Unwetter

Ein paar Eindrücke eines anderen Tages auf Zingst. Im Laufe des Abends zog eine beachtliche Schauerlinie über uns hinweg.

Schon auf den Bildern am Nachmittag ist die Labilität der Luftschichtung gut zu erkennen: die vertikale Struktur und Ausdehnung der Wolken deutet auf aufsteigende Luftmassen hin. Am frühen Abend kippt diese Lage dann: die Energie der Aufwärtsbewegung formt eine „Schauerlinie“ oder „Wallcloud“. Für so eine große Struktur aus Schauer bzw. Gewitterwolken ist eine ausreichende Labilität in der Schichtung nötig, also warme Luft, die unter Kälterer liegt und aufsteigen will, sowie die richtigen Windverhältnisse, insbesondere eine kräftige Windscherung, d.h. Windrichtungs bzw. Geschwindigkeitsdifferenz in verschiedenen Höhen innerhalb der Wolke. Nur durch Scherung werden der Aufwind und der Abwind durch die fallenden Tropfen stark genug räumlich getrennt, um solche Strukturen zu formen, die für extreme Unwetter sorgen können. In unserem Fall blieb es bei etwas Regen.

Unser Messplatz diente verschiedenen Messreihen: Die Grenzschicht der Atmosphäre, also der unterste Teil der Troposphäre, ist geprägt durch Reibung und Energieaustausch mit dem Boden. Diese Effekte zu messen war Ziel des Mess-Praktikums. So hat beispielsweise der große Windmast eine vertikale Veränderung der Windgeschwindigkeit ermittelt. Der Wind nimmt nämlich in Bodennähe drastisch ab. Mit einer zweiten Windmessung mit Hilfe von Ultraschall wurde die Turbulenz des Windes vermessen. Auch Sonnen-Einstrahlung und Wärmeabstrahlung des Bodens wurden ermittelt.

Unwetter

Lange hat man nichts von mir gehört. Mea culpa.

Doch ein paar neue Bilder sind in den letzten Wochen doch entstanden. Bevor ich euch demnächst mitnehme nach Berlin, habe ich hier ein paar Unwetter-Bilder aus dem Juni.

Die Bilder kommen von zwei Abenden im Juni. Ihr erinnert euch sicher, dass es einige Tage lang sehr starke Gewitter gab. Ich habe dazu mal eine Wetterkarte des betreffenden Tages mitgebracht:


Die weißen Linien auf der Karte zeigen die Verteilung des Luftdrucks am Boden, die schwarzen die in etwa 5km Höhe. Mit den Farben wird die Temperatur der Luftmasse gezeigt. was man sehr deutlich sieht, ist das Bodentief über Ostdeutschland. Die Luft in einem Tief zirkuliert gegen den Uhrzeigersinn, ungefähr parallel zu den Isobaren (Linien gleichen Drucks). Die Linien am Boden schneiden das Druckfeld in der Höhe, und auch das Temperaturfeld in der Höhe im Winkel von fast 90°. Wir hatten zu dem Zeitpunkt also eine Starke Advektion (Heranführung) warmer Luft mit dem Ostwind. Darüber lag in der Höhe sehr kalte Luft. Diese Kombination hat die nötige Instabilität verursacht, damit sich Gewitter bilden konnten.

Eine häufige Frage ist bei jedem Extremereignis, ob es Folge des Klimawandels sei. Das einzelne Gewitter nicht. ABER: Diese Wellen in der oberen Troposphäre, im Jetstream, die man in der Karte schön als „Ausbeulung“ der kalten Luft nach Süden sieht, werden durch den Klimawandel stärker und halten sich länger an einem Ort. Wir werden also öfter und länger mit Extremwetterlagen zu tun haben. DIe Hitzewelle der letzten Wochen ist auf die gleichen Wellen zurückzuführen.

Ny Alesund

Letzte Woche waren wir von der Uni aus zu Gast in der Forscher-Siedlung Ny Alesund, noch mal 100km nördlich von Longyearbyen. Für Touristen nur auf dem Seewege zu erreichen, nehmen wir das gleiche Verkehrsmittel, wie alle, die dort arbeiten oder forschen:

Kommt ihr mit?

Der Pilot ist zugleich Eigentümer der Brauerei von Longyearbyen. Seine Sicherheitskontrolle beschränkte sich darauf, dass er sich vor der Hangar-Tür aufbaute, die Hände in die Seiten stemmte und fragte, ob wir Munition oder brennbare Stoffe im Gepäck hätten. Wäre nicht schlimm, er wüsste es nur gern im Voraus.

Dann wurden die Handys für die nächsten Tage abgeschaltet, und wir machten uns auf den Weg. Um die Forschungsarbeiten nicht zu stören, ist Ny Alesund eine „radiofreie Zone“: Im Frequenzbereich zwischen 1 und 30 Ghz wird in der ganzen Siedlung und Umgebung kein Signal gesendet.  Das heißt: Kein Handynetz, kein WLAN, kein Bluetooth, selbst ne drahtlose Maus ist verboten. Kommunikationsmittel sind klassische Kabeltelephone und UKW-Handfunkgeräte, die ja im Mhz-Bereich senden.

Anflug auf Ny Alesund rechts die Kantine und die Norwegische Forschungsstation, rechts neben dem Radiomast die Amundsenvilla und in der Mitte das blaue Gebäude der deutsch/französischen Station AWIPEV.

historische Holzhäuser

Die Geschichte Ny Alesunds beginnt vor hundert Jahren als Kohlemine. Nach einer ersten Kohle-Periode, war hier vor dem zweiten Weltkrieg ein Urlaubsort für die, die es sich leisten konnten. Anders als in Longyearbyen, wo fast die ganze Stadt zerstört wurde, hat bis auf zwei Gebäude, die von deutschen Soldaten abgebrannt wurden, Ny Alesund diie Kriegszeit unbeschadet überlebt. Bis in die 60er Jahre wurde hier nun wieder Kohle abgebaut.

