Eventos climáticos extremos, como tempestades, chuvas fortes e inundações resultantes, influenciar a Terra e os sistemas ambientais a longo prazo. Para estudar os impactos dos extremos hidrológicos de forma holística - da precipitação à água que entra no solo e descarregar para fluir no oceano - uma campanha de medição em Müglitztal / Saxônia está prestes a começar sob a Iniciativa MOSES Helmholtz. A campanha de medição é coordenada pelo Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

Um único evento de chuva forte pode ter impactos graves em todo o sistema do rio, variando da erosão da terra por inundações a transportes de nutrientes e poluentes e mudanças no ecossistema. A atual campanha de medição do MOSES estuda eventos hidrológicos extremos, desde a origem na atmosfera até a resposta dos biossistemas.

MOSES significa "Soluções Modulares de Observação para Sistemas Terrestres". Dentro desta iniciativa conjunta, nove centros de pesquisa da Associação Helmholtz estabeleceram sistemas de observação móveis e modulares para estudar os impactos de eventos dinâmicos temporariamente e espacialmente limitados, como precipitação extrema e eventos de descarga, no desenvolvimento a longo prazo da Terra e dos sistemas ambientais. A atual campanha de medição em extremos hidrológicos coordenada pelo KIT ocorre de meados de maio a meados de julho de 2019 em Müglitztal, Saxônia. Nessa região, localizado no Erzgebirge oriental (montanhas de minério), certas condições climáticas podem resultar em precipitações e inundações extremas, um exemplo é a enchente de 2002. Esses eventos extremos são desencadeados por depressões que, junto com efeitos de bloqueio por montanhas, causar alta precipitação, ou por eventos de precipitação convectiva em pequena escala, ou seja, tempestades, que pode estar associado a inundações em uma área limitada, como um vale de montanha.

Além da Divisão de Pesquisa da Troposfera do Instituto de Meteorologia e Pesquisa Climática do KIT (IMK-TRO), o Centro Helmholtz de Pesquisa Ambiental (UFZ) Leipzig, Forschungszentrum Jülich (FZJ), e o Helmholtz Center Potsdam - Centro Alemão de Pesquisa em Geociências (GFZ) estão envolvidos na campanha de medição atual com seus sistemas de medição.

O KIT usará seu observatório móvel KITcube. Fornece informações sobre a formação e desenvolvimento de chuvas fortes, distribuição de precipitação, e evaporação. Entre outros, um radar é aplicado para medir a precipitação em um raio de 100 km, um radiômetro de microondas serve para determinar os perfis de temperatura e umidade atmosférica, e um sistema lidar é usado para medir o perfil do vento com a ajuda de lasers. As radiossondas fornecem informações sobre o estado da atmosfera em até 18 km de altura. Uma rede de distrômetros, ou seja, sistemas para monitoramento contínuo da intensidade da precipitação e tamanho da gota de chuva, fornece informações adicionais sobre os processos na área de observação.

Os cientistas da UFZ se concentrarão na umidade do solo, uma variável importante para controlar a descarga de água da chuva. Se o solo estiver muito úmido ou extremamente seco, a água da chuva flui da superfície da terra e as inundações podem se desenvolver mais rapidamente. Para monitorar de forma otimizada o desenvolvimento da umidade do solo, UFZ instalará um celular, Rede de sensores sem fio para medir a umidade e temperatura do solo em profundidades variáveis. Em contraste com os sistemas clássicos, a rede de sensores permite o ajuste preciso das posições e distribuição do sensor, bem como das taxas de varredura para as condições de medição locais. Além da rede de sensores estacionários, Rovers móveis de raios cósmicos com sensores de nêutrons especialmente desenvolvidos serão aplicados. Com eles, os pesquisadores podem observar a variação em grande escala da umidade do solo na área de captação de Müglitz.

Cientistas do Forschungszentrum Jülich vão lançar sondas de balão de até 35 km de altura para determinar, entre outros, como as tempestades afetam o clima a longo prazo. Usando vapor de água, ozônio, e instrumentos de nuvem, eles estudam o transporte de gases residuais através de tempestades para a alta troposfera - a camada inferior da atmosfera terrestre - ou mesmo para a estratosfera acima.

Os pesquisadores do GFZ usarão unidades de medição móveis para estudar a influência da água armazenada no desenvolvimento de uma enchente. Além de sensores de raios cósmicos para medir a água na parte superior do solo e sensores para medir a água subterrânea próxima à superfície, eles também usarão os chamados gravímetros. Esses sistemas detectam variações da gravidade da Terra devido à mudança das massas de água subterrâneas, também em profundidades maiores.