ARISE - Atmospheric dynamics Research InfraStructure in Europe

Land / Region: Europa

Projektanfang: 01.01.2012

Projektende: 28.02.2015

Projektstand: 28.02.2015

Im EU-Projekt ARISE, gefördert im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU, bilden zwölf internationale Partner europäischer Forschungsinstitutionen unter Projektleitung der französischen CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) das Projektkonsortium (siehe Tabelle unten).
Die BGR leitet im Projekt ARISE das Arbeitspaket II ("Network Optimization") und ist maßgeblich an Aufgaben der Koordinierung und Optimierung der verschiedenen Technologien beteiligt sowie an der Einschätzung von Rahmenbedingungen, Machbarkeiten und einer Bestimmung der Leistungsfähigkeit beteiligter und neuer Technologien für die Fortführung des Projektes in einer zweiten Projektphase .
Im Projekt wird mit Hilfe einer bereits bestehenden Infrastruktur aus europäischen Netzen für die Messung von Infraschall sowie Lidar- und Airglow-Instrumenten (siehe Abbildung 1) ein Ansatz entwickelt, technologieübergreifend und umfassend die Dynamik in der Atmosphäre vom Erdboden bis in 100 Kilometer Höhe zu untersuchen.

Abb. 1: ARISE - Stationsnetzwerk bestehend aus einem Verbund bereits existierender Infraschall-/Lidar- und Airglow-Messstationen in Europa und darüber hinaus

Bei der im Projekt untersuchten Dynamik der Atmosphäre stehen vor allem Schwerewellen im Fokus, die eine Perturbation der horizontalen Schichtung der Atmosphäre bewirken. Dies führt sowohl zu einer vertikalen Vermischung als auch zu einer Veränderung der horizontalen Windfelder. So hat Letzteres insbesondere einen nachhaltigen Einfluss auf die Infraschallausbreitung in der Atmosphäre (siehe Abbildung 2), deren Verständnis für die Wahrnehmung der Aufgaben der BGR im Bereich Kernwaffenteststopp unerlässlich ist.

Abb. 2: Einflüsse von Schwerewellen auf die Infraschallausbreitung: im dargestellten Fall (links) findet Wellenausbreitung, hier mit Raytracing- und PE-Methoden berechnet, nur nahe dem Erdboden und in die obere Atmosphäre statt Quelle: BGR

Neben den Synergien durch das Zusammenführen der Daten aus den passiven Messmethoden zur Bestimmung der Aktivität und dem Auftreten von Schwerewellen ist ein weiteres Ziel dieses Projekts, eine Weiterentwicklung der Stationsnetze abzuleiten. Dabei sollen auch Aspekte der Detektionsfähigkeit und des Leistungsvermögens von Stationsnetzen berücksichtigt werden (siehe Abbildung 3); die zugehörigen projektbezogenen Arbeiten werden von der BGR koordiniert.

Abb. 3: Leistungsfähigkeit des globalen CTBT-Infraschallnetzwerks bei der Detektion des 2013 Tscheljabinsk Meteoriten unter Berücksichtigung von Quellcharakteristik, Wellenleitung und tageszeitabhängigen Rauschbedingungen an den Stationen Quelle: BGR

Anwendungen der Untersuchung atmosphärischer Dynamik und Netzwerkperformanz im Kontext des ARISE Projektes finden sich in den Bereichen der Verbesserung numerischer Wettervorhersage, der Frühwarnung vor Vulkan(asche)eruptionen und der Detektion von Extremereignissen.

Detaillierte Informationen zum Projekt: http://arise-project.eu/

Partner:

• Commissariat à l’Energie Atomique (CEA), Frankreich
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Deutschland
• Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Frankreich
• Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Deutschland
• University of Reading (UREAD), Großbritannien
• Universita Degli Studi Di Firenze (UNIFI), Italien
• Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI), Niederlande
• Stiftelsen Norwegian Seismic Array (NORSAR), Norwegen
• Ustav Fyziky Atmosfery (IAP), Tschechien
• Institutet för RymdFysik (IRF), Schweden
• Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB), Belgien
• Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique (ECL), Frankreich