UNIVERSITÄT HEIDELBERG INSTITUT FÜR UMWELTPHYSIK
Im Neuenheimer Feld 229, 69120 Heidelberg www.iup.uni-heidelberg.de/institut/forschung/groups/ts
Aquatische Systeme und Stoffkreisläufe
Gasaustausch und Wellen
Radiometrie und Altersbestimmung Terrestrische Systeme
und Geophysik Atmosphäre und
Fernerkundung
Kontakt: http://www.iup.uni-heidelberg.de/institut/forschung/groups/glaci
November 2008
Emmy Noether-Nachwuchsgruppe „limpics“:
Geophysik im Eis
Ziel der Arbeitsgruppe LIMPICS ist die Bestimmung von physikalischen Parametern und deren Verteilung im Eis aus geophysikalischen Methoden für glaziologisch-klimatologische Anwendungen.
•Vorerkundung von Eiskernlokationen
•Extrapolation der Eiskerneigenschaften in Fläche
•Synchronisation von Eiskernen
> Paläoklima-Interpretation aus Eiskernen
•Verständnis der Eisdynamik
> Modellierung von Eismassen im Klimawandel
•Kartierung der Akkumulationsverteilung auf Eisschilden
> Abschätzung der Gesamtmassenbilanz
Bestimmung der Akkumulation (o.) aus der Tiefenlage interner Schichten mittels Georadar (u.)
3D-Schichtgeometrie um den EPICA- Eiskern in Dronning Maud Land, Antarktis (u., D. Steinhage, AWI).
•Dielektrizität
•Dichte
•Luftblasenverteilung
•Leitfähigkeit
•Kristallorientierung
•Temperatur
Punkt (1D) Eiskern
Labormessung
Fläche (3D) Seismik
Georadar
Radarspuren im Vergleich mit Eiskern- Leitfähigkeit und -Kristallorientierung.
Kontakt: http://www.iup.uni-heidelberg.de/institut/forschung/groups/ts/geophysics-ice
Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe „sparc“:
Sensibilität arktischer Permafroststandorte
Kontakt: http://www.awi.de/en/go/sparc
Ergebnisse des Scannersystems (a) Luftbild des Scanner Transekts: zwei
Polygonzentren und -ränder auf Samoilov Island, Lena-Delta, Sibirien (b ) Oberflächen- und Bodentemperaturen
Messungen von Oberflächeneigenschaften
•Scannermessung der kurz- und langwelligen Strahlung
•EDDY Kovarianz
•Spektrometrie
•Tachymetrie
•Vegetationskartierung
•Luftbildaufnahmen
Topographie Vegetationseigenschaften
Strahlungsbilanz Oberflächentemperaturen Sensibler und latenter Wärmefluss
Die Arbeitsgruppe SPARC beschäftigt sich mit der Messung und flächenhaften Quantifizierung von Energie- und Wasserbilanzen an drei arktischen Standorten.
Mit den gewonnen Daten werden die Übertragbarkeit von lokalen Prozessen und Eigenschaften auf die Mesoskala (1m – 10 km) sowie die regionale Skala (10 – 100 km) untersucht und ökosystemspezifische Skalen für die Bilanzierung arktischer Wärme- und Wasserkreisläufe identifiziert.
Auftautiefe Bodenwärmeströme Messungen von Bodeneigenschaften
•Georadar
•Electrical Resistivity Tomography
•Temperatur- und Bodenfeuchteprofile
•Bohrlöcher
Bodenphysik
Kontakt: www.iup.uni-heidelberg.de/institut/forschung/groups/ts/soil_physics
L A B O R
F E L D
R E G I O N A L P
E R M A F R O S T Prozesse:
• Transport von Wasser, gelösten Stoffen und Wärme
• Kopplung Boden-Atmosphäre
• Dynamik von Permafrostgebieten
• Ausbreitung
elektromagnetischer Wellen
z.B. Anwendung innovativer Bildverarbeitungsmethoden zur Analyse der Wasergehaltsverteilung im Boden
trocken Kapillarsaum
wassergesättigt
Nicht-invasive geophysikalische Methoden zur Messung von Struktur & Wassergehalt
Georadar
Numerische Modellierung der Wasserbewegung im Boden Klassische Methoden zur Messung
der Wasser- und Stoffbewegung
Arou Valley
Satellitenbild: CAREERI, Lanzhou, V.R. China
Satellitenfernerkundung des Bodenwassergehaltes, Kalibrierung mit Georadar [Arou, Qinghai, China]
Boden-Wetterstationen in Permafrostgebieten zur Analyse von Auftau- und Gefrierprozessen im Boden [Cumarhe, Qinghai, China]
1D 2D
3D Methoden:
• Hele-Shaw Zellen und Bildverarbeitung
• Boden-Wetter Messstationen
• Modellierung, Simulation, Inversion
• Bodenradar und Widerstandstomografie
• Fernerkundung von Flug- zeugen und Satelliten aus
Grenzhof, Heidelberg Grenzhof, Heidelberg
Rekonstruktion zurückliegender Klima- und Umwelt- bedingungen anhand von Eisbohrkernen aus Gebirgsgletschern und polaren Eisschilden
Wesentlich ist hierbei, die Kopplung zwischen Klima- variabilität und Änderungen der bio-geochemischen Kreisläufe zu verstehen. Entsprechende Untersu- chungen des IUP betreffen hauptsächlich Isotopen- Temperatur, Niederschlag, atmosphärische Luftstaub- komponenten, Sonnenaktivitat, sowie natürliche Radioisotope.
-45 -40 -35
δ18O (per mil)
1500 2000 2500 3000
104 105 106
Depth (m) CN (counts per ml)
(Ruth et al. 2002) Teilchen pro g Eis
Tiefe (m) Kälter als heute (°C)
ca. 18 °C Beginn der Warmzeit
vor 11.000Jahren
Klimaarchiv Eis
Genau gegenläufige Variation von Isotopen- Temperatur und Mineralstaub in der letzten Eiszeit Zusammenhang zwischen instrumenteller Lufttemperatur und Mineralstaubgehalt
A L P E N
A N T A R K T IS
G R Ö N L A N D
An der antarktischen Neumayer Station gemessene Zeitreihe des über die Höhenstrahlung produ- zierten Isotops 7Be. Der Zu- sammenhang zur Sonnenaktivität kann aus Bohrkernen über das langlebige Isotop 10Be rekon- struiert werden.
