Institut

für

Afrikastudien

Nigerianisches Mikrometeorologisches Experiment


  

Leitung:


  

Prof. Dr. Oluwagbemiga Jegede


  

Prof. Dr. Thomas Foken



Lehrstuhl:

Mikrometeorologie

Kontakt:

thomas.foken@uni-bayreuth.de

Mitarbeiter:

Mauder, Dr. Matthias
Balogun, Dr. Ahmed Adedoyin

Laufzeit:

12 / 2003 - 12 / 2004

Internet:

https://www.bayceer.uni-bayreuth.de/bayceer/de/for...

Zur Untersuchung des atmosphärischen Energieaustauschs und der Energiebilanz an der Erdoberfläche in den tropischen Breiten Nigerias wurde durch die Atmospheric Research Group (ARG) der Universität Ile-Ife ein Mikrometeorologisches Feldexperiment zwischen dem 15. Februar und dem 10. März 2004 organisiert. Der Projektname NIMEX-1 ist ein Akronym für NIgerian Micrometeorological EXperiment (Phase I). Das Projekt wird von einer Wissenschaftlergruppe betrieben, die von folgenden Universitäten stammen: Obafemi Awolowo University, Nigeria (OAU), University of Ibadan, Nigeria (UI), Federal University of Technology Akure (FUTA), Nigeria und Universität Bayreuth, Deutschland (UBT). Das Feldexperiment wurde durch folgende Institutionen gefördert: International Programmes in the Physical Sciences of Uppsala University, Schweden (IPPS), African Regional Centre for Space Science Education (ARCSSTE), Alexander von Humboldt Stiftung (AvH) und Universität Bayreuth, Deutschland (UBT). Aufgrund der Klimatologie des südwestischen Nigeria wurde angenommen, dass das die Intensivmessphase von NIMEX-1 während der Übergangszeit von der Trocken- zur Regenzeit in Ile-Ife stattfinden wird (7.55°N, 4.56°E). So besteht die Möglichkeit, den Austausch von Stoffen, Impuls und Energie unter zwei verschiedenen für die Tropen typischen Witterungsverhältnissen zu vergleichen. Zu Beginn des Feldexperimentes NIMEX-1 am 16. Februar 2004 wurden auf der Untersuchungsfläche drei Messstandorte eingerichtet. Zwei von diesen, M1 und M2, wurden mit langsam ansprechenden Sensoren ausgestattet (für Mastmessungen von Wind nahe der Oberfläche, Temperatur, Feuchte, Druck, Globalstrahlung und Strahlungsbilanz. Ein drittes System M3 wurde mit schnellen Sensoren ausgestattet, die eine direkte Bestimmung der turbulenten Flüsse mittels der Eddy-Kovarianz Methode ermöglichen. Dieser gut ausgerüstete Messstandort ist auf Abbildung 1 zu sehen (mit Angaben zur Geographischen Länge, Breite und Höhe über dem Meeresspiegel). Die langsam ansprechenden Sensoren wurden jede Sekunde abgetastet, und die Messwerte wurden daraufhin als Mittelwerte über 1 Minute gespeichert. Der Turbulenzmesskomplex setzte sich aus einem Ultraschallanemometer (USA-1 der Firma METEK, Deutschland) und einem Kryptonhygrometer (KH20 der Firma Campbell Scientific) zusammen. Das Ultraschallanemometer befand sich in einer Höhe 2,48m und wurde mit 16 Hz abgetastet, während das Kryptonhygrometer für die Messung der turbulenten Feuchtefluktuationen mit einer Frequenz von 8Hz abgetastet wurde. Die Daten dieser beiden Systeme wurden mit Hilfe von Laptops im Feld aufgezeichnet, während die übrigen langsam ansprechenden Sensoren auf Datenloggern der Firma Campbell Scientific aufgezeichnet wurden (Modell CR10X). Die Programme zur Datenerfassung bzw. Reduzierung und auch zur Aufbereitung der Daten wurden von Wissenschaftlern der OAU und UBT entwickelt. Insgesamt beteiligten sich 26 Wissenschaftler und Studenten an der Durchführung von NIMEX-1. Durch Kontakt über Internet waren regelmäßige Konsultationen und Datenaustausch mit den Partnern von UBT möglich. Alle Feldmessungen liefen vom 19. Februar bis zum 10. März 2004, als die Intensivmessphase von NIMEX-1 beendet wurde. Ausfallzeiten gab es weniger 10% sowohl für die langsam ansprechenden Systeme als auch für den Turbulenzmesskomplex, außer wenn an einigen Tagen die Aufzeichnung des Turbulenzmesskomplexes während der Nachtstunden unterbrochen wurde. Eine erste Sichtung des Datensatzes ist viel versprechend. Als erstes Ergebnis von NIMEX-1 wurden die Daten prozessiert. Ein Workshop wird in der dritten Maiwoche in Ile-Ife stattfinden, um die wissenschaftlichen Ziele zu behandeln und die Erfahrungen, die während des Experimentbetriebs von NIMEX-1 gewonnen wurden, auszutauschen. Es ist folgerichtig, dass durch diese Aktivität das mikrometeorologische Projekt NIMEX-1 zu einer zweiten Phase weitergeführt wird, nämlich NIMEX-2.


