Nye målemetoder for å studere den nedre arktiske atmosfæren

I sin avhandling utvikler og anvender Stephan en ny og avansert observasjonsstrategi for å få en helhetlig forståelse av de relevante prosessene i det atmosfæriske grenselaget, den laveste delen av atmosfæren. Denne strategien er basert på en unik kombinasjon av klassiske målemetoder, basert på meteorologiske master og bakkebasert fjernmåling, med forskjellige modellfly eller droner, utstyrt med meteorologiske sensorer. Avhandlingen viser det store potensialet for bruk av meteorologiske droner i forskningsfeltet, men analyserer også begrensninger og utfordringene som er viktig å forstå for å redusere måleusikkerheten og for å bruke dem mest effektivt. Målestrategien ble brukt i to feltkampanjer over sjøis i Østersjøen ved den Finske øya Hailuoto for å studere turbulens i det veldig stabile grenselaget. De omfattende og internasjonalt enestående datasettene fra disse kampanjene er unike pga den høye oppløsningen i rom og tid. Basert på disse demonstrerer Stephan potensialet av denne metoden og studerer en rekke forskjellige grenselagsfenomen på et til nå uoppnåelig detaljnivå. Dataene ble også brukt for å validere direkte målinger av turbulens fra et nytt avansert atmosfærisk modellfly. I tillegg tester Stephan gyldigheten av en teori som gjør det mulig å estimere turbulens over hele det atmosfæriske grenselaget, basert på målinger av vertikale profiler fra droner. En tredje målekampanje i Colorado, USA, med deltakere fra mer en tjue forskjellige forskingsinstituter, ga i tillegg muligheten for en stor sammenligningsstudie av mer enn 20 forskjellige meteorologiske droner med sine måleinstrumenter. Denne studien gir dyp innsikt i kvaliteten av dronebaserte atmosferiske målinger, og formulerer anbefalinger for integrasjon av meteorologiske sensorer i droner. Sammen med erfaringen fra de andre to kampanjene, danner det grunnlaget for utviklingen av avanserte databehandlingsmetoder for å kombinere dronedata med data fra andre kilder på den best mulige måten.

Personalia

Stephan Kral studerte meteorologi og fullførte sin diplomgrad i meteorologi (tilsvarende mastergrad) ved Universitetet i München, Tyskland og Universitetssenteret ved Svalbard (UNIS), i 2011. Etter det arbeidet han som forskningsassistent ved det Finske Meteorologiske Institutt (FMI) i Helsinki, Finland, og UNIS før han flyttet til Bergen i 2014. I 2016 begynte han sin doktorgrad ved Geofysisk institutt, veiledet av Joachim Reuder, Timo Vihma (FMI) og Marius Jonassen (UNIS).