gereinigt, zugeklebt und in das Winterlager gebracht werden. Unser Oceanet-Messcontainer läuft soweit ganz zuverlässig und die ersten Daten versprechen einen interessanten Datensatz. Dazu aber ein andermal mehr.

Beste Grüße aus 70S
Martin

Herbst (25. April 2023)

Seit sieben Wochen sind wir nun allein an Neumayer und so langsam kommt Routine in die täglichen Aufgaben. Die meiste Zeit verbringe ich damit, die Messgeräte und Daten des Oceanet-Containers zu überwachen, Hardware-Probleme zu beheben (später mehr dazu) und gelegentlich dem Met-ÜWI bei den Wetterbeobachtungen oder Radiosonden-Aufstiegen zu unterstützen. Darüber hinaus gibt es viel zu tun, was wenig bis gar nichts mit Wissenschaft zu tun hat: Monatliche Brandschutzübungen, Schnee schippen, Stationsputz, Geschirr spülen, …

Inzwischen sind die Tage recht kurz geworden – in weniger als einem Monat beginnt die Polarnacht - heute zum Beispiel haben wir nur noch knapp 7 Stunden Tageslicht. Die Sonne sehen wir trotzdem nicht, es ist seit Tagen bewölkt. Grundsätzlich ist das Wetter recht wechselhaft: Ein paar Tage ordentlich Wind, meistens mit Schneefall, dann eine kürzere Periode mit weniger Wind, aber meistens bewölkt (immerhin mit reichlich unterkühltem Wasser, was ja aus wissenschaftlicher Perspektive interessant ist). Apropos starker Wind, in der letzten Märzwoche hatten wir bis jetzt unseren stärksten Sturm. Zehn Tage mit Geschwindigkeiten über 40 Knoten (75 km/h), mit einem Maximum von 70 Knoten (130 km/h) am 26. März. Alles gemessen am Met-Mast in 10m Höhe.

Der Messcontainer hat das soweit ganz gut überstanden. Nichts ist abgerissen oder weggeweht worden, aber das Radom des MIRA-Wolkenradars sammelt recht effizient Schnee, wenn die Abdeckung stark genug vibriert. Anfang April hat der Wind dann endlich nachgelassen und mit der Hilfe des Met-ÜWIs konnten wir Schnee und Eis von der Antenne kratzen (ein Bild unten zeigt die Misere). Die Abdeckung ist jetzt noch fester verzurrt und seitdem misst MIRA brav vor sich hin.

Fast schon überraschend war der Karsamstag windschwach und wolkenlos, was wir gleich genutzt haben um Ostern mit einem Glühwein vor der Station einzuläuten. Nachts fiel die Temperatur dann auf ein unser neues Rekord-Minimum -27°C.

Schon am Tag danach kamen wieder Wind und Wolken. Seitdem ist der April wärmer und schneereicher als üblich. Dazu kommt reichlich Klareis, dass sich an allem festsetzt was so in der Landschaft rumsteht, wie zum Beispiel der Webcam auf dem Container.

So oft wie bis jetzt Wolken erwähnt wurden ist es auch keine Überraschung, dass Polarlichter nicht so wirklich häufig zu sehen waren. Das letzte wirklich beeindruckende Ereignis hatten wir im Ende März, dafür aber schön über Arielles Laserstrahl. Die wirklich dunkle Jahreszeit beginnt ja erst. Da sollte sich die ein oder andere Gelegenheit für Polarlichter ohne Wolken noch ergeben.

Beste Grüße aus 70S

Martin

Mittwinter (21. Juni 2023)

Hallo zusammen!

wir haben die halbe Polarnacht hinter uns: Frohe Sonnenwende!
Wobei die Dunkelheit hier relativ ist, denn Neumayer liegt noch weit genug im Norden, damit selbst zur Wintersonnenwende noch einige Stunden Dämmerung herrscht.
Dann steht die Sonne nur knapp unter dem Horizont und beleuchtet den Himmel nur indirekt. Vor allem die – sehr dünnen - Aerosolschichten in der Stratosphäre sind dann in beeindruckenden Farben zu erkennen.
Leider geben meine Fotos dieses Phänomen nicht in seiner vollen Prächtigkeit wieder.
Aktuell schwankt die Temperatur zwischen -38°C an ruhigen, wolkenfreien Tagen und etwa -20°C an windigen Tagen (wie heute mit 50 Knoten mittlerem Wind und starkem Schneegestöber).
Anfang dieser Woche haben wir unseren zweiten Meereis-Messtag durchgeführt. Einmal im Monat wird die Dicke des Meereises in der Atka-Bucht gemessen, indem an 6 Stellen entlang eines Transekts Löcher durchs Eis gebohrt werden.
Da der am weitesten entfernte Punkt 35 km von Neumayer entfernt liegt, ist dies eine elfstündige Tour  mit dem Skidoo.
Die Eisdicke reicht von mehr als 3 m im übereinander geschobenem östlichen Teil der Bucht bis zu 70 cm im westlichen Bereich.

