Der DLR-Standort Oberpfaffenhofen

Mehr über das DLR

Klimawandel in der Südhemisphäre

Ozonloch, Amazonasbrände und Schwerewellen im Fokus des deutschen Forschungsflugzeugs HALO

Ozonloch, Amazonasbrände und Schwerewellen im Fokus des deutschen Forschungsflugzeugs HALO

Mittwoch, 11. September 2019

Autoplay
Info an
Info aus
Informationen
Schließen
Vollbild
Normal
zurück
vor
{{index}}/{{count}}
Tipp:
<Escape>, um fullscreen zu beenden.
  • HALO erreicht Rio Grande in Südargentinien
    HALO erreicht Rio Grande in Südargentinien

    Während der Mission SOUTHTRACK ist das Forschungsflugzeug HALO auf dem Flughafen in Rio Grande/Argentinien stationiert.

  • HALO bei der Ankunft in Rio Grande
    HALO bei der Ankunft in Rio Grande

    HALO flog in drei Etappen vom heimischen DLR-Standort Oberpfaffenhofen bei München über die Kapverdischen Inseln und Buenos Aires nach Rio Grande.

  • HALO mit neuem Laser%2dMessgerät ALIMA
    HALO mit neuem Laser-Messgerät ALIMA

    Das neue laserbasierte Messgerät ALIMA bei einem Test vor dem DLR-Hangar in Oberpfaffenhofen. Bei ALIMA kommt das Messverfahren LIDAR (Light Detecting and Ranging) zum Einsatz, dass ähnlich der RADAR-Technologie die Rückstreuung ausgesendeter Signale detektiert, wobei ein gepulster leistungsstarker Laser zur Sondierung genutzt wird. Mit der Technik können Schwerewellen bis 90 Kilometern Höhe im Flug detektiert werden.

  • LIDAR%2dMessgerät ALIMA in der HALO%2dKabine
    LIDAR-Messgerät ALIMA in der HALO-Kabine

    Das LIDAR-Messgerät ALIMA ist senkrecht in der HALO-Kabine verbaut, um Schwerewellen im Flüg über HALO bis in 90 Kilometer Höhe beobachten zu können.

  • HALO vor dem Hangar in Rio Grande
    HALO vor dem Hangar in Rio Grande

  • Wissenschaftler des DLR, KIT, Forschungszentrum Jülich und der Universitäten Mainz und Frankfurt koordinieren die Messkampagne.
  • Einfluss von Schwerewellen auf polaren Wirbel über der Antarktis sowie chemische und dynamische Prozesse in der Tropopausenregion werden analysiert
  • Schwerpunkte: Luftfahrt, Klimawandel, Globaler Wandel

Mit der Mission "SOUTHTRAC" (Transport and Composition of the Southern Hemisphere UTLS) erkundet das deutsche Forschungsflugzeug HALO im September und November 2019 die südliche Atmosphäre und ihre Auswirkungen auf den Klimawandel. Das wichtigste Ziel der ersten Kampagnenphase ist die Untersuchung von Schwerewellen an der Südspitze Amerikas und über der Antarktis. In der zweiten Kampagnenphase im November bilden Untersuchungen des Luftmassenaustauschs zwischen Stratosphäre und Troposphäre den wissenschaftlichen Schwerpunkt. Während der Transferflüge zwischen Europa und Südamerika untersuchen die Forscher unter anderem, welchen Einfluss das aktuelle Verbrennen von Biomasse im Amazonas-Regenwald auf das Klima hat. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des Forschungszentrums Jülich und der Universitäten Mainz und Frankfurt koordinieren die umfangreichen Forschungsflüge.

Spurengase wie Ozon und Wasserdampf sind effektive Treibhausgase und spielen eine wichtige Rolle im Klimawandel. Seit Ende der 1980er-Jahre verbietet das Montrealer Protokoll Stoffe wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), welche die Ozonschicht stark ausdünnen. Vor allem über der Antarktis hatte sich ein großes Ozonloch gebildet. Es wird allerdings noch viele Jahrzehnte dauern, bis sich die Ozonschicht wieder erholt hat. Welche Bedeutung dies für den Klimawandel auf der Südhemisphäre hat, wollen die Forscherinnen und Forscher jetzt in der Kampagne "SOUTHTRAC" im Detail untersuchen.

Die wichtigsten atmosphärischen Voraussetzungen für die Bildung des Ozonlochs über der Antarktis sind tiefe Temperaturen und ein verminderter Austausch von Luftmassen mit mittleren Breiten. Letzteres wird durch einen stabilen Luftwirbel, den antarktischen polaren Vortex, gewährleistet, der allerdings durch starke Wellenaktivität geschwächt werden kann. "Wir untersuchen in dieser Region erstmalig, die Anregung und Ausbreitung von Schwerewellen bis in die mittlere Atmosphäre in 90 KilometerHöhe, die unter anderem durch die Überströmung der Anden und der antarktischen Halbinsel ausgelöst werden und den polaren Vortex abbremsen", sagt Prof. Markus Rapp, Direktor des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre. "Dieser Effekt wird von Klima- und Wettermodellen bisher nur sehr unzureichend berücksichtigt".

