ATMOSPHÄRENFORSCHUNG
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ATMOSPHÄRENFORSCHUNG
TYPISCHER TAGESVERLAUF BEI DER FLUGKAMPAGNE
Geplanter Start: 8:30 Uhr
4:00 Uhr:
Techniker beginnen mit der Stromversorgung der Falcon über die
Energiestation am Boden (Ground Power Unit, GPU). Wissenschaftler bereiten die
Messgeräte in der Falcon vor.
6:00 Uhr:
Die Wettervorhersage vom Vortag wird mit den aktuellen Daten verglichen,
gegebenenfalls wird der Flugplan angepasst.
7:00 Uhr:
Zwei Piloten, ein Mechaniker, ein Flight Operations Manager und drei
mitfliegende Wissenschaftler treffen am Flughafen ein.
7:00 – 07:30 Uhr:
Der Mechaniker beginnt mit der Vorflugkontrolle, prüft Ölstände,
inspiziert Außenanbauten, Modifikationen; Wissenschaftler überprüfen die Funktionen
der Messgeräte.
7:30 – 08:00 Uhr:
Die Piloten beginnen mit ihrer Vorflugkontrolle, prüfen kritische
Stellen, untersuchen das Flugzeug auf sichtbare Mängel, kontrollieren Bremsbeläge
und Reifenprofile. Der Flight Operations Manager gibt den Flugplan mit Details zum
Flugzeug und der geplanten Flugroute an den Tower. Letzte Vorbereitungen der
Instrumente durch die Wissenschaftler.
8:00 Uhr:
Die GPU wird abgeschaltet. Die wissenschaftlichen Instrumente werden her-
untergefahren. Die Falcon wird aus dem Hangar auf das Vorfeld geschleppt.
8:05 Uhr:
Die Falcon steht auf dem Vorfeld. Piloten betreten das Cockpit. Die
Hilfsturbine (Auxiliary Power Unit, APU) wird gestartet, sie versorgt das Flugzeug
inklusive der wissenschaftlichen Einbauten mit Strom und kühler Luft.
8:10 Uhr:
Die Piloten beginnen mit dem Abarbeiten der Pre-Flight-Checkliste. Die
Wissenschaftler schalten die Instrumente in den Flugmodus. Nicht-Mitfliegende
verlassen die Falcon.
8:15 Uhr:
Der Operations Manager übergibt aktuelle Informationen des Towers an
die Piloten; enthalten sind kurzfristige Änderungen, Informationen über aktive
Sperrgebiete, neueste Wettervorhersage etc.
8:20 Uhr:
Die Piloten nehmen Funkkontakt mit dem Tower auf; fragen nach der
Genehmigung zum Triebwerkstart, führen weitere Checks durch.
8:25 Uhr:
Rollen zur Startbahn.
8:30 Uhr:
Start – Take-off.
8:30 – 12:00 Uhr:
Messflüge in verschiedenen Höhen; je nach Tagesziel und Mission.
12:00 Uhr:
Landung.
12:10 Uhr:
Rollen zum Tanken.
12:30 Uhr:
Die Falcon wird in den Hangar geschleppt.
12:40 Uhr:
Der Mechaniker beginnt mit der Nachflugkontrolle und übergibt die Falcon
an die Techniker der Mess- und Sensortechnik zur Stromversorgung.
12:45 Uhr – 17:00 Uhr:
Die GPU wird angeschaltet. Die beim Messflug gewonnenen
wissenschaftlichen Daten werden übertragen, die Messgeräte werden neu kalibriert.
17:00 Uhr:
Power off – Flugtag beendet.
die Falcon dabei unter, über und mitten durch die Wolkenschichten.
Für die Wolkenjagd-Mission ist das hochmodifizierte ehemalige
Geschäftsflugzeug bestens ausgerüstet: Mit Lasertechnik, die in den
Außenanbauten unter den Flügeln untergebracht ist, messen die
Wissenschaftler die Größe und Anzahl der Tröpfchen in einer Wolke. In
der späteren Analyse lassen sich so Rückschlüsse auf die mikrophysika
lischen Eigenschaften der durchflogenen Wolke ziehen.