Genießt den Sommer!
Martin

Der Sommer steht vor der Tür (24. Oktober 2023)

Seit Ende Juli als die Sonne das erste Mal wieder über den Horizont stieg und die Polarnacht beendete, scheint die Zeit noch schneller zu vergehen. Wahrscheinlich ist es die Mischung aus Routine und vielen verschiedenen Aufgaben, die uns auf Trab hält: Schnee und Eis von Messgeräten entfernen, alles ausgraben was in im Schneetreiben zugeweht wird (vom Schneepartikelzähler bis zum Pistenbully), Schneeproben nehmen, regelmäßige Meereisdickentransekts, Stationsputz, monatliche Brandschutzübung, wissenschaftliche Daten prüfen, Messgeräte reparieren, Motor des Blockheizkraftwerks tauschen (weniger Routine ;) ), mehr Schnee schaufeln, …

Willkommene Unterbrechung der Routine sind gemeinsame Aktivitäten, wie zum Beispiel Geburtstagspartys. Mit allem was der Stationsfundus so hergibt wird für das Geburtstagskind ein Geschenk vorbereitet. Grenzenlose Kreativität produziert miniaturisierte Verkehrsschilder, ein Stations-Escape-Game, fast-funktionierende Segeljollen und vieles mehr. Typischerweise startet ein Geburtstag mit einem gemeinsamen Brunch, Geburtstagslieder vorsingen und der Geschenkübergabe. Normalerweise reicht die Feierlaune, nach getaner Arbeit, für eine abendliche Fortsetzung der Party in der Lounge zwischen Billardtisch, Kicker und Couch. Eine weitere beliebte Freizeitaktivität ist Skilaufen, wobei der Erholungswert stark von den Schneebedingungen, der Temperatur und dem Wind abhängt. Der Übergang zur Notwendigkeit ist aber auch hier fließend: an Tagen mit tiefem, weichem Schnee sind Skier das einzig sinnvolle Transportmittel zu Container, Spuso <Spurenstoff Observatorium>, meteorologischen Messfeld oder Magobs <Magnetik-Observatorium>.

Die Sommersaison kommt mit großen Schritten auf uns zu. Zuerst hat es sich an der schnell zunehmenden Tageslänge angedeutet - mittlerweile ist es 18 Stunden hell. Die ersten Frühjahrsstürme liegen auch hinter uns, erneut mit Böen über 70 Knoten. Es ist auch an der Zeit, die Station aus dem ‚Winterschlaf‘ aufzuwecken: Container wollen aus dem Winterlager geholt werden, das Flugfeld wird vorbereitet, die Messe, Schlafräume und Gemeinschaftsräume umgeräumt und vorbereitet. Es wird wieder voll auf der Station, aber wir freuen uns über neue (und altbekannte) Gesichter. Falls es das Wetter erlaubt, kommen die ersten kleineren Flugzeuge aus Südamerika via Rothera auf der antarktischen Halbinsel Ende dieser Woche bei uns an. Der erste Interkontinentalflug mit Wissenschaftlern und technischem Personal ist für Anfang kommender Woche geplant.

Beste Grüße aus 70S
Martin

PS: Der aktuelle Eintrag des AtkaXpress hat OCEANET zum Thema: Das Rätsel um den grünen Laserstrahl > https://blogs.helmholtz.de/atkaxpress/2023/10/das-raetsel-um-den-gruenen-laserstrahl/

PPS. Wer wissen will, was Spuso oder Magobs meint: Unter https://blogs.helmholtz.de/atkaxpress/2023/09/4193/ gibt es ein kleines Glossar von typischen Neumayer-III-Begriffen .-)

Das Ende der COALA-Beobachtungen (08. Januar 2024)

Die Sommersaison begann mit einer kleinen Verspätung, da der Flug von Kapstadt wegen ungünstiger Wetterbedingungen (mehrfach) verschoben werden musste. Kaum angekommen ging das geschäftige Treiben los. Die Station wurde über die Schneeansammlung des letzten Jahres hinaus angehoben. Zusätzliche Wissenschaftler:innen begannen ihre Projekte. In den ersten 7 Wochen der Saison lag der Schwerpunkt auf der Meereisphysik sowie -biologie und der Kaiserpinguinkolonie. In diesem Jahr ist auch die Kohnen-Station, die sich landeinwärts auf dem Plateau befindet, geöffnet. Die Versorgung der Stationen im Inland erfolgt über sogenannte Traversen, bei denen Pistenbullys Container auf Schlitten aufs Antarktische Plateau ziehen. Natürlich gingen die Arbeiten der Observatorien (Meteorologie, Luftchemie und Geophysik) und des OCEANET-Containers wie gewohnt weiter.

Ronny kam mit dem Interkontinentalflug eine Woche vor Weihnachten an, um den Abbau und die Verpackung von OCEANET zu unterstützen. Vorher kam noch das das Schiff mit dem größten Teil des Nachschubs am Rande des Schelfeises an. Alle verfügbaren Hände wurden gebraucht, um die riesigen Mengen an Lebensmitteln, Verbrauchsmaterialien und Ersatzteilen auszupacken, zu sortieren und zu verstauen. Es gelang uns, die dringendsten Aufgaben kurz vor Weihnachten zu erledigen, so dass alle frischen Lebensmittel und Leckereien rechtzeitig in der Küche ankamen. Nach Weihnachten mussten wir mit der Demontage des OCEANET-Containers beginnen: die Wolkenradarantenne und das Radom abmontieren, den Schneepartikelzähler einsammeln, alle kleineren Instrumente und Kabel vom Dach entfernen, das Doppler-Lidar in den Container bringen und schließlich alles festzurren. Nach ein paar überlangen Tagen waren wir rechtzeitig zu Silvester fertig.

Wie vor fast genau einem Jahr kam der grüne Kran, um OCEANET anzuheben - diesmal von der Plattform auf den Schlitten. Jetzt wartet der Container auf den zweiten Schiffsanlauf der Saison. Mit dem Schiff geht es dann über Kapstadt nach Bremerhaven, wo er Ende Februar ankommen soll. Ronny und ich werden die verbleibende Zeit auf Neumayer mit Papierkram, Berichten und der Unterstützung des meteorologischen Observatoriums verbringen. Unsere Flüge sind in knapp zwei Wochen geplant, aber wie immer gilt: Pläne hier unten können sich schnell ändern.