Het KMI op Antarctica: een nieuwe metingcampagne

Tijdens de loop van volgende winter 2017/2018 – de zomer in het zuidelijk halfrond – zullen meerdere wetenschappers van het KMI in het Belgische poolstation Princes Elisabeth op Antarctica verblijven. Hun activiteiten tijdens deze missie kaderen in de Belgische wetenschappelijke expeditie BELARE 2017-2018 op Antarctica, die georganiseerd wordt door het Poolsecretariaat en het Federaal Wetenschapsbeleid (BELSPO). Het KMI neemt actief deel aan verschillende wetenschappelijke projecten in het polaire station: AEROCLOUD, CHASE, GEOMAG en MASS2ANT.

 

Het Prinses Elisabethstation en de container met de instrumenten om de eigenschappen van de aerosolen te meten.

In het AEROCLOUD-project, dat gefinancierd wordt door BELSPO (www.aerocloud.be), werkt het KMI samen met de Katholieke Universiteit Leuven (KULeuven) en het Koninklijk Instituut voor RuimteAeronomie (BIRA) om de relaties tussen aerosolen, wolken en neerslag te bestuderen. De aanwezigheid van aerosolen is noodzakelijk voor de vorming van wolken, terwijl de wolken op hun beurt vocht in de richting van Antarctica verplaatsen. Deze onuitgegeven meetreeks zal bijdragen aan een beter inzicht in de stabiliteit van de Antarctische ijskap, in een veranderend klimaat, en zal bijdragen tot het begrijpen van atmosferische processen in Antarctica. Dr. Alexander Mangold, onderzoeker bij het KMI, zal vanaf half november tot 20 december op de Belgische poolbasis verblijven als medewerker aan dit project.

 

Lancering van een meteorologische peilingballon.

Deze goedgevulde weken zullen gewijd worden aan het onderhoud van 12 meetinstrumenten die de fysische eigenschappen van aerosolen, alsook de eigenschappen van de wolken en de neerslag, karakteriseren.
In normale omstandigheden werken deze instrumenten het hele jaar door automatisch, t.t.z. ook gedurende de periode dat het station onbewoond is, meer bepaald tijdens de maanden maart tot november. Het station en de insturmenten worden in die periode via lange-afstand-communicatiekanalen beheerd, maar de goede werking van elk instrument moet toch regelmatig nagekeken worden. Daarnaast zal onze wetenschapper ook instrumenten herinstalleren die of te fragiel zijn om zonder direct toezicht te werken of die in België een onderhoudsbeurt kregen na de vorige meetcampagne. Een van deze instumenten is de “Brewer”-fotospectrometer, een toestel dat de uv-straling aan de grond meet, alsook de ozonhoeveelheid in de atmosfeer. Dit staat toe om de evolutie van het ozongat te volgen. Een systeem van radiopeilingen met ballons zal de mogelijkheid bieden om weersensoren in de hoogte te brengen.

 

De “Brewer”-fotospectrometer.

Dr. Alexander Mangold zal in situ - in het kader van het CHASE-project dat door BELSPO gefinancieerd wordt - ook samenwerken met twee collega’s van de Universiteit Gent (Ugent), de Université Libre de Bruxelles (ULB) en de Vrije Universiteit Brussel (VUB). Het doel van dit project is het bestuderen van de chemische samenstelling van atmosferische deeltjes die op filters en in sneeuw vergaard werden. De resultaten hiervan geven informatie over de oorsprong van de aerosolen die via het atmosferische transport in deze regio terechtkomen. Daarnaast zullen deze metingen ook de relatieve invloed van natuurlijke en menselijke oorsprong aantonen op de deeltjes die in deze regio van Antarctica aanwezig zijn.

 

In het kader van het GEOMAG-project, dat door Magnetic Valley gefinancierd wordt, werkt het KMI aan de installatie van een 100% geautomatiseerd magnetisch observatorium om het internationale INTERMAGNET-netwerk van magnetische observatoria (www.intermagnet.org) te vervolledigen.
Het wordt het eerste complete observatorium dat in een onbewoonde omgeving werkt. Bij verzending naar het station in 2014-2015 werden de infrastructuur (“shelter” of koepel) en twee instrumenten geïnstalleerd (zie figuren):
- een scalair instrument dat de intensiteit van het magnetische veld meet,
- een vectorieel instrument dat de variaties van de magnetische vector meet.

