Wärmeaustausch an der Eis-Wasser Grenzfläche und Eis-Grenzschicht in Süßwasserseen

• Antragsteller: Professor Dr. Georgiy Kirillin
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280874368

Das laufende Projekt widmet sich der Quantifizierung von physikalischen Prozessen, die die Bildung und das Auftauen der saisonalen Eisdecke bestimmen. Das Projekt ist eine Deutsch-Russische Kooperation gezielt auf eine Vergleichsstudie der arktischen Seen Westeuropas und des Baikalsees. Die in der Anfangsphase des Projekts durchgeführte Analyse der Messergebnissen zeigte die entscheidende Rolle der Wasserströmungen unter dem Eis, in der Form geostrophischer Zirkulation und kurzfristiger Seiche-Oszillationen, bei dem Schmelzen der Eisdecke. Diese Ergebnisse führten zur Formulierung einer einheitlichen Hypothese über die Skalierung des Wassereis-Wärmestroms mit der Dissipationsrate der kinetischen Energie der Turbulenz. Die vorgeschlagene 12-monatige Erweiterung des Projekts zielt darauf an, die Hypothese durch ein Langzeit-Feldexperiment zu testen, das mit Hilfe von zwei identischen Messplattformen gleichzeitig im Baikalsee und im arktischen See Kilpisjärvi die gesamte Winterperiode abdecken soll. Die Ergebnisse des Experiments werden detaillierte Informationen über die Dynamik der Eisgrenzschicht unter verschiedenen Mechanismen der Turbulenzerzeugung liefern. Falls bestätigt, wird die vorgeschlagene Skalierung die Quantifizierung des Eiswasserversatzes in einem weiten Bereich von Bedingungen erlauben, und kann damit direkt für die Modellierung der Eiswasser-Grenzschicht in der polaren Ozeanographie und der Limnologie von eisbedeckten Seen angewendet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Finnland, Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research
• Kooperationspartner: Dr. Nikolai Granin; Professor Dr. Matti Leppäranta