Radarparet som utforskar den polara atmosfären
Det finns atmosfäriska fenomen som endast uppkommer över Arktis och Antarktis, till exempel sommarfenomenet nattlysande moln på 85 kilometers höjd. För att studera dessa atmosfäriska specialeffekter har Institutet för rymdfysik, IRF, etablerat två atmosfäranläggningar: ESRAD och MARA. Radarparet används för att studera vindar, turbulens och lagerstruktur i atmosfären.
ESRAD och MARA som är placerade vid Esrange utanför Kiruna, respektive vid den indiska forskningsstationen Maitri på Antarktis, fyller jämnt i år.
När ESRAD etablerades under hösten 1996, var det för att stödja sondraket- och ballongkampanjer vid Esrange, men också för forskning om processer i den polara atmosfären, speciellt de högsta kända molnen: nattlysande moln som sommartid uppstår på nära 85 kilometers höjd.
ESRAD vid Esrange var den första radarn i Europa att utföra kontinuerliga, året runt mätningar genom hela atmosfären upp till 100 kilometers höjd.
– ESRAD står för den hittills längsta kontinuerliga mätserien i Arktis med samma atmosfärradar på samma plats, berättar Sheila Kirkwood, som leder atmosfärforskningen vid IRF.
Upptäckte osynliga stoftmoln
Förutom de många bidragen för en ökad förståelse av sommarfenomenet nattlysande moln, var ESRAD dessutom först med att upptäcka tecken på osynliga stoftmoln vid 50-70 kilometers höjd under vinterhalvåret. Tidigare trodde många forskare att radarekon från dessa höjder bara berodde på turbulens i atmosfären; numera är dessa stoftmoln en erkänd komponent av atmosfären, som antas härstamma från meteorer.
Erfarenheter med ESRAD ledde till att IRF under 2006 utvecklade ett lillasyskon som kan göra liknande atmosfärmätningar över Antarktis. Lillasyskonet MARA, Moveable Atmospheric Radar for Antarctica, den något mindre radarn av samma typ, har fram till idag gjort mätningar på tre olika platser i Antarktis.
Med stöd från Polarforskningssekretariatet placerades MARA vid de svenska och finska forskningsstationerna Wasa/Aboa under några år för att sedan bli flyttad till den norska stationen Troll. Numera finns atmosfärsanläggningen vid den indiska stationen Maitri.
Korskalibrering av ESRAD och MARA
Innan 2006 hade de fåtal försök som utförts i Antarktis inte lyckats med att lokalisera det starka radareko från nattlysande moln som förekom i Arktis. Forskare började undra varför de inte fanns. Som första radarpar i världen, blev då ESRAD och MARA korskalibrerade genom att MARA först gjorde mätningar bredvid ESRAD i Kiruna för att sedan bli skeppad till Antarktis.
På så sett har radarparet kunnat visa att radarekon från nattlysande moln är lika starka, och lika vanligt förekommande, i Antarktis som i Arktis.
– MARA har även observerat samma stoftmoln under vinterhalvåret som ESRAD, uppger Sheila Kirkwood.
Radarparet mäter dessutom vindar och strukturer i troposfären – väderskiktet mellan marken och 15 kilometers höjd. Som radarpar var de pionjärer med att testa en ny generation av atmosfärsmodeller som försöker återskapa och ge prognoser för strukturer – såsom fjällävågor och turbulens i jetströmmen – genom mycket finskaliga datormodeller.
Kontakt: Rick McGregor, Informationsansvarig, Institutet för rymdfysik, tel. 0980-79178, rick@irf.se
Polarforskningssekretariates rapporter om MARA:
Expedition MARA 2014/15
Expedition MARA 2013/14
Expedition MARA 2012/13
Expedition MARA 2011/12
