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Wege des Wassers – Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der DFG-Forschungsgruppe „Cosmic Sense“ bauen neuartiges Observatorium für Bodenfeuchte auf

Wasser an der Landoberfläche lässt sich mithilfe von Neutronendetektoren besser erfassen. Foto: Dr. Martin Schrön.

Wasser an der Landoberfläche lässt sich mithilfe von Neutronendetektoren besser erfassen. Foto: Dr. Martin Schrön.

Wie entstehen Hochwasser? Wann drohen besonders trockene Phasen? Und wie könnte sich unser Klima weiter wandeln? Um diese und weitere Fragen zu beantworten, bedarf es mittelfristiger Prognosen, kurzfristiger Rekonstruktionen und langfristiger Simulationen der Phänomene. Doch diese sind gegenwärtig limitiert durch die Qualität der Messungen von Bodenfeuchte über größere Flächen. Dies zu ändern und dabei grundsätzlich neue Wege zu gehen, ist Ziel der interdisziplinären Forschungsgruppe „Cosmic Sense“, in der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von sieben Standorten aus ganz Deutschland zusammenarbeiten.

Ein erster großer Schritt ist der Aufbau eines zeitlich limitierten, aber einzigartigen Observatoriums im bayerischen Voralpenland, das vorübergehend in das dortige TERENO Pre-Alpine Observatory integriert wird. Ab 13. Mai werden zwei Monate lang unterschiedliche Beobachtungsmöglichkeiten in einem Untersuchungsgebiet zusammengeführt. Als Dreh- und Angelpunkt dient dabei die zerstörungsfreie Messung von Bodenfeuchte über Schwankungen des natürlichen Hintergrunds an atmosphärisch erzeugten Neutronen. Die speziell entwickelten Neutronensonden werden stationär und mobil eingesetzt und decken so ein Kerngebiet und zugleich eine ganze Region ab. Dafür werden weltweit erstmals mehr als 20 dieser Neutronensonden zu einem gemeinsamen Cluster im temporären Observatorium zusammengelegt. Darunter sind  zwei Typen von Neutronensonden der neuesten Generation – auch das eine Weltpremiere. Dank paralleler Messungen mithilfe von Drohnen und anderen geophysikalischen Verfahren werden die Daten mit den Ergebnissen weiterer  Untersuchungsmethoden verglichen.

Die Forschenden hoffen, Muster in der Wasserverteilung im Gebiet zu erkennen, die für den durchwurzelten Boden repräsentativ sind, auch wenn sie sich durch Austrocknung und Niederschläge laufend ändern. In einem zweiten Schritt ist der Transfer solcher Messergebnisse angedacht – hin zur großflächigen Berechnung der Bodenfeuchte und des Austausches mit der Atmosphäre, dem Grundwasser und den Flüssen. Diese Übertragung erfolgt mithilfe von Simulationsmodellen, die sich im Vergleich zu den Messungen bewähren und dabei ständig verbessert werden müssen. Ein solcher Transfer wird als Teil der geplanten Forschungsaktivitäten bereits für die Region rund um das Observatorium erfolgen.

Einer der beteiligten Forscher wird per Twitter von der Arbeit im Feld berichten.


Für Hintergrundinformationen siehe
https://www.uni-potsdam.de/de/medieninformationen/archiv/detail-list/article/2018-09-21-wo-ist-das-wasser-neue-dfg-forschungsgruppe-cosmic-sense-untersucht-wasserspeicherun.html
https://www.uni-potsdam.de/de/cosmicsense.html

Text: Sascha Oswald/Matthias Zimmermann
Online gestellt: Matthias Zimmermann
Kontakt zur Online-Redaktion: onlineredaktionuni-potsdamde