Zukunft Forschung 02/2022

TITELTHEMA
AUSTAUSCHPROZESSE sind in der Grenzschicht
über Bergen komplexer als über flachem
Gelände, zudem wird vermutet, dass der vertikale
Transport in Richtung freier Atmosphäre über
Bergen im Durchschnitt intensiver ist.
auch über die globalen Wasser-, Energie- und
Kohlenstoffkreisläufe.
In TEAMx, einem Projekt, dessen voller Name
Multi-scale transport and exchange processes
in the atmosphere over mountains – programme
and experiment lautet, hat sich nun eine internationale
Gemeinschaft von Forscherinnen und
Forschern zum Ziel gesetzt, das Verständnis
dieser Prozesse in der MoBL zu verbessern.
Langfristige Ziele von TEAMx, das vom Innsbrucker
Institut für Atmosphären- und Kryosphärenwissenschaften
koordiniert wird, sind
die Optimierung numerischer Modelle und
Beobachtungssysteme für die Anwendung
über bergigem Gelände, die Verbesserung
von Wettervorhersagen und Klimawandelszenarien
über Gebirgen sowie die genauere
Charakterisierung der globalen Kreisläufe von
Wasser, Energie und Spurengasen.
Messkampagne im Inntal
„Im Frühjahr 2024 wird die große TEAMx-
Messkampagne starten“, berichtet Rotach.
Mit Spezialausrüstungen ausgestattete internationale
Forschungsgruppen werden einen
„luftigen“ Brenner Basistunnel samt Zulaufstrecken
unter die Lupe nehmen: das Inntal
in seiner West-Ost-Ausrichtung, das von
Norden nach Süden verlaufende Etschtal,
sowie das Alpenvorland in Süddeutschland
„Prozesse in der Gebirgsgrenzschicht sind für
angewandte Simulationen wichtig – das kann
die Luftqualität, die Wasserversorgung, die
Stromerzeugung durch Erneuerbare Energien
oder die Landwirtschaft betreffen.“ Mathias Rotach
und Norditalien. Vor allem das Inntal bringt
– abseits seiner geografischen Lage – optimale
Voraussetzungen mit, gibt es doch, so Rotach,
„wahrscheinlich keine andere alpine Region,
die derart dicht mit ständigen Messstationen
besetzt ist“. Eine davon ist die von Rotach
initiierte Innsbruck-Box, in Anlehnung an
Apple kurz i-Box genannt. „Um eine Theorie
der Grenzschichtforschung über flachem
und homogenem Gelände zu überprüfen, benötigt
man nur einen Punkt, eine stationäre
Messstation. Nur: Diese Homogenität gibt es
eigentlich nirgends, eventuell in der Wüste“,
sagt Rotach. Zur Überprüfung benötigt es also
auch Höhe, man bedient sich z. B. In-situ-Sensorik
an Masten oder bodengebundener Fernsondierungsverfahren.
Nur: Mit der Höhe allein
ist es auch nicht getan. „Mit der i-Box haben
wir ein dreidimensionales Arrangement“,
erklärt Rotach. Sechs Stationen, an charakteristischen
Plätzen im zentralen Inntal (Nordund
Südhang, Tallage, Bergkamm, Wiese,
Wald, bebautes Gebiet…) aufgestellt, bilden
die i-Box, gemessen werden vor allem Turbulenz,
aber auch Temperatur, Feuchte, CO 2 ,
Sonneneinstrahlung etc. Die vorliegenden, bis
zu zehn Jahre zurückreichenden Messreihen
sollen auch helfen, „Daten aus der TEAMx-
Messkampagne, die wir vielleicht nicht einordnen
können, mit schon vorhandenen zu
vergleichen“, schildert Mathias Rotach.
Die Messkampagne erstreckt sich über ein
komplettes Jahr (Frühjahr 2024 bis Frühjahr
2025) und umfasst zwei Extensive Observation
Periods (EOPs), eine im Sommer und eine im
Winter. Die bestehenden Beobachtungs-
und Überwachungsnetze
werden mit zahlreichen
Instrumentierungen und Messverfahren
ergänzt: Das Karlsruher
Institut für Technologie etwa
rückt dem Inntal mit seinem KITcube
zu Leibe, ein mobiles Gesamtbeobachtungssystem,
das ein Atmosphärenvolumen
von ca. zehn Kilometer Seitenlänge
vermessen kann; die Technische Universität
Braunschweig wiederum reist mit einem speziellen
Forschungsflugzeug an, das in der tief
gelegenen MoBL fliegen und messen kann.
Davon Flugstunden gebucht hat unter anderem
Rotachs Institutskollegin Ivana Stiperski,
die in dem Projekt UNICORN – gefördert im
Rahmen des ERC-Consolidator-Programms –
ein neuartiges Framework zum Verständnis
von oberflächennahen Turbulenzen in komplexem
Gelände entwickeln will. ah
AUSGANGSPUNKT des
Projekts TEAMx war die 33.
International Conference on
Alpine Meteorology, die 2015
in Innsbruck stattfand. Am
Schlusstag diskutierte eine
Runde von Forscherinnen
und Forschern die Möglichkeit
einer groß angelegten
Messkampagne, wie sie schon
in der Vergangenheit durchgeführt
worden waren. 2017
erfolgte die Einsetzung einer
Coordination and Implementation
Group, 2018 die Einrichtung
eines Koordinationsbüros
in Innsbruck, 2019 der erste
TEAMx-Workshop in Rovereto
mit 92 Teilnehmerinnen und
Teilnehmern aus elf Nationen.
In dem über die beteiligten Institutionen
finanzierten Projekt
wird eine breite Kampagne mit
zahlreichen bodengestützten
In-situ-, Fernerkundungs- und
Flugzeugmessungen vorbereitet,
die von Frühjahr 2024 bis
Frühjahr 2025 dauern wird. An
der Kampagne beteiligen sich
Universitäten, Forschungseinrichtungen
und Wetterdienste
aus elf Ländern in
Europa und den USA.
Info: www.teamxprogramme.org
zukunft forschung 02/22 11