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Zotto = Zotino Tall Tower Observatory (Russia)

Standort

Taigawald

ZOTTO Tall Tower

Latitude 60.80
Longitude 89.35

ZOTTO Wald Eddy

Latitude 60.81
Longitude 89.36

ZOTTO Sumpf Eddy

Latitude 60.36
Longitude 89.39

Überblick

  • 304 m hoher “Hoher-Turm”, seit 2006
  • Messplattformen auf 52, 158, und 301 Metern Höhe
  • Zusammenarbeit mehrerer MPI-BGC Abteilungen
  • Klimatisierter Bunker für wissenschaftliches Equipment
  • Generatoren zur Energieversorgung
  • Eddy Kovarianz Türme (10 m and 30 m hoch), seit 2011

Projekt

Beschreibung & Geschichte

Das Zotino Tall Tower Observatorium (ZOTTO) befindet sich in Zentral-Sibirien, ungefähr 20 km westlich vom Ort Zotino am Jenissei Fluss (114 m a.s.l.).

Das Ökosystem, in der hellen Taiga, rund um die Station umfasst hauptsächlich Kiefernwälder (Pinus sylvestris) mit ca. 20m hohen Bäumen und flechtenbedeckten sandigen Böden (Schulze et al., 2002).

Die nächste größere Stadt ca. 600 km südlich der Station ist Krasnoyarsk (950 000 Einwohner). Der Transport von Ausrüstung zu dieser abgeschiedenen Station dauert ca. 2 Tage und ist nur im Winter möglich, daraus erwächst der dringende Bedarf, Wartungsaufgaben auf ein Minimum zu reduzieren und ebenso die Nutzung von Verbrauchsmaterialien (Winderlich et al., 2010).

In der Vergangenheit wurde das Ökosystem rund um die Zotto Station für einige Jahre mittels Flugzeugmessungen und Eddy Kovarianz Systemen untersucht (siehe Zotino Seite). Der Aufbau des neuen Hohen Turms wurde im September 2006 vollendet (Schulze et al., 2010).

Aerosol und Kohlenstoffmonoxid-messungen finden in 301 m und 52 m Höhe statt. Ozon und NOx werden auf dem 30 m Level gemessen (Vivchar et al., 2009). Seit Juni 2007 finden komplexe Gasmessungen von CO2, O2, CH4, CO, und N2O mittels Gaschromatographie, paramagnetischen Sensoren, und Nahinfrarot-Spektroskopie auf fünf Turmhöhen statt (Kozlova et al., 2009). Seit April 2009 gibt es ein wartungsarmes Hochpräzisions-Messsystem für CO2/CH4 .

Die Beteiligung der Servicegruppe Feldexperimente und Instrumentierung am Tall Tower besteht hauptsächlich in der Installation von Meteorologie-Sensoren und ihren Halterungen, sowie in der Installation einer Blitzschutzanlage. Außerdem kümmert sich Karl Kübler um die aufwendige Wartung der Generatoren des Turms. Seit 2011 gibt es 2 neue Eddy Kovarianz Türme in der Nähe des Tall-Towers in einem Wald und in einem Sumpfgebiet.

Variablen & Instrumente

"ZOTTO Wald Eddy"

Flüsse

  • Eddy Covarianz - CO2, water vapor, momentum, heat (USA-1, LI7200)
  • Profile - CO2 (GMP343)

Meteorologie

  • Windgeschwindigkeit und Windrichtung - 3D- Ultraschall-Anemometer USA-1, Metek
  • Luftdruck - Druckgeber 61302V, Young
  • Lufttemperatur und Luftfeuchte - Temperatur-Feuchte-Sensor KPK1_6-ME-H38, Mela
  • Niederschlag - beheizter Kippschaufel-Niederschlagsmesser, Thies
  • Solarstrahlung - Strahlungsbilanzsensor CNR1, Kipp & Zonen
  • Terrestrische Strahlung - Strahlungsbilanzsensor CNR1, Kipp & Zonen
  • Photosynthetisch aktive Strahlung - PAR Sensor PQS1, Kipp & Zonen

