Peroxid- und Formaldehyd-Messungen

Im Rahmen der PEAN'99-Messkampagne und im Anschluss an bereits vorhandenen Messreihen aus der Überwinterun 1997 wurden währen der Sommerkampagne 98/99 erneut Messungen von Peroxiden (H20JROOH) und Formaldehyd (HCHO) an der Neumayer-Station durchgeführt

Die diesjährige Messungen konnten ohne nennenswerte Probleme im geplanten Umfang durchgeführ werden. Erste Analysen der gesammelten Daten zeigen fü Wasserstoffperoxid in der Atmosphär Konzentrationen zwischen 100 und 400 ppt, fü Methylhydroperoxid, dem häufigste organischen Peroxid, rund 200 ppt und fü Formaldehyd zwischen 50 und 400 ppt. Neben kontinuierlichen Konzentrationsbe-

stimmungen in der Atmosphär wurden auch verschiedene Schnee- und Firnproben untersucht. Zusammen mit bereits in Eiskernen gefundenen HCHO- und H202-Profi- len lassen sich daraus möglicherweis Informationen übe das Oxidationspotential der Paläoatmosphä ableiten.

2.4.5 Installation eines bodengestützte DOAS-Instruments im luftchemischen Observatorium der Neumayer-Station

U. Frieà (IUPH)

Im luftchemischen Observatorium der Neumayer-Station wurde ein Zweikanal- DOAS- (Differentielle Optische Absorptions-Spektroskopie) Spektrograph installiert, der am Institut fü Umweltphysik, Heidelberg, entwickelt wurde. Er detektiert im Ze- nith gestreutes Sonnenlicht in den Wellenlängenbereiche 320-435 nm (UV) und 400-650 nm (sichtbares Licht). Hierzu wird das in ein Teleskop einfallende Streulicht mittels zweier holographischer Gitter spektral zerlegt. Als Detektoren dienen zwei auf -35OC gekühlt Photodiodenzeilen.

Das Instrument ermöglich die Bestimmung der Säulendichte verschiedener atmo- sphärische Spurenstoffe (Ozon, NOã OCIO und BrO) anhand ihrer individuellen Absorptionsstrukturen. Diese Spurenstoffe sind unter anderem an den Mechanismen des Ozonabbaus in der polaren Stratosphär beteiligt. Durch den Vergleich der ge- wonnenen Daten mit photochemischen Modellrechnungen ist eine Überprüfu des derzeitigen Kenntnisstands der chemischen und physikalischen Prozesse in der Stratosphär möglich Des weiteren dienen die Daten zum Vergleich mit satelliten- gestützte Messungen wie z.B. GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) und TOMS (Total Mapping Ozone Spectrometer) sowie mit den regelmäß auf der Neumayer-Station durchgeführte Ozonsondenaufstiegen.

Chlor- und Bromverbindungen sind die Hauptverursacher des alljährlic in der ant- arktischen Polarregion auftretenden ,,Ozonlochs". Eine weitere Halogenverbindung, Jodoxid, kann schon in äußer geringen Mengen wesentlich zum katalytischen Ab- bau des Ozons beitragen. Ein weiteres Ziel der DOAS-Messungen ist daher der Nachweis von Jodoxid oder zumindest die Bestimmung einer Obergrenze fü die Konzentration dieses Spurengases.

An der Neumayer-Station wurden seit 1994 kontinuierlich DOAS-Messungen durch- geführt Es ist geplant, auch das neu installierte Instrument uber mehrere Jahre hin- weg zu betreiben. Neben dem Studium der tages- und jahreszeitlichen Variation der einzelnen Spezies liefert der so gewonnene Datensatz auch wichtige Aussagen uber langfristige Trends im stratosphärische Spurenstoffhaushalt.

2.5. LANDEXPEDITIONEN UND FLUGPROGRAMM 2.5.1 Flugprogramm

T. Büßelber F. Thiel, M. Schürmann D. Steinhage (AERODATA, AWI, DLR) Das Flugprogramm der Saison 1998198 umfasste drei Projekte (EPICA, EMAGE, APIS), die vom 15.12.98 bis zum 14.02.99 bearbeitet wurden. Dazu kamen Logistik- flüge die sich keinem der Projekte zuordnen lassen. POLAR4 war an der Evakuie- rung eines indischen Patienten von der POLAR BIRD übe die Neumayer-, die Halley- und die Amundsen-Scott-Station beteiligt. Drei automatische Wetterstationen der Universitä Utrecht wurden gewartet. Ein vierter Programmpunkt, Aero-EMR- Messungen mit der Filchner-Station als Basis, musste aufgegeben werden, da die Station zum Zeitpunkt des mögliche Beginns der Messungen bereits abgebaut war, Bei allen drei Projekten handelt es sich um die Fortsetzung von frühe begonnenen Arbeiten. Fü detaillierte Hintergrundbeschreibungen sei auf die Berichte vom Fahrt- abschnitt ANT XIVl3 verwiesen (W. Jokat und H. Oerter (Hrsg.), 1998: Die Expedi- tion ANTARKTIS-XIV mit FS POLARSTERN 1997, Bericht vom Fahrtabschnitt ANT XIVl3, Berichte zur Polarforschung, Heft 267). Im Folgenden wird nur noch kurz auf die in dieser Saison durchgeführte Arbeiten eingegangen.

Auf eine Beschreibung der Überführu der beiden Polarflugzeuge POLAR2 und POLAR4 wird verzichtet, da sie mittlerweile zur Routine geworden ist. Die Route hat sich nur geringfügi gegenübe der vorigen Saison geändert Währen des Trans- fers wurden keine wissenschaftlichen Messungen durchgeführt Die Überführu beider Flugzeuge erforderte ca. 260 Flugstunden.

