Weltweit erstes Klimaforschungsprojekt mit dem Einsatz einer unbemannten Drohne
15. November 2011
Foto: Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg
Mit einem neuartigen optischen Spektrometer beteiligen sich Physiker der Universität Heidelberg an dem weltweit ersten Atmosphären- und Klimaforschungsprojekt, bei dem eine unbemannte Drohne zum Einsatz kommt. Im Rahmen des deutsch-amerikanischen Forschungsprojekts Airborne Tropical TRopopause Experiment (NASA-ATTREX) wird die NASA-Drohne „Global Hawk“ für Messflüge in der tropischen Tropopausenregion eingesetzt. Diese atmosphärische Höhenschicht, die nur schlecht zu erreichen ist und daher kaum experimentell untersucht werden konnte, ist für die chemische Zusammensetzung und Entwicklung der Ozonschicht sowie wegen ihrer Strahlungswirksamkeit für das Klima der Erde äußerst bedeutsam. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Klaus Pfeilsticker vom Institut für Umweltphysik der Ruperto Carola beteiligt sich zusammen mit Prof. Dr. Jochen Stutz von der University of California in Los Angeles mit dem neu entwickelten Spektrometer an dem Projekt.
Unbemannte hochfliegende Drohnen wie die „Global Hawk“ ermöglichen einen neuen Zugang zur tropischen Tropopausenregion, die sich in 14 bis 18 Kilometern Höhe befindet. „Bei den Forschungsflügen für NASA-ATTREX misst unser optisches Spektrometer einige für die Ozonchemie wichtige atmosphärische Radikale. Außerdem wollen wir die optischen Eigenschaften und das Vorkommen von luftgetragenen Partikeln, sogenannten Aerosolen, und Wolkenteilchen in der tropischen Tropopausenregion untersuchen“, erklärt Prof. Pfeilsticker. Mit den Instrumenten der am Projekt beteiligten Forschergruppen aus den USA werden weitere atmosphärische Spurenstoffe, die Menge und die chemische Zusammensetzung der Aerosole und Wolkenteilchen sowie der klimarelevante atmosphärische Strahlungshaushalt erfasst. Die Erkenntnisse aus den Messungen sollen globale Wetter- und Klimamodelle verbessern.
Ende Oktober startete von der in Kalifornien liegenden Edwards Air Force Base (EAFB) ein erster, knapp 24 Stunden dauernder Testflug in den tropischen Ostpazifik. „Dieser Testflug war äußerst erfolgreich, so dass im November zwei weitere Testflüge von der EAFB stattfanden, mit denen wir die Atmosphäre südlich von Hawaii untersuchten“, erklärt Prof. Pfeilsticker. Die eigentlichen Forschungsflüge mit insgesamt 600 Flugstunden Dauer werden in den Jahren 2013 und 2014 starten. „Diese sollen dann von EAFB, der Insel Guam und vom australischen Darwin aus jeweils während der Regenzeit durchgeführt werden. Damit wollen wir vor allem die tropische Tropopauseregion über dem warmen Westpazifik eingehender untersuchen, denn dort kommt es in der Atmosphäre wegen der hohen Wassertemperaturen und Luftfeuchtigkeit zu hochreichenden Gewitterwolken und starken Tiefdruckgebieten, die direkt und indirekt einen erheblichen Einfluss auf das Erdklima und die Ozonschicht ausüben“, erklärt Prof. Pfeilsticker.
Das NASA-ATTREX-Projekt wird von der amerikanischen Regierung bis Ende 2015 mit 30 Millionen US-Dollar unterstützt. Für ihren Beitrag zu dem Projekt haben die Heidelberger Forscher einen Antrag bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eingereicht.
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