ProCeas Air+ H2O-Analysatoren messen erfolgreich Wasserisotope in der Antarktis
Im Rahmen des AWACA-Projekts (europäischer ERC-Zuschuss ID 951596) hat das Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) mit Unterstützung des IPEV (Institut Polaire Français Paul-Émile Victor) erfolgreich PROCEAS AIR+ H₂O-Isotopenanalysatoren an fünf Standorten in der Ostantarktis installiert und damit die Klimaforschung in extremen Umgebungen weiter vorangetrieben. Diese hochmodernen Laserspektrometer, die von der DURAG GROUP Tochter AP2E entwickelt wurden, liefern bahnbrechende Erkenntnisse über den atmosphärischen Wasserkreislauf, die die Interpretation paläoklimatischer Aufzeichnungen aus Eiskernen verbessern werden.
Auf einen Blick
|
Kunde: Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE) |
OFCEAS-Technologie erlaubt präzise Messungen auch unter Extrembedingungen
Die ProCeas Air+ H2O-Instrumente nutzen die OFCEAS-Technologie (Optical Feedback Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy) zur Messung von Wasserdampf-Isotopen mit außergewöhnlicher Präzision, selbst unter extrem trockenen Bedingungen. Dieser Einsatz stellt einen bedeutenden Fortschritt in der polaren Klimaüberwachung dar, da frühere Methoden, die auf der CRDS-Technologie basieren, mit der geringen Luftfeuchtigkeit auf dem ostantarktischen Plateau nicht zurechtkamen, wo das Wasser-Mischungsverhältnis im australischen Winter bis zu 10 ppm betragen kann.
"Der Einsatz der ProCeas H2O-Analysatoren verlief dieses Jahr unglaublich gut. Alle Geräte sind jetzt in der Antarktis an unseren fünf Standorten in Betrieb, darunter drei autonome, energiebetriebene Stationen, und sie übertragen erfolgreich Daten. Wir sind von den Ergebnissen begeistert!"
Thomas Lauwers, Research Engineer bei CEA, LSCE (Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement)
Die Instrumente sind an verschiedenen Standorten im Adelie-Land und auf dem ostantarktischen Plateau installiert, darunter die Forschungsstationen Dumont d'Urville und Concordia. Sie liefern kontinuierlich hochauflösende Daten, die für das Verständnis der atmosphärischen Dynamik, des Feuchtigkeitstransports und der Austauschprozesse zwischen Schnee und Atmosphäre unerlässlich sind. Ihre Leistung hat eine überragende Stabilität und Genauigkeit bewiesen, die zuverlässige Messungen über längere Zeiträume in der rauen antarktischen Umgebung gewährleisten.
Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat die OFCEAS-Technologie für ihre Fähigkeit gelobt, vorübergehende atmosphärische Ereignisse mit hoher Präzision zu erfassen, insbesondere unter Bedingungen mit geringer Luftfeuchtigkeit, wo herkömmliche Methoden an ihre Grenzen stoßen. Darüber hinaus bietet das innovative Design von AP2E entscheidende Vorteile für den Einsatz in extremen Umgebungen. Die mechanisch montierten optischen Teile ermöglichen eine Feinjustierung vor Ort, und die modularen Komponenten können vor Ort gewartet und gereinigt werden. Die eingebettete Software verbessert die Anpassungsfähigkeit weiter und ermöglicht den Forschern die Feineinstellung von Temperatur, Druck und anderen Parametern zur Anpassung an die spezifischen Umweltbedingungen in der Antarktis. Diese Funktionen minimieren das Risiko von Ausfällen und gewährleisten eine langfristige Zuverlässigkeit an abgelegenen Orten.
Hinweis zur Bildergalerie: Alle Messinstrumente befinden sich im Inneren des solarbetriebenen Containers, dessen Temperatur auf 10° C gehalten wird. Das vertikale Rohr auf dem Dach ist die Wasserisotopen-Probenahmeleitung; im Hintergrund: die Wetterstation. Bilder bereitgestellt von Thomas Lauwers.
