Deutsche IMS-Station: Infraschallstation I27DE (IS27)
I27DE ist eine von 60 Infraschallstationen des weltweiten Stationsnetzes zur Überwachung
des CTBT.
Die Messdaten werden kontinuierlich mit wenigen Sekunden
Zeitverzögerung an das IDC der
CTBTO
nach Wien sowie an das deutsche NDC
nach Hannover übertragen.
Der Stationscode I27DE wurde aus dem in der Nomenklatur dieses Vertrages festgelegten Name IS27
unter Hinzufügung eines Länderkürzels gebildet.
Gemessen werden an dieser Station Druckwellen unterhalb des hörbaren Frequenzbereiches,
die durch Explosionen sowie andere natürliche und künstliche Phänomene in der
Atmosphäre entstehen und sich über große Entfernungen ausbreiten können.
Standort:
70.66° südlicher Breite
8.32° westlicher Länge
46 m über NN
I27DE wurde an der deutschen Forschungsstation Neumayer des AWI , Bremerhaven errichtet. Sie befindet sich auf dem Ekström-Schelfeis an der nordöstlichen Küste des Weddell-Meeres.
Lage der Neumayerstation auf dem Ekström-Schelfeis (links). Die oberirdischen Anlagen der Neumayerstation: Treppentürme, Antennen und Belüftungsrohre (rechts). Quelle: BGR
Konfiguration:
Die Station besteht aus neun Messstellen (L1 bis L9), die im Umkreis von etwa 1 km um die Mittelpunktsstation in Form eines dreiarmigen Feuerrades angeordnet sind.
Lage des Infraschallarrays etwa 3 km südwestlich der Neumayerstation. Quelle: BGR
Meilensteine:
Dezember 2001 - Februar 2001
Standortuntersuchung - Erste Infraschallmessungen an der Neumayer-Station geben Auskunft über die Messbedingungen in diesem windreichen Gebiet.
Dezember 2002 - März 2003
Stationsaufbau - Nach dreimonatiger Bauzeit nimmt I27DE am 1. März 2003 offiziell ihren Betrieb auf. Seitdem werden Infraschalldaten rund um die Uhr mit über 99%iger Zuverlässigkeit registriert und übertragen.
15. April 2004
Integration der Station in den Routinebetrieb des IDC der CTBTO.
25. Juni 2004
Zertifizierung - Die CTBTO bestätigt nach umfassender Überprüfung der Zuverlässigkeit und der Datenqualität, dass I27DE alle Anforderungen einer IMS-Station erfüllt. Es ist die 18. zertifizierte Station des IMS-Infraschallnetzes und die zweite von vier Stationen in der Antarktis.
Design der Messanordnung:
Geometrische Anordnung der neun Messstellen (links) und die daraus resultierende Array-Antwortfunktion (rechts). Quelle: BGR
Die scheinbar willkürliche Verteilung der Messstellen resultiert aus der geometrischen Anordnung der neun Punkte auf einer Spirale mit gleichmäßig anwachsendem Radius. Eine derartige Zusammenschaltung von neun Messstellen in einem so genannten Array ergibt ein optimales Detektionsvermögen für Infraschallsignale. Diese Eigenschaft wird in der Darstellung der zugehörigen Array-Antwortfunktion deutlich. Die Hauptenergie fokusiert sich in einem engen zentralen Maximum, das von einem breiten Bereich umgeben ist, in dem die Schallenergie unterdrückt wird. Richtung und Geschwindigkeit der Infraschallsignale sind dadurch im Frequenzbereich bis etwa 0.7 Hz eindeutig bestimmbar.
Instrumentierung:
Einer von neun Messstellen. Quelle: BGR
Jede Messstelle ist mit einem Mikrobarometer und einer digitalen Datenerfassungseinheit ausgerüstet. Sie sind in einem isolierten Aluminium-Container in einer Eisgrube installiert. Für die Stromversorgung wurden ausgehend vom seismoakustischen Observatorium etwa 10 Kilometer Kabel verlegt. Die Datenübertragung erfolgt per Funk. Durch Flaggen ist die Position der Geräte markiert, um sie jederzeit auch unter einer meterdicken Eisschicht wiederzufinden.
Zur Reduzierung des Windrauschens ist an jedem Mikrobarometer ein Rohrleitungssystem angeschlossen. Es besteht aus acht 25 Meter langen Armen. Die äußeren 15 Meter bestehen aus porösen Schläuchen, die den Lufteinlass ermöglichen. Infraschallwellen werden dadurch flächenhaft erfasst und gelangen im Inneren des Rohrsystems zum Sensor.
Bild rechts: Design des Rohrsystems zur Unterdrückung des Windrauschens. Quelle : BGR
Das seismoakustische Observatorium ist installiert in einem Container auf einer 2 m hohen Plattform.
Quelle: BGR
Die Satellitenantenne der Neumayerstation ist installiert in einem beheizten Radom. Quelle: BGR
Im seismoakustischen Observatorium ist das zentrale Kontrollsystem von I27DE installiert. Die Stromversorgung erfolgt über das Stromnetz der Neumayer-Station, das durch Dieselgeneratoren gespeist wird. Zwei Zentralcomputer erfassen die per Funk übertragenen digitalen Infraschalldaten aller neun Messstellen und leiten sie kontinuierlich per Satellit an das deutsche NDC und das IDC der CTBTO weiter. Dort stehen sie innerhalb einer Minute online zur Verfügung.