 

Het nieuwe magnetische observatorium van het KMI, geïnstalleerd in een antennekoepel op een paar honderd meter van het Prinses Elizabethstation dat zich aan de voet van de berg Utsteinen bevindt.

Dit laatste vereist een meting van het zogenaamde absolute magnetische veld. Dit geeft de referentiewaarde van het magnetische veld weer waaraan variaties kunnen worden toegevoegd.
In een bewoond waarnemingsstation worden deze metingen wekelijks door een operator uitgevoerd. Sinds enkele jaren werkt het KMI aan een instrument dat deze metingen volledig automatiseert.
Dit instrument, dat de naam GyroDIF draagt, wordt dit seizoen - in februari 2018 - door ir. Stephan Bracke en dr. Antoine Poncelet geïnstalleerd.
Onze onderzoekers zullen ook het onderhoud van de reeds aanwezige instrumenten verzorgen. Daarnaast zullen zij handmatige controlemetingen uitvoeren die vergeleken kunnen worden met de automatische metingen.
Deze wetenschappers zullen ook naar het voormalige Koning Boudewijnstation moeten gaan om er metingen van het magnetisch veld uit te voeren en het op die manier mogelijk maken om een link te leggen tussen de metingen uit het verleden en de huidige van het nieuwe observatorium op de prinses Elisabethbasis.

 

Een panoramisch zicht van de binnenzijde van het magnetisch observatorium. De verschillende pijlers zijn ontworpen om er meetinstrumenten op te plaatsen.

Het Mass2Ant-project is een samenwerking tussen het Earth and Life Institute van de Université Catholique de Louvain (UCL), het glaciologisch labaoratorium van de ULB en het KMI.
Dit project heeft twee hoofddoelstellingen:
Ten eerste proberen we de lokale processen te begrijpen die verantwoordelijk zijn voor de variatie van de oppervlakte-massa-balans (de ophoging van de ijskap) in het prinses Ragnhild-kustgebied (PRC) en er de veranderingen tijdens de afgelopen 300 jaar te documenteren.
Ten tweede zullen we verbanden leggen tussen lokale, regionale en grootschalige processen om de oorsprong van de variatie van de oppervlakte-massa te bepalen.
Hierbij wordt nagegaan of de waargenomen massaverhoging, die vastgesteld werd bij een recente waarneming van een ijskern verkregen in de buurt van de PRC, representatief is voor een groter gebied en of de veranderingen het gevolg zijn van menselijke invloed of eerder verband houden met de natuurlijke variabiliteit van de oceanische en atmosferische circulatie.
Tot slot zullen we het belang van de variabiliteit van de oppervlakte-massa-balans van Oost-Antarctica toetsen met de oppervlakte-massa-balans uit de modellen van het Aardsysteem en zullen de gevolgen voor toekomstige prognoses van de oppervlakte-massa-balans geanalyseerd worden.

De analyses zullen gebaseerd zijn op:
(i) nieuwe meteorologische data en gegevens afgeleid van twee nieuwe ijskernen,
(ii) compilatie van bestaande metingen en van de instrumentale gegevens,
(iii) gedetailleerde karakterisering van de ruimtelijke en temporale eigenschappen van de gegevens,
(iv) de resultaten van bestaande regionale en wereldwijde modellen en nieuwe simulaties.
Deze gecombineerde aanpak van modellering en waarnemingen, die specifiek gericht is op de analyse en assimilatie van de data, zal ons toelaten om de interacties tussen verschillende temporale en ruimtelijke schalen te bestuderen.

 

Voor meer informatie kunt u terecht op volgende sites:

www.aerocloud.be 

http://ozone.meteo.be/meteo/view/en/1550481-AEROCLOUD.html

belatmos.blogspot.be

http://www.antarcticstation.org/news_press/news_detail/first_time_visitor_to_antarctica_paves_way_for_geomagnetic_observatory


https://vimeo.com/129437842