"In den Messflügen wollen wir außerdem die chemischen und dynamischen Prozesse untersuchen die Spurengase wie Ozon und Wasserdampf in der Tropopausenregion beeinflussen", sagt Dr. Björn-Martin Sinnhuber vom Institut Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Spurengase und Fernerkundung des KIT. "Zudem betrachten wir, welche Rolle die Verbrennung von Biomasse, wie beispielsweise die aktuellen Brände im Amazonas-Regenwald, spielt." Weitere Partner sind die Bergische Universität Wuppertal und die Universität Heidelberg.

Bei den Messflügen werden innovative Fernerkundungsmethoden mit hochgenauen lokalen Messungen am Flugzeug kombiniert und mit Satellitendaten verglichen. "Um die Flüge optimal an die meteorologische Situation anzupassen, sind Atmosphärenmodellierer vor Ort und nutzen Vorhersagen des Jülicher Atmosphärenmodells CLaMS (Chemisch Langrangesches Modell der Stratosphäre)", so Prof. Martin Riese, Direktor des Jülicher Instituts für Stratosphärenforschung. Die weiträumigen HALO-Messungen in der Luft werden mit Messaktivitäten ergänzt, die vom Boden ausgehen. Ballonradiosonden werden gestartet und Messungen an Bord eines von der Stadt El Calafate aus operierenden Segelflugzeugs durchgeführt. Meteorologische und chemische Vorhersagemodelle liefern Informationen über das lokale Wetter sowie die atmosphärische Zirkulation und Spurengasverteilung, die für eine präzise Flugplanung erforderlich sind.

Fliegender Laser mit Blick nach oben

Um die Schwerewellen durchgehend bis in die mittlere Atmosphäre zu erfassen, ist das DLR-Team der SOUTHTRAC-Mission an Bord von HALO und in einer Messstation am Boden mit Laser-Messtechnik aktiv. Dabei kommt das Messverfahren LIDAR (Light Detecting and Ranging) zum Einsatz, dass ähnlich der RADAR-Technologie die Rückstreuung ausgesendeter Signale detektiert, wobei ein gepulster leistungsstarker Laser zur Sondierung genutzt wird. "HALO blickt erstmals mit dem Messgerät ALIMA (Airborne LIdar for Middle Atmosphere research) während der Flüge von 15 bis hinauf in 90 Kilometer Höhe - den Bereich, wo Schwerewellen ihren Einfluss auf das globale Zirkulationssystem entfalten und bisher nur unzureichend in Klimamodellen berücksichtigt sind", sagt Bernd Kaifler, der Entwicklung und Bau des einzigartigen neuen Instruments gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen des DLR-Instituts für Physik der Atmosphäre verantwortet hat. Die spektrale Vermessung und Auswertung des in der Atmosphäre rückgestreuten und mit einem an Bord von HALO befindlichen Teleskopes gesammelten Laserlichtes liefert den Forschern hochaufgelöste Temperatur-, Wind- und Aerosolprofile entlang des Flugweges und darin die Signaturen der Schwerewellen.

Ozeane, Gebirge, Schwerewellen

Schwerewellen entstehen, wenn atmosphärische Zirkulationssysteme gestört werden. Sie zeigen sich als periodische Temperatur-, Druck- und Windschwankungen, die sich bis hinauf auf 90 Kilometer in die mittlere Atmosphäre, die Stratosphäre und Mesosphäre umfasst, ausbreiten. Dort wo starke Windsysteme auf hohe Gebirge treffen, werden sie ausgelöst. Mit seinen in Nord-Süd-Richtung ausgedehnten Bergen, die ein großes Hindernis für die sehr starken Winde in diesen Breiten darstellen, ist die südliche Spitze Südamerikas und die antarktische Halbinsel ein idealer Standort, um den Lebenszyklus dieser Wellen und ihren Einfluss auf den Klimawandel in der Südhemisphäre zu untersuchen.

Nachtschichten für die Forschung

Damit die Lasermessungen möglichst störungsfrei verlaufen, finden die Forschungsflüge ausschließlich in der Nacht statt. "Für unsere Crew sind die zahlreichen Nachtflüge eine Herausforderung", erzählt DLR-Testpilot Marc Puskeiler. "Gerade die Flüge in Richtung Antarktis, wo es keine Flugverkehrskontrolle und keine Ausweichflugplätze gibt, müssen besonders gründlich geplant werden, um den Ausgangspunkt Rio Grande in Argentinien wieder sicher zu erreichen." Zuvor war HALO in drei Etappen vom heimischen DLR-Standort Oberpfaffenhofen bei München über die Kapverdischen Inseln und Buenos Aires dorthin geflogen.

Über HALO

Das Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range) ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. Gefördert wird HALO durch Zuwendungen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Helmholtz-Gemeinschaft, der Max-Planck-Gesellschaft (MPG), der Leibniz-Gemeinschaft, des Freistaates Bayern, des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), des Forschungszentrums Jülich und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Zuletzt geändert am:
13.09.2019 09:51:38 Uhr

Kontakte

 

Falk Dambowsky
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Media Relations

Tel.: +49 2203 601-3959

Fax: +49 2203 601-3249
Prof. Dr. Markus Rapp
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Physik der Atmosphäre, Direktor

Tel.: +49 8153 28-2521

Fax: +49 8153 28-1841
Dr. Marc Puskeiler
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Flugexperimente

Tel.: +49 8153 28-1765