Fü die geophysikalischen Programme EPICA und EMAGE wurden mit der POLAR4 mehrere GPS- und Magnetikreferenzstationen ausgebracht. Daten des geophysika- lischen Observatoriums der Neumayer-Station ergänze diese. Die Boden-EMR- Traverse betrieb zeitweise zusätzlic noch einige Referenzstationen, bzw. stellte sie am Kottas-Camp und B32 (DML05) auf.

Die gesamte Messausrüstung soweit sie nicht fest im Messflugzeug POLAR2 instal- liert ist, wurde mit der AGULHAS von Kapstadt zur Neumayer-Station und mit der POLARSTERN wieder zurüc nach Kapstadt verschifft.

EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica)

Im Rahmen der EPICA Vorerkundung in Dronning Maud Land (DML) wurden in der vierten Saison hintereinander weitere 18.500 Profilkilometer mit aero-EMR (elektro- magnetisches Reflexionsverfahren) zur Eisdickenbestimmung und Magnetik geflo- gen. Die Flüg dieses Südsommer ergänze das frühe beflogene Messgebiet nach Südosten Die DML-Boden-EMR-Traverse diente als logistischer Stützpunkt Ingesamt fanden 25 EMR-Messflüg mit zusammen 96 Flugstunden, Logistikflüg eingeschlossen, statt. Abb. 12 zeigt eine Karte aller Messflüge zusätzlic sind Eis- scheiden als punktierte Linien eingetragen.

Abb. 12: Die EMR-Messflüg der Saison 1998199. Eisscheiden sind als punktierte Linien eingetragen.

Fig. 12: EMR flights during the season 1998199. Ice divides are indicated in stippled lines.

Ein Flug in Richtung Dome Fuji ermöglich die Anbindung der Daten an den dort ge- bohrten und bereits datierten Eiskern. Denn neben dem Untergrundrelief wird bei

dem eingesetzten aero-EMR auch die interne Struktur des Eiskörper erfasst. Fü diesen Flug wurde mit POLAR4 ein Treibstoffdepot bei B33 (DML17) angelegt und im Anschluss wieder abgeräumt

Aufgrund der schlechten Schneeverhältniss und des zeitweise schlechten Wetters mussten vier der zum ex-Kottas-Camp geplanten Flüg entfallen. Neben den Witte- rungsbedingungen beeinflussten auch technische Probleme den Flugplan, die je- doch in allen Fälle mit den vorhandenen Ersatzteilen fü das Flugzeug und die Messapparatur behoben werden konnten.

Die Wartung von drei Wetterstationen der Universitä Utrecht, am Camp-Victoria, an B32 sowie an Svea-Cross südwestlic des Kottas-Camps, konnte mit Logistikflüge verbunden werden.

EMAGE (Eastern Antarctic Margin Aerogeophysical Experiment)

Ziel dieses übe mehrere Jahre angelegten geophysikalischen Projekts ist die Er- kundung früheste geologisch-tektonische Strukturen aus der Offnungsphase des Weddellmeers im Gebiet zwischen den Antarktisstationen Halley im Westen und No- volazarevskaya im Osten. Das Messgebiet konnte in diesem Südsomme mit 18 Flüge mit einer Gesamtflugzeit von 109,25 Stunden um ca. 50.000 k m erweitert werden. Eingeschlossen sind zwei Flüg zur statischen Kompensation und einer zur dynamischen Kompensation. Alle Kompensationen wurden, wie schon währen der vorigen Kampagnen, übe dem Punkt 71°S g030'W geflogen. Um das Messgebiet sinnvoll nach Westen vor dem Rijser-Larsenisen zu erweitern, wurde von POLARSTERN ein Tankdepot am Rand des Drescher-lnlets angelegt. Abb. 13 zeigt einen Kartenausschnitt mit den erflogenen Profilen.

Der überwiegend Teil der Messflüg konnte in 600 Fuà barometrischer Höh übe dem Meer mit 130 Knoten geflogen werden. Währen aller Messflüg bestand die Messausrüstun aus zwei Trimble-GPS-Empfängern einem zur Flugtauglichkeit aufgerüstete LaCoste-Romberg-Gravimeter, einem Laseraltimeter und Geometrics Aeromagnetikmesssystem mit He4-Sensoren an den Tragflächenenden Fü das Programm APIS wurde zusätzlic noch eine Digitalvideokamera betrieben. Der Pro- filabstand betrug 5 sm, die Läng aller Messprofile beträg 17,500 Profilkilometer.

Die fü die Auswertung der Gravimetriedaten nötig Genauigkeit der Positionsbe- stirnmung wird mittels sog. ,,post-differentialu GPS-Datenbearbeitung erreicht. Die dazu nötige GPS-Referenzstationen wurden an der Neumayer-Station sowie auf dem Halvfarryggen nahe dem Zentralpunkt des dort installierten Seismologie-Arrays ,,WatzmannCr aufgezeichnet. Das an der Station betriebene Gezeitengravimeter lie- ferte eine kontinuierliche Aufzeichnung der Tiden und ermöglich die Korrektur des Gezeiteneinflusses auf die Fluggravimetriedaten. Zur Elimination des Tagesgangs in den Magnetikdaten konnte auch auf eine Daueraufzeichnung des Geophysik-Obser- vatoriums zurückgegriffe werden. Parallel dazu wurden an der Neumayer-Station wie auch auf dem Skjoldet, einem Eishöcke im Rijser-Larsenisen, je eine magneti- sche Basisstation auf Basis eines Geometrics G856 betrieben.

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