2. Oktober 2026 | Messkampagne CoMet 3.0 Tropics über Feuchtgebieten Südamerikas abgeschlossen
HALO kehrt nach Messflügen aus Brasilien zurück
Blick aus dem Fenster von HALO auf Balbina-Stausee
Bei Stauseen wie diesem kann als Folge natürlicher biologischer Abbauprozesse das Treibhausgas Methan freigesetzt werden. In flachen und warmen tropischen Gewässern laufen die Prozesse besonders effizient ab.
Bild: 1/11, Credit:
Gordon Rüdinger
Waldbrand in Brasilien
Das DLR-Institut für Physik der Atmosphäre und das brasilianische Nationale Institut für Weltraumforschung INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) leiteten die Kampagne CoMet 3.0 Tropics wissenschaftlich. Mitgewirkt haben außerdem die HALO-Beteiligten der Universitäten Bremen und Heidelberg sowie das Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena. Die DLR-Einrichtung Flugexperimente unterstützte die Flugkampagne. Rund 120 Forscherinnen und Forscher aus Einrichtungen beider Länder wirkten mit.
Während der Messkampagne CoMet 3.0 Tropics wurden 14 Messflüge von der Basis in Cuiabá, der Hauptstadt des Bundesstaates Mato Grosso, Brasilien durchgeführt.
18 Forschungsflüge, insgesamt rund 150 Flugstunden: HALO hat Feldmesskampagne CoMet 3.0 Tropics über den Feuchtgebieten Südamerikas erfolgreich abgeschlossen.
Die Messungen haben einen einzigartigen Datensatz zu Treibhausgasen und begleitenden Größen erzeugt.
Die Daten liefern Referenzwerte für die Validierung von Satellitenmissionen wie MERLIN, CO2M, Sentinel-5, GOSAT-2 und GOSAT-GW.
Sie ermöglichen die Unterscheidung zwischen natürlichen und anthropogenen Methanquellen und tragen zum Aufbau eines Systems zur Überwachung, Berichtserstattung und Verifikation von Treibhausgasemissionen bei.
Zwischen 25. Juli und 6. September 2026 erfasste die einzigartige wissenschaftliche Instrumentierung an Bord des vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) betriebenen Forschungsflugzeugs HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) Methan und Kohlenstoffdioxid über den Feuchtgebieten Südamerikas. Die Flüge führten über den Amazonas, das Pantanal (portugiesisch für „Sumpfgebiet“), die Cerrado-Feuchtsavanne und – erstmals für HALO – auch nach Bolivien über die Feuchtgebiete der Llanos de Moxos. In diesen Gebieten gelangt aufgrund der anhaltenden Feuchte kaum Sauerstoff in den Boden. Die dort lebenden Mikroorganismen zersetzen abgestorbene Pflanzen deshalb ohne Sauerstoff und produzieren dabei Methan (CH4). Dieser Prozess läuft bei hohen tropischen Temperaturen besonders effizient ab. Feuchtgebiete sind somit die größte natürliche Methanquelle der Erde und stellen die größte Unsicherheit in den globalen Methanbudgets dar.
Teile der Cerrado-Feuchtsavanne stehen in Flammen
Während der Trockenzeit stehen in Brasilien weite Teile der Cerrado-Feuchtsavanne in Flammen. Diese Brände erhöhen nicht nur die Treibhausgas-Emissionen, sondern sorgen auch für eine sichtbar erhöhte Aerosolbelastung über der Region.
Credit:
Andreas Fix
Das DLR-Institut für Physik der Atmosphäre und das brasilianische Nationale Institut für Weltraumforschung INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) leiteten die Kampagne wissenschaftlich. Mitgewirkt haben außerdem die HALO-Beteiligten der Universitäten Bremen und Heidelberg sowie das Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena. Die DLR-Einrichtung Flugexperimente unterstützte die Flugkampagne. Rund 120 Forscherinnen und Forscher aus Einrichtungen beider Länder wirkten mit. Neben Brasilien erteilte auch Bolivien Genehmigungen für Messflüge in seinem Luftraum.
Drei Flüge über dem Pantanal, einem der größten Binnenfeuchtgebiete der Erde, das etwa halb so groß ist wie Deutschland, dienten der Erfassung der zeitlichen Entwicklung der Treibhausgasemissionen zu Beginn der Trockenzeit. Vier Flüge führten HALO über bolivianisches Staatsgebiet; darunter zwei Flüge mit außergewöhnlich hohen Methan-Anreicherungen über den Feuchtgebieten der Llanos de Moxos. Hinzu kamen Überflüge über den Balbina-Stausee und den 325 Meter hohen ATTO-Messturm (Amazon Tall Tower Observatory). Dieser ist Teil eines deutsch-brasilianischen Projekts im brasilianischen Regenwald, in dem seit 2015 kontinuierlich meteorologische, chemische und biologische Daten sowie Treibhausgaskonzentrationen gemessen werden.
Weitere Messflüge führten über den Amazonas, seine Deltaregion und die Feuchtgebiete von Mamirauá. Auch dort erfassten die Instrumente überraschend hohe Methankonzentrationen in der bodennahen Grenzschicht. In der Nähe von Santarém liegt am Amazonas ein Messstandort der Europäischen Weltraumorganisation ESA, eine sogenannte „Supersite“. HALO überflog den Standort insgesamt dreimal.