Bodenverhältnisse

  • Bodentemperatur - Bodentemperatursensors PT100, Selbstbau
  • Bodenfeuchte in 4 Tiefen - Theta-Bodenfeuchte-Sonde ML-2x, Delta-T
  • Bodenwärmestrom an 5 Positionen - Bodenwärmestromplatten HP3/CN3, Rimco

Datenerfassung

  • Meteorologische Daten - Datenlogger CR3000, Campbell Scientific
  • CO2 Profildaten - Datenlogger CR10X, Campbell Scientific
  • Flussdaten - Notebook

"ZOTTO Sumpf Eddy"

Flüsse

  • Eddy Covarianz- CO2, water vapor, momentum, heat (USA-1, LI7200); CH4 (Picarro G1301-f)

Meteorologie

  • Windgeschwindigkeit und Windrichtung - 3D- Ultraschall-Anemometer USA-1, Metek
  • Luftdruck - Druckgeber 61302V, Young
  • Lufttemperatur und Luftfeuchte - Temperatur-Feuchte-Sensor KPK1_6-ME-H38, Mela
  • Niederschlag - beheizter Kippschaufel-Niederschlagsmesser, Thies
  • Solarstrahlung - Strahlungsbilanzsensor CNR1, Kipp & Zonen
  • Terrestrische Strahlung - Strahlungsbilanzsensor CNR1, Kipp & Zonen
  • Photosynthetisch aktive Strahlung - PAR Sensor PQS1, Kipp & Zonen

Bodenverhältnisse

  • Bodentemperatur - Bodentemperatursensors PT100, Selbstbau
  • Bodenfeuchte in 5 Tiefen - Theta-Bodenfeuchte-Sonde ML-2x, Delta-T
  • Bodenwärmestrom an 5 Positionen - Bodenwärmestromplatten HP3/CN3, Rimco

Datenerfassung

  • Meteorologische Daten - Datenlogger CR3000, Campbell Scientific
  • Flussdaten - Notebook

Publikationen

Heimann, M., Schulze, E. D., Winderlich, J., Andreae, M., Chi, X., Gerbig, C., Kolle, O., Kübler, K., Lavric, J. V., Mikhailov, E., Panov, A., Park, S., Rödenbeck, C., Skorochod, A. (2014). The Zotino Tall Tower Observatory (Zotto): Quantifying Large Scale Biogeochemical Changes in Central Siberia. Nova Acta Leopoldina NF, 117(399), 51-64.

Winderlich, J., Gerbig, C., Kolle, O., Heimann, M. (2014). Inferences from CO2 and CH4 concentration profiles at the Zotino Tall Tower Observatory (ZOTTO) on regional summertime ecosystem fluxes. Biogeosciences, 11(7), 2055-2068. doi:10.5194/bgd-10-15337-2013.

Vasileva, A. V., Moiseenko, K. B., Mayer, J. C., Jürgens, N., Panov, A., Heimann, M., Andreae, M. O. (2011). Assessment of the regional atmospheric impact of wildfire emissions based on CO observations at the ZOTTO tall tower station in central Siberia. Journal of Geophysical Research - Atmospheres, 116, D07301. doi:10.1029/2010jd014571.

Winderlich, J., Chen, H., Gerbig, C., Seifert, T., Kolle, O., Lavric, J. V., Kaiser, C., Hofer, A., Heimann, M. (2010). Continuous low-maintenance CO2/CH4/H2O measurements at the Zotino Tall Tower Observatory (ZOTTO) in Central Siberia. Atmospheric Measurement Techniques, 3(4), 1113-1128. doi:10.5194/amt-3-1113-2010.

Schulze, E.-D., Vygodskaya, N. N., Tchebakova, N. M., Czimczik, C. I., Kozlov, D. N., Lloyd, J., Mollicone, D., Parfenova, E., Sidorov, K. N., Varlagin, A. V., Wirth, C. (2002). The Eurosiberian Transect: an introduction to the experimental region. Tellus, Series B - Chemical and Physical Meteorology, 54(5), 421-428.