Field Experiments & Instrumentation / Workshops                    --- Making Things Happen ---     


Manaus (Brasilien)

Standort

Amazonas, tropischer Regenwald

Latitude -13.08
Longitude -50.90

Überblick

  • Flugzeugmessungen
  • Großräumige atmosphärische
    Messungen von Methan und
    CO2 (CLAIRE 2001/2002)
  • Lokale Aerosol Messungen
    (BARCA 2008/2009)

Projekte

Beschreibung & Geschichte

Es wurden regionale Berechnungen zu Oberflächen- CO2 - Austauschraten in Manaus, Brasilien gemacht. Dabei wurden Budgetierungstechniken zur atmosphärischen Grenzschicht über Tropischem Regenwald mit simultanen Messungen von zwei Eddy Covarianz Türmen am Boden verglichen (Lloyd et al., 2007)..

Das Studiengebiet befand sich im Bioreservat des Instituto Nacional de Pesquisas da Amazonia (INPA), bestehend aus einem tropischen Regenwald mit einer Kronendachhöhe von 30 bis 40 m, aber auch mit vereinzelten 50 m hohen Bäumen. Während des Zeitraums vom 7–21 Juli 2001 wurden an 14 Gelegenheiten, die CO2 -Profile von 100 m bis 3000 m Höhe über Grund erhalten. Die Profile wurden typischerweise gegen 10 Uhr Lokaler Zeit LT (Morgenbedingungen) oder 16 Uhr Lokaler Zeit LT (Nachmittagsbedingungen) gemacht.

Die Morgenflüge wurden zeitlich abgestimmt mit den frühen Phasen konvektiven Wachstums, in der Erwartungsgemäß, das während der Nacht im Kronendach des Waldes respiriertes CO2 sich gerade mit der wachsenden atmosphärischen Grenzschicht vermischt hat. Nachmittagsflüge standen im Einklang mit der Zeit, in der der fühlbare Wärmestrom vom Regenwalddach in die Atmosphärische Grenzschicht Null erreicht.

In allen Fällen fanden die Flüge zwischen den beiden 11 km voneinander entfernten Eddy-Covarianz-Türmen (“C14” und “K34”) statt.

Die Messflügen fanden im Rahmen der Kooperative LBA Airborne Regional Experiment (LBA-CLAIRE 2001)statt, es wurde ein Bandeirante Flugzeug (EMB 145)eingesetzt, dass mit einem System ausgestattet war, dass konzipiert war für genaueste und kontinuierliche Profilerstellung von atmosphärischen CO2 Konzentrationen (Lloyd et al., 2002) mittels eines LICOR 6251 Infrarot Gasanalysators (IRGA).

Der Luftvolumenstrom durch den Analysator betrug eine Rate von 1.7 bis 2.5×10−5 m ³ s−1, Abhängig von umgebenden Luftdruck. Der Druck der IRGA-zelle wurde kontinuierlich mit einem Vaisala PTB 100 Druckgeber gemessen, der über einen Polyurethanschlauch mit dem Ausgang der Samplezelle verbunden war. Der analoge Vaisala Ausgang war zurückgeführt zum LICOR 6251 für Druckkorrekturen entsprechend der Software.

Die LICOR-druckkorrigierten CO2 Molfraktionen und die Rohbarometerdaten wurden geloggt mit 1 Hz Frequenz, mit einem Campbell CR21X-Logger in Kombination mit einem Laptopcomputer. Die IRGA wurde regelmäßig während jedes Fluges kalibriert, typischerweise alle 250 m Höhenzunahme, mittels Spangasen von durchschnittlich 340 und 380 μmol mol−1.

Ebenfalls mit 1 Hz messend und mit dem Datenlogger verbunden waren Instrumente zur Messung von Feuchte und Temperatur, diese waren direkt im Luftstrom Nahe der Einlässe montiert, ein zweites Barometer gab den Kabinendruck an. Also connected to the data logger with acquisition time was instrumentation to measure humidity and temperature (model HMP35D, Vaisala, Helsinki, Finland), mounted on the port wing close to the gas inlet tubes (directly in the airstream) and a second barometer giving the cabin pressure.

Continuous-profile data were reprocessed off-line to take into account the inability of the IRGA software to correct for changes in atmospheric pressure on the raw output signal.

Variablen & Instrumente

Flüsse

  • Profil CO2 – Infrarot Gasanalysator IRGA (LI6251)
  • Mass flow – Hochpräzisions- Massflow-controller 1179A53CS1BVS140

Meteorologie

  • Luftdruck - Druckgeber PTB101B, Vaisala
  • Lufttemperatur und Luftfeuchte - Temperatur-Feuchte-Sensor HMP35D und HMP45D, Vaisala

Datenerfassung

  • CO2 Molfraktion – Datenlogger CR21X, Campbell Scientific & laptop

Publikationen

Beck, V., Chen, H., Gerbig, C., Bergamaschi, P., Bruhwiler, L., Houweling, S., Rockmann, T., Kolle, O., Steinbach, J., Koch, T., Sapart, C. J., van der Veen, C., Frankenberg, C., Andreae, M. O., Artaxo, P., Longo, K. M., Wofsy, S. C. (2012). Methane airborne measurements and comparison to global models during BARCA. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES, 117: D15310. doi:10.1029/2011JD017345

Chen, H., Winderlich, J., Gerbig, C., Höfer, A., Rella, C. W., Crosson, E. R., Van Pelt, A. D., Steinbach, J., Kolle, O., Beck, V., Daube, B. C., Gottlieb, E. W., Chow, V. Y., Santoni, G. W., Wofsy, S. C. (2010). High-accuracy continuous airborne measurements of greenhouse gases (CO2 and CH4) using the cavity ring-down spectroscopy (CRDS) technique. Atmospheric Measurement Techniques, 3(2), 375-386.

Kuhn, U., Ganzeveld, L., Thielmann, A., Dindorf, T., Schebeske, G., Welling, M., Sciare, J., Roberts, G., Meixner, F. X., Kesselmeier, J., Lelieveld, J., Kolle, O., Ciccioli, P., Lloyd, J., Trentmann, J., Artaxo, P., Andreae, M. O. (2010). Impact of Manaus City on the Amazon Green Ocean atmosphere: ozone production, precursor sensitivity and aerosol load. Atmospheric Chemistry and Physics, 10(19), 9251-9282. doi:10.5194/acp-10-9251-2010.

Lloyd, J., Kolle, O., Fritsch, H., De Freitas, S. R., Dias, M., Artaxo, P., Nobre, A. D., De Araujo, A. C., Kruijt, B., Sogacheva, L., Fisch, G., Thielmann, A., Kuhn, U., Andreae, M. O. (2007). An airborne regional carbon balance for Central Amazonia. Biogeosciences, 4(5), 759-768.