Eine umfassende wissenschaftliche Studie, in der die Leistung und die Auswirkungen dieser Instrumente detailliert beschrieben werden, wurde in der Zeitschrift Atmospheric Measurement Techniques veröffentlicht und kann hier abgerufen werden: https://amt.copernicus.org/articles/18/1135/2025/
Im Rahmen dieser Studie heben die Autoren hervor: "Kalibrierungsmessungen über einen Zeitraum von einem Jahr bestätigten die Stabilität des OFCEAS-Analysators, der ein extrem geringes Rauschen und ein schnelles Ansprechverhalten kombiniert. Das ermöglicht die Messung von transienten Phänomenen wie der Isotopenzusammensetzung einzelner Schneeflocken. Gleichzeitig ist der Analysator anpassungsfähig und robust genug für den Feldeinsatz in abgelegenen Umgebungen, was das Risiko eines Ausfalls verringert."
Hinweis zur Bildergalerie: Abbildungen vom Inneren des Labors: AP2E ProCeas®-Analysatoren in Aktion. Die Geräte messen kontinuierlich Wasserdampf-Isotope in der Umgebungsluft, wobei die Live-Daten auf dem lokalen Bildschirm und aus der Ferne angezeigt werden, um eine Überwachung und Analyse in Echtzeit zu ermöglichen. Bilder bereitgestellt von Thomas Lauwers.
Gesammelte Daten ermöglichen bessere Klimamodelle
"Diese Leistung ist ein Beweis für die Robustheit, die Vielseitigkeit und die Zuverlässigkeit der ProCeas-Technologie. Wir sind stolz darauf, LSCE und alle Wissenschaftler bei ihrer kritischen Forschung zu Klimaprozessen zu unterstützen, die zu einem besseren Verständnis des globalen Klimawandels beitragen werden."
Fabien Burato, Geschäftsführer DURAG Sales & Service GmbH & Co. KG
Wir gratulieren dem gesamten LSCE-Forschungsteam ganz herzlich zu seinem Engagement und dem erfolgreichen Einsatz dieser hochmodernen Instrumente. Wir danken ihnen auch für ihr Vertrauen in die DURAG GROUP und die AP2E-Technologie zur Unterstützung ihrer wichtigen Arbeit.
Weitere Informationen über das ProCeas Air Analysegerät finden Sie unter: https://www.durag.com/de/produktfilter-837.htm?productID=ProCeas%20Air
Mit diesem erfolgreichen Einsatz bekräftigen die LSCE und die DURAG GROUP ihr Engagement, die Atmosphärenforschung durch Spitzentechnologie voranzutreiben. Die gesammelten Daten werden dazu beitragen, die Klimamodelle zu verfeinern und die Vorhersagen zur Entwicklung des polaren Klimas zu verbessern.
Über das Projekt
AWACA (Atmospheric WAter Cycle over Antarctica) ist ein siebenjähriges Forschungsprojekt, das seit 2021 vom Europäischen Forschungsrat (ERC) gefördert wird. Sein Ziel ist es, unser Verständnis des atmosphärischen Wasserkreislaufs in der Antarktis und seiner Auswirkungen auf das vergangene und zukünftige Klima zu vertiefen. Das Projekt kombiniert innovative Messungen - mit Hilfe von autonomen, mit Solarzellen, Windturbinen und Brennstoffzellen betriebenen Stationen, die entlang einer 1.100 km langen Strecke von der französischen Basis Dumont d'Urville bis zur Concordia-Forschungsstation aufgestellt werden - mit fortschrittlichen Modellierungen.
Durch die Analyse von Isotopen in Wasserdampf-, Schnee- und Eiskernen will AWACA die Klimaschwankungen der letzten 1.000 Jahre rekonstruieren und die Vorhersagen für die nächsten 100 Jahre verbessern. Die Daten werden dazu beitragen, die physikalischen Prozesse in globalen und regionalen Klimamodellen zu verfeinern und letztlich unsere Fähigkeit zur Vorhersage des Meeresspiegelanstiegs im Zusammenhang mit der Dynamik des antarktischen Eisschilds zu verbessern.
Weitere Informationen über das AWACA-Projekt finden Sie unter: https://awaca.ipsl.fr/
Abbildungshinweis: Der AWACA-Transekt: eine 1.100 km lange Messlinie quer durch die Antarktis. Von der Station Dumont d'Urville an der Küste bis zur Station Concordia auf dem Polarplateau sammeln autonome Stationen Daten über den atmosphärischen Wasserkreislauf entlang dieses repräsentativen Weges der Luftmassen, die Feuchtigkeit vom Ozean ins Innere des Kontinents transportieren. Bild bereitgestellt von: @AWACA