 

Schon sehr früh war Ny Alesund aber auch Forschungsstützpunkt: Amundsen und andere nutzten den Ort als Ausgangspunkt für Expeditionen. Der alte Zeppelinmast erzählt noch davon.

Das ehemalige Krankenhaus

So gut wie alle Gebäude in Ny Alesund fallen unter das Denkmalschutzrecht, das auf Svalbard allgemein alles unter Schutz stellt, was vor 1946 gebaut wurde.

Die ganze Stadt gehört der Firma Kingsbay, die ursprünglich eine Minengesellschaft war, seit den 1960ern aber die Logistik und Technik für die Forschung am Ort zur Verfügung stellt. Die alten Gebäude werden als Büro- und Wohngebäude an die Forschungseinrichtungen vermietet und teilweise auch zu Observatorien umgebaut.

Auch der Flughafen und die Kantine, in der alle Bewohner der Siedlung gemeinsam essen (und Mittagsschlaf halten), wird von Kingsbay betrieben.

Messtechnik in Extrembedingungen

Viele Länder haben inzwischen hier Forschungsstationen eingerichtet: Eine Norwegische Station und eine deutsch / französische Station sind permanent besetzt, in diesem Winter soll auch die Italienische Station über den Winter besetzt bleiben.  Finnische, Chinesische, Indische und weitere Stationen und Forschergruppen sind über das Jahr hier zu finden.

Chinesische Forschungsstation

Aber, warum findet man die alle hier oben? Was interessieren sich deutsche oder chinesische Wissenschaftler für die Arktis?

Klar, spannende Themen wie Polarlichter und Eisbären interessieren Forscher der Fachgebiete unabhängig von ihrer Herkunft. Was aber viel wichtiger ist: Das Klimasystem der Erde beispielsweise kann nicht von einem Punkt zuhause aus betrachtet werden. Jede Information, die wir aus den POlargebieten bekommen, macht auch die Klimaprognosen für unsere Regionen besser.

Nordlicht über der Amundsen-Villa

Im Groben und Allgemeinen: Unser lokales europäisches Wetter ist primär von Tiefdruckgebieten, die auf dem Atlantik entstehen, bestimmt. Darüber liegt der „Jetstream“, der in großer Höhe als starkes Westwindband die polaren Luftmassen und die warme Luft der gemäßigten Breiten trennt. Diese Strömung ist die Grundlage unseres Wetters, da sie die Tiefdruckgebiete bewegt.  Dieser Westwind resultiert aus der Temperaturdifferenz zwischen kalter Arktis und warmen Subtropen. Wenn nun das Meereis schmilzt, wird die Arktis damit wärmer. Auch bei einer globalen Erwärmung von nur 1.5 Gard können das schon 4-5 Grad in der Arktis sein.

Welche Folgen die daraus resultierenden Abschwächungen des Jetstreams haben werden, ist schwer abzusehen, da die Variabität unseres Wetters sehr groß ist, und sich damit schwer ein Trend ableiten lässt. Eine mögliche Folge schwächerer Westströmung wäre kontinentaleres Klima in Osteuropa, was mit kälteren Temperaturen einherginge. Aber auch stabileres Winterwetter, da weniger Tiefdruckgebiete entstehen würden, und diese sich langsamer bewegen.

Der Zeppelinmast, Ausgangspunkt verschiedener Polarexpeditionen.

„KARL“ Das Lidar in der deutschen Forschungsstation…

Das genauere Verständnis der Mechanismen in der Arktis macht also auch ein präziseres Modellieren des Klimas in Deutschland möglich, und ermöglicht so einen präziseren Blick in die Zukunft. Daher gibt es auch in Deutschland verschiedenste Projekte, die die Infrastruktur hier nutzen, um Forschung zu betreiben. Beispielsweise AC³, ein Bündnis mehrerer Unis und Forschungseinrichtungen, dass sich mit dem Phänomen der „Arctic Amplification“ also der arktischen Verstärkung klimatischer Änderungen befasst. Teil davon war eine aufwendige Kampange mit Bodengebundenen Geräten, wie diesem LIDAR, Flugzeugen und der Polarstern, in der die Eigenschaften polarer Wolken genauer erforscht werden sollten, insbesondere die Zusammensetzung und die enthaltenen Aerosole.

 

…schießt einen gewaltigen Laserstrahl in den Nachthimmel.

 

Ein gewaltiges Projekt hat das deutsche AWI für das nächste Jahr angestoßen: „Mosaic“ Der Forschungseisbrecher Polarstern soll ein Jahr lang mit dem Meereis quer durch die Arktis driften. Interdiszplinell und international besetzt werden auf dieser Reise Daten und Messungen in gewaltigem Umfang erhoben.

Wenn ihr Ny Alesund besuchen wollt, empfehle ich eine Schiffsreise: Flugverbindungen gibt es nur für Forscher, Angestellte und deren Angehörige. Übernachtungsmöglichkeiten gibt es auch keine. Aber einen kleinen Hafen und einen Laden, der zwei Stunden in der Woche Alkohol und Schokolade und das nötigste für den Einwohner sowie Souvenirs für Touristen verkauft.

Einziger Zugang für Touristen: Der Seeweg.