Flüge über unberührten Regenwald und das Durchqueren mehrerer Rauchfahnen von Waldbränden ergänzten das Messprogramm. Waldbrände sind ebenfalls eine signifikante Quelle von Treibhausgasen in der Atmosphäre. Insgesamt entstand so ein unschätzbarer Datensatz für die Wissenschaft, der sowohl von den Fernerkundungs- als auch von den In-situ-Instrumenten an Bord von HALO stammt.
Referenzdaten für Satellitenmissionen und Klimamodelle
Ein zentrales Ziel der Kampagne war die Validierung bestehender Satellitenmissionen und die Vorbereitung künftiger Satellitenmissionen zur Erfassung von Treibhausgasen. Dazu zählen die deutsch-französische Klimamission MERLIN, die Copernicus-Sentinel-Expansion-Mission CO2M, Sentinel-5 sowie unter anderem die japanischen Treibhausgas-Satelliten GOSAT-2 und GOSAT-GW. Flugzeuggetragene Messungen liefern dafür räumlich hochaufgelöste Referenzdaten, insbesondere in den Tropen, wo bodengebundene und satellitengestützte Beobachtungen aufgrund schwer zugänglichen Geländes und starker Bewölkung eingeschränkt sind.
Zugleich trägt die Kampagne dazu bei, Methanemissionen aus natürlichen Quellen wie tropischen Feuchtgebieten von Methanemissionen aus anthropogenen Quellen wie Landwirtschaft, Abfallwirtschaft, Energieproduktion und Waldbränden zu unterscheiden. Sie verringert damit die Unsicherheit globaler Methanschätzungen. Die Analyse der Daten nutzt regionale inverse Modelle und Klima-Chemie-Modelle und liefert Beiträge für die Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen.
An Bord von HALO kam dafür die einzigartige CoMet-Nutzlast zum Einsatz. Dazu gehörten das CHARM-F-Lidar und ein abbildendes Spektrometer (MAMAP2D) zur Messung der Treibhausgase CO2 und CH4 zwischen Flugzeug und Boden. Beide dienen als flugzeuggetragene Demonstratoren für zukünftige Satelliteninstrumente. In-situ-Instrumente maßen zusätzlich Spurengase und atmosphärische Konzentrationen von CO2, CH4, CO und N2O. Ein weiteres Fernerkundungsinstrument maß NO2, HONO und HCHO. Die aufgerüstete Basisinstrumentierung von HALO sowie meteorologische Drop-Sonden ergänzten die Messungen. Einzelne Flugabschnitte führten gezielt über Bodenmessstationen wie ATTO und die Supersite Santarém und verknüpften die Flugzeugmessungen mit langjährigen Zeitreihen am Boden.
Internationale Zusammenarbeit
CoMet 3.0 Tropics ist Teil der wissenschaftlichen Zusammenarbeit zwischen Deutschland und Brasilien. Die Feldkampagne wurde vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und der Universität Bremen in enger Zusammenarbeit mit dem brasilianischen Nationalen Institut für Weltraumforschung (INPE) geleitet. Die Universität Heidelberg, die Ludwig-Maximilians-Universität München sowie zahlreiche brasilianische Institutionen – darunter das Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), die Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), die Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT), das Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) und mehrere Forschungsinstitute der Universität São Paulo (USP) trugen zusätzliches Fachwissen und Messdaten bei. Rund 120 Forschende aus Deutschland und Brasilien nahmen an der Kampagne teil.
Weitere Beteiligte aus Südamerika waren die Universidad Mayor de San Andrés (Bolivien) und die GAW-Station Chacaltaya. Im Rahmen des ESA-finanzierten Projekts BRACCIOLE (Brazilian CO2, CH4 and N2O Large-Scale Experiment) besteht außerdem eine internationale Zusammenarbeit mit der ESA. BRACCIOLE ist Bestandteil von CoMet 3.0 Tropics und arbeitet eng mit dem komplementären ESA-Projekt CarbonARA zusammen. Das Projekt nutzte die Messflüge in Verbindung mit den Bodenstationen ATTO und Santarém, um zusätzlich Lachgas (N2O) sowie Emissionen aus Waldbränden zu erfassen und die Daten mit Satellitenmissionen wie Copernicus Sentinel-5P, Sentinel-5 und den japanischen GOSAT-Missionen abzugleichen. Darüber hinaus gab es auch Überflüge über eine Messstation in Porto Velho, die vom Belgischen Institut für Weltraum-Aeronomie (BIRA-IASB) betrieben und für Kampagnenaktivitäten von der ESA aus dem CARDS-Projekt unterstützt wird.
CoMet 3.0 Tropics wurde vom DLR, der Max-Planck-Gesellschaft sowie der ESA finanziert.
Das Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. HALO wurde aus Mitteln des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR), der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), des Freistaats Bayern, des Forschungszentrums Jülich (FZJ), des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beschafft.
Der Betrieb von HALO wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem Forschungszentrum Jülich (FZJ), dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig (TROPOS) getragen. Das DLR ist zugleich Eigner und Betreiber des Flugzeugs.
