24.11.2020 | Logbuch
Autor
Ein mit WSL-Beteiligung entwickelter Radiometer steht seit fünf Jahren auf dem Tibetischen Hochplateau. Was tut er dort, und was hat das mit globalen Satellitenmessungen der Bodenfeuchtigkeit zu tun? Der Physiker und Elektroingenieur Mike Schwank erläutert im WSL-Blog.
Vor kurzem publizierte die renommierte Wissenschafts-Zeitschrift Nature Scientific Data Zwischenresultate eines Projekts [1], mit dem ich als WSL-Mitarbeiter sehr verbunden bin.
Ich kann mich gut an den Tag erinnern, als mich 2015 Prof. Bob Su der Universität Twente (Netherlands) anrief. Er wollte für ein Projekt im Tibet den L-Band-Radiometer einsetzen, den ich zusammen mit der Firma GAMMA REMOTE SENSING (Gümligen BE) entwickelt hatte [2]. Zu dieser Zeit stand das Gerät für Tests auf dem Gelände der WSL. Mitarbeitende nannten es scherzhaft «Trichter» wegen seines auffälligen Aussehens.
Aber was wollte Professor Su damit auf dem tibetischen Hochplateau?
Die Mikrowellenabstrahlung von Böden, Vegetation und Schnee zeigt an, wie viel Wasser in diesen vorhanden ist. Diese Information ist wichtig, um den globalen Wasserkreislauf besser zu verstehen und um die Zuverlässigkeit von Wettervorhersagen zu verbessern. Die European Space Agency (ESA) führt zu diesem Zweick eine langjährige Satellitenmission mit den Namen «Soil Moisture and Ocean Salinity» (SMOS) durch. Eines der Ziele der SMOS Mission besteht eben auch in der Messung des Bodenwassergehalts auf globaler Skala.
Um die per Satellit erfassten Daten korrekt zu interpretieren, sind bodengestützte Vergleichsmessungen eine wichtige Hilfe. So hat die ESA die internationale Forschergruppe um Prof. Su [3] damit beauftragt, solche Messungen im Tibetischen Hochplateau durchzuführen.
Made at WSL
Während den Entwicklungsarbeiten bei GAMMA und an der WSL hatten sich gute Kontakte und punktuelle Zusammenarbeit mit der ESA ergeben. Sowohl mit der technischen wie auch mit der wissenschaftlichen Seite des gestarteten Projektes war ich vertraut, so dass mich die Anfrage der Forschergruppe nicht erstaunte.
Mir wurde rasch bewusst, dass der Transport und die Inbetriebnahme dieses grossen Apparates vor Ort eine Herausforderung würde. So knüpfte ich meine Mitarbeit an eine Bedingung: Die beteiligten Fachleute müssten den Trichter in Birmensdorf bedienen lernen und eigenhändig für den Transport zerlegen.
Im November 2015 organisierten wir also einen Radiometer-Workshop an der WSL. Zusammen mit Donghai Zheng und Prof. Yijian Zeng der Universität Twente besuchte uns Dr. Jun Wen der Chinese Academy of Sciences. Drei Tage lang vertieften sich die drei in die Grundlagen der Radiometrie und erlernten die Handhabung des Forschungsgeräts ein. Am letzten Tag zerlegten sie dann den «Tricher» in seine Einzelteile für den Luftfracht-Transport.
Des Trichters Reise
Vom Flughafen Chengdu war am Schluss noch ein abenteuerlicher Lastwagen-Strecke bis zum Einsatzort im Maqu-Bezirk auf dem tibetischen Hochplateau nötig, auf 5000 m.ü.M. Dort setzten die tibetischen Wissenschaftler das Gerät wieder zusammen und nahmen es erfolgreich in Betrieb.
Seither liefert der «Trichter» wertvolle bodengestützte Messungen der thermischen Emissionen (bei 1.4 GHz) des Permafrost-Bodens im Einzugsgebiet des Gelben Flusses. Die mit dem «Trichter» gemessenen Mikrowellen Strahlungs-Temperaturen werden mit entsprechenden Messungen von Satelliten (SMOS und SMAP) der ESA und der NASA verglichen und dienen unter anderem zu deren Validierung.
An der Weiterentwicklung von L-Band-Radiometern und den damit verbundenen Methoden arbeite ich heute mit Derek Houtz und Reza Naderpour an der WSL. Eine «Kompaktversion» des «Trichters» ist eben von der MOSAiC-Expedition im Polarmeer zurückgekommen. Auf diesen Winter ist in Sodankylä (Finnland) eine ähnliche Kampagne wie im Tibet geplant.
Video: Elbara-III Radiometer am Nordpol
Publikationen
Links
Forschergruppe um Prof. Bob Su (University of Twente, Faculty of Geo-Information Science and Earth Observation)
Copyright
WSL und SLF stellen Bildmaterial zur Bebilderung von Presseartikeln im Zusammenhang mit dieser Medienmitteilung kostenfrei zur Verfügung. Eine Übernahme der Bilder in Bilddatenbanken und ein Verkauf der Bilder durch Dritte sind nicht gestattet.