Dresden 2020 – wissenschaftliches Programm

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UP: Fachverband Umweltphysik

UP 7: Measurement Techniques

UP 7.6: Vortrag

Donnerstag, 19. März 2020, 12:10–12:30, HSZ 105

Umweltphysikalische Detektion von natürlichen Neutronen zur Bestimmung von Wassermasseänderungen an der Landoberfläche — •Sascha Oswald¹, Till Francke¹, Maik Heistermann¹ und Gabriele Baroni² — ¹Institut für Umweltwissenschaften und Geographie, Universität Potsdam, Potsdam — ²Department of Agricultural and Food Sciences, University of Bologna, Italy

An der Landoberfläche wird Wasser als Teil des Wasserkreislaufs und im Austausch mit der Atmosphäre in verschiedenen Formen wie Bodenwasser, Schnee, Gewässer und Biomasse zwischengespeichert. Die derzeit etablierten Methoden zur Messung der Wassergehalte an der Landoberfläche erlauben jedoch nur entweder eine kontinuierliche Erfassung an ausgewählten Messpunkten oder großräumige Momentaufnahmen mittels Fernerkundung. Typischerweise geht eine Vergrößerung der erfassten Flächen mit einer Verringerung der zeitlichen Auflösung einher, sodass auf einer regionalen Skala die zeitliche Dynamik von räumlichen Mustern nur unzureichend erfasst werden kann. Die nicht-invasive, passive CRNS-Methode (Cosmic-Ray Neutron Sensing) ermittelt Fluktuationen der natürlichen Neutronenflüsse an der Landoberfläche und hat das Potenzial diese kritische Lücke zwischen Punktskala und regionaler Skala zu schließen und kann auf einer Größenskala von etwa einem Quadratkilometer eingesetzt werden. Sie nutzt dabei den inversen Zusammenhang zwischen den Wassergehalten im Umfeld eines Neutronendetektors und der bodennahen Neutronenintensität. Zur Interpretation müssen hydrologische, bodenphysikalische und teilchenphysikalischer Aspekte berücksichtigt und verbunden werden. Es wird der aktuelle Stand in Anwendung und Potential dieser Methode dargestellt.