To address key research problems posed for the land-surface atmosphere energy exchange process (and its balance) for the tropical Nigeria, a micrometeorological field study was organized between 15th February and 10th March, 2004, by the Atmospheric Research Group (ARG). The location chosen for the project was an agricultural farmland at the Teaching and Research farm of the Faculty of Agriculture. The field project which is termed NIMEX-1, an acronym for the Nigerian Micrometeorological Experiment (Phase I). The project is managed by a collective of scientists from the following universities: Obafemi Awolowo University (OAU), University of Ibadan (UI), Federal University of Technology Akure (FUTA) and the University of Bayreuth, Germany (UBT). The field experiment is sponsored by the following institutions: International Programmes in the Physical Sciences of Uppsala University, Sweden (IPPS), African Regional Centre for Space Science Education (ARCSSTE), Alexander von Humboldt foundation (AvH), and the University of Bayreuth, Germany (UBT). Going by climatology of the south-western Nigeria, it has been anticipated that the period of observation for the NIMEX-1 field study will fall somewhat within a transition between the dry and wet seasons in Ile-Ife (7.55oN, 4.56oE). Thus enabling the investigation to compare and contrast the surface mass, momentum, and energy exchanges of the two contrasting weather phenomena that is typical of the tropical area. At the commencement of the NIMEX-1 field measurements on the 16th of February, 2004, three measurement positions had been established within the study domain. Two of those, that is, M1 and M2, comprise of slow response sensors (making up mast measurements of the near surface wind, temperature, humidity, pressure, global and net radiation, etc.). A third system, that is M3, was established for use with the fast response sensors, representing the eddy covariance determination of the turbulence fluxes. These well established measurement positions (together with their lat./long. coordinates and elevation) are shown in the Figure 1. The slow systems were sampled every 1sec. and stored subsequently as 1 min. averages for all the measured parameters. The fast response system was made up of an ultrasonic anemometer (USA-1 manufactured by METEK, Germany) and a krypton hygrometer (KH20 manufactured by Campbell Scientific). The sonic anemometer was placed at height of 2.48m and sampled at a frequency of 16Hz, while the krypton hygrometer used for the measurements of turbulent fluctuations of humidity was sampled at 8Hz. Both fast response systems were logged with laptop computers while the slow systems were logged with Campbell Scientific dataloggers (model CR10X). The data acquisition/reduction processing programs were developed by OAU/UBT scientists. A total of 26 scientists/students participated in the conduct of NIMEX-1. With available internet facilities at OAU campus, it was possible regularly to receive updates/consultations and data exchange with the partners from UBT. All the field measurements ran uninterrupted from 19th February till 10th of March when the intensive phase of data collection for NIMEX-1 study was ended. The data capture was excellent (above 90%) for both slow and fast response systems, except for some days when the datalogging for the fast systems were stopped at the nighttimes. A first look at the dataset is promising and these are being processed as the initial results from the NIMEX-1 project. A followup workshop is scheduled to hold by the third week of May 2004 at Ile-Ife to look at the scientific results and the experiences acquired from the running of the NIMEX-1 project. It is logical that this activity will lead the micrometeorology project, NIMEX-1, into a second phase, which is, NIMEX-2.