Fortschrittliche Beobachtung von Meteor-Kopf-Echos mit MAARSY zur Bestimmung des mikrometeorischen Flusses in die MLT

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Gunter Stober
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245530791

Die Erde unterliegt einem kontinuierlichen Strom extraterrestrischer Teilchen. Deren Größen von kleinsten Staubpartikeln bis hin zur Größe von Asteroiden reichen. Die meisten Meteoroide, die in die Erdatmosphäre eintreten, verdampfen im Höhenbereich von 70-140 km und lagern dort einen Teil ihrer Masse ab. Das dabei abgetragene meteorische Material spielt eine wichtige Rolle in der Bildung mesosphärischer Eisteilchen. Diese Eisteilchen führen zu den bekannten Phänomenen der leuchtenden Nachtwolken und der polaren mesosphärischen Sommerechos. Beide Phänomene sind gute Indikatoren atmosphärischer Dynamik und werden auch genutzt, um Klimatrends für diesen Höhenbereich abzuleiten. Zum besseren Verständnis dieser Klimasignale ist es jedoch wichtig, den meteorischen Masseneintrag in die Mesosphäre/ untere Thermosphäre (MLT) zu quantifizieren. In der Literatur gibt es eine große Diskrepanz für den meteorischen Massenfluss von 5-270 t/d für diesen Höhenbereich.Ziel dieses Antrags ist es, die große Unsicherheit signifikant zu redurzieren. Dazu beabsichtigen wir, aus den kontinuierlichen atmosphärischen Messungen mit dem Middle Atmopshere Alomar Radar System auf der norwegischen Insel Andoya, Meteor-Kopf-Echos zu beobachten. Diese Messungen sollen zeitgleich zu Beobachtungen anderer Phänomene, wie zum Beispiel mesosphärischer Sommer- oder Winterechos erfolgen. Dieser neue und einzigartige Datensatz ermöglicht es eine Meteor-Kopf-Echo Klimatologie zu erstellen. Besonders die interferometrischen Fähigkeiten des neuen Radars in Verbindung mit dem Mehr-Kanal-Empfangssystem erlauben es, die Geschwindigkeit, Flugbahn und den Quellradianten der Meteoroiden mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Auf Grundlage dieser Messungen ist beabsichtigt die saisonalen Schwankungen für die verschiedenen sporadischen Quellen zu untersuchen, um schliess-lich den Meteorfluss für die beobachteten Teilchengrößen (10e-6-10e-11 kg) abzuschätzen. Desweiteren soll die Ionisierungseffizienz für die verschiedenen Meteorpopulationen, wie zum Beipsiel für Meteor Schauer und sporadische Meteore, abgeschätzt werden. Dazu beabsichtigen wir die Masse der Meteore aus der Radarrückstreuquerschnittsfläche zu bestimmen und diese mit der dynamischen Masse zu vergleichen.Auf der Grundlage dieser Beobachtungen ist es möglich den absoluten meteorischen Masseneintrag in die MLT weiter einzugrenzen, insbesondere für eine Teilchengröße die kaum mit anderen Fernerkundungsverfahren zugänglich ist. Der abgeleitete Jahresgang des Meteorflusses ist ein wesentlicher Bestandteil für die Modellierung mesosphärischen Eises und zudem von Bedeutung, um die klimatologischen Trends der leuchtenden Nachtwolken und ihrer korrespondierenden Radarechos zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen