Über den Wolken: Atmosphären- und Geowissenschaftler aus Leipzig, Dresden und Frankfurt gemeinsam unterwegs

Wenn heute, 14. März 2017, auf einem Symposium beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen die Arbeit mit dem modernen Höhen-Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and Long Range Research Aircraft) vorgestellt wird, sind auch Wissenschaftler der Universitäten Leipzig, Dresden und Frankfurt/Main dabei. Die drei Hochschulen koordinieren das Schwerpunktprogramm 1294 zur Atmosphären- und Erdsystemforschung, das die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) seit 2007 fördert, aktuell mit elf Millionen Euro für die Jahre 2016 bis 2018.

„Das Forschungsflugzeug HALO ist bei unseren Forschungsprojekten meist nur eine von vielen Messplattformen – aber eine ganz entscheidende. Mithilfe des Flugzeugs können wir spannende meteorologische und geophysikalische Forschung auf internationalem Spitzenniveau realisieren und mithelfen, Klimamodelle weiter zu verbessern“, sagt Prof. Dr. Manfred Wendisch vom Institut für Meteorologie der Universität Leipzig, einer der drei Sprecher des Schwerpunktprogramms. Prof. Dr. Joachim Curtius von der Frankfurter Goethe-Universität und Dr. Mirko Scheinert von der Technischen Universität Dresden komplettieren das Trio.

Im vergangenen Jahr wurden mit HALO beispielsweise Missionen durchgeführt, bei denen die beteiligten Wissenschaftler aus Frankfurt und Leipzig den Transport und die Umwandlung von Spurengasen in der Nordpolarregion untersucht haben, die für den Ozonabbau relevant sind. Darüber hinaus haben sie besondere Formationen kleiner, flacher Wolken über Barbados und atmosphärische Wellen in Warmluftfronten über dem Atlantik erforscht. Die Messergebnisse werden aktuell ausgewertet. „Unsere Messungen haben gezeigt, dass stark gealterte stratosphärische Luft im Polarwinter 2015/16 weit nach unten transportiert wurde und damit Chlor und Brom auch in tieferen Luftschichten schon zu überraschend großen Teilen in einer Form vorlagen, die Ozon abbauen kann“, erklärt Professor Joachim Curtius zu den Resultaten der Mission in der Nordpolarregion.

Ende dieses Jahres werden Dresdner Wissenschaftler bei einer Mission in der Antarktis dabei sei. Bei dieser soll HALO nahe der norwegischen Antarktisstation Troll landen und damit den Einsatz unter polaren Bedingungen testen. Dies dient der Vorbereitung einer umfassenden Mission zur geo- und atmosphärenwissenschaftlichen Erforschung der Antarktis, die für Ende 2020 geplant ist. Dabei wird die große Reichweite von HALO helfen, vor allem bestehende Lücken in Schwerefeldmessungen zu schließen. „Im Zusammenspiel mit weiteren Daten erhoffen wir uns damit einen wesentlichen Fortschritt in unserer Kenntnis von Struktur und Mächtigkeit des antarktischen Eisschildes und der Untergrundtopographie. Diese liefern wiederum wichtige Randbedingungen für eine verbesserte Erfassung und Modellierung der Auswirkungen des globalen Klimawandels“, erläutert der Geodät der TU Dresden, Dr. Mirko Scheinert.

Die Universität Leipzig bringt in das HALO-Projekt unter anderem ihr Messinstrument SMART ein (Spectral Modular Airborne Radiation measurement sysTem). Das Instrument kommt seit 15 Jahren an Bord verschiedener Flugzeuge zum Einsatz. „Wir können damit zum Beispiel bestimmen, ob die Wolken aus Wasser oder Eis bestehen und wie groß die Tröpfchen beziehungsweise Eiskristalle in der Wolke sind. Weiterhin messen wir, wie gut die solare Strahlung die Wolke durchdringen kann“, erläutert Meteorologe Manfred Wendisch. „All diese Größen sind wichtig für die Bestimmung der Strahlungswirkung von Wolken, die wiederum die Erderwärmung mitbestimmt.“

HALO nimmt Wendisch zufolge eine Schlüsselrolle in der deutschen Atmosphärenforschung und in den Geowissenschaften ein. In Bezug auf neue Weltraummissionen biete HALO viele Möglichkeiten, satellitenbasierte Daten mit bodennahen Messungen der Atmosphäre und weiterer Geoprozesse zu verbinden sowie Fernerkundungsmethoden zu erproben. HALO fliegt bis 15 Kilometer hoch, bis zu 8.000 Kilometer weit und kann eine wissenschaftliche Nutzlast von bis zu drei Tonnen transportieren.

Das Forschungsflugzeug HALO ist eine Gemeinschaftsinitiative deutscher Umwelt- und Klimaforschungseinrichtungen. HALO wurde aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF) und der Max-Planck-Gesellschaft (MPG) beschafft. Der Betrieb von HALO wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der MPG, dem Forschungszentrum Jülich (FZJ), dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), dem Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam und dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig (TROPOS) getragen. Das DLR ist zugleich Eigner und Betreiber des Flugzeuges.

Zum Schwerpunktprogramm: www.halo-spp.de