In der Kabine schwitzten währenddessen bei tropischen 40 Grad
Celsius die DLR-Forscher und Projektpartner vom Max-Planck-Institut
für Chemie in Mainz und des Centre National de la Recherche Scien-
tifique (CNRS) in Orleans und beobachteten die Ausschläge der auf
der Falcon installierten Aerosol-Massenspektrometer und Lasermess-
geräte. „Mit unseren Instrumenten charakterisieren wir die Anzahl
und die chemische Zusammensetzung der Partikel in der Atmosphä-
re. So können wir verstehen, wie sich die gemessene Luftverschmut-
zung zu den Wolkeneigenschaften verhält“, erklärt Dr. Schlager, der
die Abteilung Atmosphärische Spurenstoffe am DLR-Institut für Phy-
sik der Atmosphäre im bayerischen Oberpfaffenhofen leitet.
Um möglichst präzise Daten über die Emissionen zu erlangen, steuer-
ten die Piloten die Falcon nahe an die Quellen der Abgasfahnen. Der
Luftströmung folgend untersuchten die Wissenschaftler, wie sich die
Fahnen ausbreiten und welche Partikelprozesse sich dabei abspielen.
So lässt sich feststellen, wie sich die verschiedenen Aerosole auf die
Wolken auswirken.
Die Messflüge wurden zusammen mit zwei anderen Forschungsflug-
zeugen europäischer Projektpartner durchgeführt: Gemeinsam mit
der Falcon des DLR flogen die Propellermaschine vom Typ Twin Otter
des British Antarctic Survey (BAS) und die ATR 42 des Service des
Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement
(SAFIRE), einer Vereinigung der französischen Forschungsinstitutio-
nen CNRS, Météo-France und CNES, durch die tropischen Lüfte. Die
unterschiedlichen Flugzeugtypen spielten dabei jeweils ihre besonde-
ren Stärken in Bezug auf Flughöhe, Reichweite und Flugdauer aus –
flogen jedoch mit ähnlicher Instrumentierung, um einen konsistenten
gemeinsamen Datensatz zu generieren.
Überraschende erste Befunde
Erste Auswertungen der gesammelten Daten deuten darauf hin, dass
es neben Sulfataerosolen auch einen hohen Anteil anderer Aerosole
gibt: „Entgegen unseren Erwartungen, enthalten die Abgasfahnen
auch einen hohen Anteil organischer Partikel“, stellt Dr. Schlager fest.
Diese entstehen durch das Verbrennen von Müll, landwirtschaftlichen
Abfällen und Holzkohle bei niedriger Temperatur und hoher Luft-
feuchtigkeit. „Wie die unterschiedlichen Partikel auf die Chemie,
Dynamik, Wolken und Strahlungsbilanz der Atmosphäre wirken,
müssen wir nun noch herausfinden.“
Die Luftverschmutzung ist für die westafrikanischen Küstenstädte ein wachsendes
Problem
Bis 2018 erforschen die Wissenschaftler im Projekt DACCIWA die
Wechselwirkungen zwischen Aerosolen und Wolken und den Einfluss
auf die Strahlungsbilanz der Atmosphäre. „Nachdem wir alle Daten
ausgewertet haben, sollen unsere Erkenntnisse zur Verbesserung
von Klima- und Wettermodellen genutzt werden. Gemeinsam mit
den Projektpartnern können wir dann belastbarere Prognosen für
Westafrika aufstellen – eine Region, die weltweit mit am stärksten die
Auswirkungen des Klimawandels zu spüren bekommen wird“, wagt
Dr. Schlager einen Blick in die Zukunft.
Die drei an der Messkampagne in Togo beteiligten Forschungsflugzeuge:
die Falcon 20E (DLR), die Twin Otter (BAS) aus Großbritannien und die
ATR 42 (SAFIRE) aus Frankreich (von links nach rechts)
Bild: DLR/Valerian Hahn
Bild: DLR/Valerian Hahn
