Flugkampagne in Darwin erfolgreich abgeschlossen

Zum letzten Mal starteten heute morgen in Darwin (Australien) das russische Höhenforschungsflugzeug Geophysica und die Falcon des DLR in tropische Gewittertürme. Insgesamt neun Mal waren die Forschungsflugzeuge in den letzten vier Wochen zu gemeinsamen Messflügen in die tropische Atmosphäre unterwegs – an die Grenze zwischen Troposphäre und Stratosphäre. Im Rahmen des SCOUT-O3-Projekts sammelten sie Daten, die in die Diskussion zum Klimawandel einfließen werden, etwa bei Weltklimakonferenzen. Die Flugzeugmesskampagne ist Teil des integrierten EU-Projektes SCOUT-O3 und wurde vom Forschungszentrum Jülich zusammen mit Kollegen der ETH Zürich, der Universität Lancaster, der Universität Cambridge und des DLR koordiniert.

SCOUT-O3 untersucht, wie sich die stratosphärische Ozonschicht in den kommenden Jahrzehnten unter den Bedingungen des globalen Wandels ändern wird. Damit können die Wissenschaftler Erkenntnisse liefern, die eine globale Einschätzung zum Ozonabbau und Klimawandel ermöglichen und beispielsweise in das Kyoto-Protokoll einfließen. Aktuell wird das Kyoto-Protokoll gerade auf der Weltklimakonferenz im kanadischen Montreal diskutiert.

Im Fokus der Messkampagne in Australien standen Gewittertürme, die sich am „top end“ Australiens in dieser Jahreszeit nahezu täglich bis in 20 Kilometer Höhe ausbilden. Den Tropen kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da hier der Austausch von Luftmassen von der unteren (Troposphäre) in die obere Atmosphäre (Stratosphäre) erfolgt. Sie sind damit die Quellregion für viele Spurenstoffe wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Stickoxide und Wasser, welche die Ozonchemie in der Stratosphäre global beeinflussen. Die gewaltigen Gewittertürme vor den Toren Darwins transportieren diese Luftmassen innerhalb von kurzer Zeit direkt bis in die Stratosphäre.

Fünf Mal flogen die Piloten daher die Forschungsflugzeuge über oder in der Nähe solcher Gewittertürme, um den Transport troposphärischer Luftmassen bis in die Stratosphäre zu verfolgen. Am 30. November wurden die Geophysica und die Falcon sogar gleich zwei Mal in die Atmosphäre geschickt und dabei zusätzlich von zwei weiteren Forschungsflugzeugen des britischen Projektes ACTIVE unterstützt. „Es ist schon eine Meisterleistung, vier Forschungsflugzeuge, vollgepackt mit Messinstrumenten, in unterschiedlichen Höhen und in verschiedenen Entwicklungsstadien eines solchen Gewitterturms zeitgenau operieren zu lassen,“ erläutert Dr. Cornelius Schiller, Leiter der SCOUT-O3-Flugzeugkampagne und Physiker am Forschungszentrum Jülich.

„Dies erfordert eine eingespielte Zusammenarbeit zwischen den Meteorologen, die uns die Wettervorhersage liefern, den Forscherteams, die ihre Instrumente betreiben, bis hin zu den Piloten, die letztlich die Messsituation vor Ort einschätzen und die Flugzeuge zielgenau in das Objekt der wissenschaftlichen Begierde steuern müssen“, schildert Schiller die Schwierigkeiten. Oft sind zudem Improvisationsvermögen und spontane Entscheidungen gefragt, um beispielsweise auf sich ändernde Wetterbedingungen zu reagieren. Während weiterer Flüge untersuchten die Wissenschaftler die großräumige Verteilungen von Spurengasen und Zirruswolken.

„Ein erster Blick auf die Daten zeigt, dass die Gewitter tatsächlich Wasser, Stickoxide und andere Spurengase effektiv bis in die tropische Tropopausenregion transportieren“, berichtet Schiller von ersten Ergebnissen. „Sie erzeugen bis in große Höhen Zirruswolken, die während der meisten Flüge beobachtet werden konnten.“ In der unteren und mittleren Atmosphäre konnten die Jülicher Wissenschaftler extrem niedrige Wasserkonzentrationen messen. „Eine genauere Analyse der großen Datenmenge und eine genauere Bewertung der Ergebnisse wird jedoch noch einige Monate in Anspruch nehmen“, erklärt Prof. Martin Riese, Direktor am Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre des Forschungszentrums Jülich. Auf einer internationalen SCOUT-O3-Konferenz im Forschungszentrum Jülich werden vom 20. bis 24. März erste Ergebnisse diskutiert.

Am Samstag starten die beiden Flugzeuge zu ihrem Rückflug nach Europa. Sie überqueren die Monsungebiete Indonesiens und Thailands, fliegen in die Subtropen über Indien und Arabien und schließlich zurück in die mittleren Breiten Europas. Bei diesen globalen Messflügen spielen moderne Fernerkundungsmethoden eine besondere Rolle. „Das in Jülich und an der Universität Wuppertal neu entwickelte Infrarot-Teleskop CRISTA-NF wird auch beim Rückflug die Höhenverteilung einer Vielzahl atmosphärischer Spurengase mit hoher räumlicher Auflösung messen“, erläutert Dr. Fred Stroh vom Forschungszentrum Jülich. Am 16. Dezember werden die Geophysica und die Falcon in Oberpfaffenhofen bei München zurück erwartet.